物联网技术在智慧工地安全质量管理中的应用

安玉华，王若辰

（吉林建筑大学）

1 引言

随着物联网与云计算等相关技术的飞速发展，建筑行业进入了全新的发展阶段，并且呈现出蓬勃发展的态势，智慧工地也应运而生。物联网技术作为一种重要的应用产业，可以有效整合系统内部所有可用资源，达到满足各种消费者的使用需求。为此，将物联网技术应用于智慧工地安全质量管理中，试图构建智能、高效、绿色的智慧工地安全质量管理平台，从而有效提高智慧工地安全质量管理水平。

2 基于物联网智慧工地安全质量管理的相关概念

“智慧工地”是智慧城市理念在建筑行业的具体体现，其内涵是一种新的信息化管理理念。“智慧工地”综合云计算、物联网、人工智能等现代技术，支持对人和物的全面感知，以人员、机械、材料、方法、环节为核心，实现了信息协同共享、全面智能管理、科学决策管理等基本功能，能够全方位的提高工程建设生产效率、工地管理效率、项目决策能力等关键要素，从而实现建筑工地的科学化、流程化、精细化和数字化。

物联网技术利用传感器技术、RFID 技术、GPS等技术，实时采集物体的变化信息，实现对物料、物体、人的网络访问，实现动态智能识别、自动管理控制。

智慧工地与物联网技术的融合是智慧工地安全质量管理的必然趋势。

3 智慧工地安全质量管理现状

近几年来，在大数据和“互联网+”的大力支持下，智慧工地迅速崛起，并且具有良好的市场发展空间，智慧工地实践项目也开始涌现。目前，我国智慧工地主要应用在重点工程项目上，这些项目工程量大，历时较长，环境复杂，参与主体众多，协调难度非常大。为了提高智慧工地安全质量管理水平，国家和政府采取了一系列措施，加大智慧工地人力、物力和财力的投入，有效地提高了智慧工地安全质量管理信息化水平。但是，智慧工地起步较晚，还面临诸多的问题，特别是传统的工地管理模式和施工仪器，已然无法满足智慧工地的基本需求，阻碍了智慧工地效能的发挥。

物联网技术具有明显的优势，将其应用到智慧工地安全质量管理中具有重要的意义与价值。首先，物联网技术可进行大范围、全球定位系统的精确定位，可实现红外传感器等设备传感功能，并依托相关技术人员建立相应的现场施工信息数据，对相关信息数据进行科学分配和高度整合，方便相关人员对后期数据信息进行分析。其次，物联网技术能智能化收集数据信息，有效地跟踪每一项工作任务的具体流程，科学、细致地进行权责划分，实现对责任的跟踪落实，不仅能够提高工程项目管理效率，而且可为工程质量打下良好基础。最终，涉及建设的相关部门可以利用物联网技术及时掌握具体施工情况，并对工程提出相关建议，为工程施工提供保障，最大限度地满足各方需求。

4 基于物联网的智慧工地安全质量管理问题

将物联网技术应用到智慧工地的安全质量管理中，能使工地建设科学化、智能化、数字化，不仅能对工地上的人员、物料和设备进行科学化管理与监控，还能清楚掌握工地建设的全过程，对于大型工程能够获得足够的控制能力，确保施工顺利进行，保障施工人员的生命安全。但是基于物联网的智慧工地安全质量管理还存在诸多问题，具体表现在几个方面。

4.1 人员管理设备缺失

基于物联网的智慧工地安全质量管理中，大多数产品都将人员信息集成到手机端APP 上，各种报警器和流程信息都将在手机端上显示和处理，这些功能都需要手机的智能化。但是施工现场基层作业人员未必都能拥有经济实力购置智能手机，因此手机的智能化也将大大影响业务流程的处理和信息的接收，从而降低智慧工地安全质量管理信息化的实际效率。

