基于“智慧工地”的施工现场安全管理

王克成 卢俊超 沈玉欣 田野

【摘 要】建筑业是一个安全事故多发的行业，事故类型多样、危险源复杂。从施工现场安全事故的特点和原因分析入手，阐述了常见的重大危险源。基于“智慧工地”的理念，讨论了将目前的信息技术手段融合于施工现场安全管理，构建智能化的安全监管模式，以预防安全事故，实现安全建造。

【关键词】安全事故;建筑施工;智慧工地

中图分类号： TU714文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）06-0236-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.06.091

建筑业是一个安全事故多发的行业，由于生产的复杂性和特殊性，单纯依靠安全员、监理等人工检查方式，安全隐患缺乏有效的监管。“智慧工地”源于IBM提出的“智慧地球”，是一种系统解决施工管理问题的方案。通过云计算、物联网、人工智能、BIM等先进信息技术与建造技术的深度融合，将智慧工地建造相关理论和技术运用到施工现场安全管理中，构建施工现场安全监管体系，弥补传统监管方法的不足和低效，变被动监管为主动监管，可以切实保障施工人员的安全与利益。

1 施工现场危险源识别

1.1 施工现场安全事故的特点

（1）概率高。施工过程工艺繁琐，涉及人、材、机因素众多，任何一个环节出现隐患都可能导致事故的发生。

（2）损失大。工程事故发生频率较高的包括高处坠落、坍塌、物体打击、火灾等，这些事故一旦发生，极易造成群体性伤亡，引发重大、特大安全事故。

（3）隐蔽性。不安全因素潜藏在现场施工工序、作业环境、机械设备或人员行为中，缺乏严格的管理，人们不易及时发现。

（4）复杂性。安全隐患点多面广的特点决定了施工现场的安全管理难度较大。

（5）可控性。排除自然力的干扰，施工安全管理中事前充分论证审查设计和施工方案的科学合理性，事中严格按工艺流程操作，结合周密的应急预案，很大程度上事故就可以得到预防。

1.2 施工现场安全事故的原因

（1）人的行为

施工现场从事一线作业的大多为农民工，其中多数人未接受过专业系统的教育，甚至未接受“三级”安全教育培训就上岗操作，缺乏必要的安全知识和纪律观念，违章作业现象较多，更缺少自我保护意识，一旦引发事故，就成为直接的伤亡群体。

（2）机械设施

施工机械大多体积大、功率高，一旦未按规程操作，或机械年久失修出现故障，就可能引发机械伤害事故。其中，塔吊、升降机、吊篮等作业活动本身潜藏高空作业的风险，防护装置或防护用品存在缺陷都会导致安全事故的发生。

（3）施工方法

施工过程必须遵循一定的工艺流程，出现违章指挥、违章操作不但影响工程质量，更会酿成安全事故。

（4）作业环境

施工现场多为露天作业，劳动者直接暴露在高温、严寒的工作环境中，工作时间长、强度大，经常存在疲劳作业。尤其从事高空作业、光线较差的地下或夜班作业等，对身体和心理都形成巨大考验，稍有松懈就可能造成安全隐患。

1.3 施工现场常见重大危险源

通过对工地的调研走访，整理了房屋建筑工程施工现场常见的重大危险源，如表1所示。

2 智慧工地在施工安全管理中的应用

2.1 人员智能管理系统

人是管理中最复杂的因素，也是现场安全管理中能动性最强、最灵活的因素。做好对施工人员的管理和控制，对于施工现场安全管理工作具有重要意义。建筑施工过程用工量大，日常管理依靠管理人员手工记录很难实现对工人的有效监管。为更好地保障工人在施工现场的合法权益和安全，可以采用人员智能管理系统。首先，进场劳务工人全部进行实名制登记，形成人员信息数据库，包括个人身份信息、技能水平、薪资账户等，工人的施工活动、考勤记录都可以方便快捷地进行记录，工资按时发放到银行卡，避免拖欠工人工资等财务纠纷，保障工人权益。

2.2 机械设备安全监控系统

脚手架、模板和塔式起重机等垂直运输机械作业时，大多处于高空作业的特点，若防护不当极易发生坍塌、倾覆等重大安全事故。基于智慧工地系统引入高支模安全监控设备、塔吊安全监控设备等，通过智能化设备收集、记录工人操作及设备运行实时数据，并设置预警范围，当现场施工出现异常值时，相应系统会自动进行声光报警，提醒作业者及时停止危险行为，项目管理人员也能够及时发现隐患，进行快速排查整治。借助这些智能设备能够在隐患酿成事故前及时预警，妥善处理，避免了传统监管中事故发生后被动应对的不足。

2.3 VR安全教育培训系统

施工工艺流程安排合理、一线施工人员按章操作是避免事故发生的有效手段。根据项目部实际情况，建造安全教育培训系统。利用VR虚拟现实技术，以三维动态的形式模拟现场施工的各种场景，体验者通过佩戴VR眼镜等设备，熟悉了解施工流程，并“经历”施工安全事故的发生，加深对安全生产的理解和感受。施工人员在从事新工艺或变换工种前必须参加体验，通过模拟的方式体验施工中的安全事故和险情，并掌握相应防范要点和应急措施。

2.4 智能穿戴设备防护系统

随着智能设备的发展，很多技术手段可以应用于施工人员安全防护，包括智能安全帽、智能手环、智能眼镜等。其中，智能安全帽是此类设备在工程施工中最有应用前景的优化产品，每一个进入现场的人员都必须佩戴安全帽。传统的安全帽通过减震和硬度设计，起到优化头部防护作用，而智能安全帽系统是一种结合无线通信技术、射频识别（RFID）技术、语音通讯技术等集成的具有一定智能化水平个人穿戴设备。除了应对高空坠落物体打击等伤害外，还能够采集、处理、传递和存储施工人员的作业信息，提高施工现场管理的效率和安全保障水平。

当施工人员到达某一危险源特定范围内时，就会触发内置的预警系统，对其提出警告，信息也会实时发送到管理终端，项目部管理人员可以及时锁定危险源位置和相应施工人员，给出指令措施，预防事故发生。

3 结语

随着互联网、物联网、人工智能等技术的发展，传统建筑业向智能化方向转变具备了可行性。基于“智慧工地”的施工现场安全管理就是通过智能设备全面收集现场人、材、机等信息，在此基础上感知施工人员的操作行为和设备的运行状态，及时预警报警，大大提高施工现場安全管理的效率和水平。然而，智慧工地的建造不是一蹴而就的。目前，智慧工地的发展还处于初级阶段，我们可以以安全建造为契机，逐步在施工现场融合BIM、大数据、云计算、人工智能等先进技术，最终实现基于“智慧工地”的绿色建造、智能建造。

【参考文献】

[1]曾立民.打通信息化落地“最后一公里”——智慧工地的建设及应用价值[J].中国勘察设计，2017（08）：32-36.

[2]孙昊，韩豫，等.融合BIM和RFID的建筑工人智能管理系统[J].工程管理学报，2017，31（02）：95-99.

[3]张健.一种智慧工地安全隐患和教育培训IT解决方案研究[J].电子技术与软件工程，2019（01）：256.