4.2 设备管理质量欠缺

基于物联网的智慧工地安全质量管理要求对施工现场设备进行信息化管理，尤其是操作人员使用智能安全帽、塔吊等设备的监控预警信息，以及移动终端安全巡检等都要依靠网络来传递信息。这就需要建立良好的网络环境，确保施工现场设备的稳定运行。目前，智慧工地基本上实现了网络的全覆盖，但是网络质量却参差不齐，部分偏僻地区网络环境较差，无法满足安全管理信息化产品功能的正常运行需求，严重影响了智慧工地安全设备的实际运行。

4.3 物资管理追踪滞后

在基于物联网的智慧工地安全质量管理中，对物资管理与追踪是关键，能够保证施工过程中物资的合理利用与有效监管。但是目前智慧工地安全质量管理的资金投入不足，导致建设过程中需要垫付大量资金或向银行贷款，限制了物资管理平台的开发与使用。因此，施工企业只有有限的资金支持智慧工地安全质量管理信息化的应用，导致产品的功能和性能较差，无法有效追踪物资的使用情况，导致智慧工地安全质量管理效用有限。

5 基于物联网的智慧工地安全质量管理对策

5.1 人员管理信息化

建立以物联网技术为基础的智慧工地人员管理，主要是利用物联网技术，有效整合无线通信、数据采集、人脸识别、人员活动状态监测等相关模块，将相关数据传输到工地人员管理系统，实现人员管理和监控。

对进入现场的工人进行实名制信息采集，并将相关信息输入系统，随后向工人发放一卡通，详细记录工人的基本信息。施工场地LED显示屏能实时统计出现场员工人数，员工的上班时间，各个工作岗位的人数等等。

建筑工人进入施工现场需要佩戴安全帽，并在闸口对建筑工人进行人脸识别，通过安全帽记录建筑工人的基本信息。管理人员借助安全帽中的智能芯片能够对建筑工人的工作状态、安全位置、活动轨迹等进行定位与跟踪，及时掌握建筑工人的安全状态，从而实现对建筑工人的全方位监控。

另外，利用物联网技术，可以将建筑工人的位置、活动轨迹等数据实时地更新到现场员工管理系统中，并通过现场员工管理系统进行建筑工人统计分析，全面掌握建筑工人的地域分布和工作状况。鉴于此，工地管理人员可以借助大数据技术，在保证施工质量、进度、安全的前提下，抓住建筑工人分布的热点和劳动力的高峰，进一步合理安排现场各工种的劳动量，最大限度地提高生产效率，减少窝工损失，实现建筑项目的施工质量、进度、安全等综合目标。

5.2 设备管理科学化

智能化现场设备管理是基于物联网技术建立的机械设备管理系统。利用摄像机和各种传感器进行现场机械设备数据的采集，作为机械设备管理系统的基础数据源。同时，采用微电子技术、高精度定位和无线通信等技术，将现场机械设备的数据纳入机械设备管理系统中，并支持设备信息的统计查询，使机械设备操作员、保安人员通过机械设备管理系统了解实时工作信息和运行状态，实现对机械设备安全设备的实时跟踪。

此外，机械设备管理系统还能对机械设备的种类、数量、型号、维护、运行、管理、操作人员等信息进行统计、记录、实时汇总，保证机械设备信息管理的及时性、准确性和共享。特别是对于机械设备的寿命以及可靠性等，通过设定指标进行预警，一旦超过阈值就会自动报警，从而提高机械设备的安全性和可靠性。

5.3 物料管理智能化

智慧工地物料管理以物联网技术为支撑，构建了工程物资管理系统，实施对物料的全面动态管控。

在材料采购环节，应用物联网技术，可以快速准确地生成材料需求清单，克服了人工统计方法计算速度慢、数据准确性低的缺点。依据材料需求清单编制材料采购计划，并按计划在平台上完成在线订购，进一步了解工程物资管理系统中物料的状态。

在物料验收方面，利用物联网技术对整个验收过程进行监控，并将关键材料，如原始单据、质量证等拍照留证；利用工程物资管理系统APP 实施非称量物料的接收，如实施非称量物料的进、出等操作，也能快速清点现场物资，克服了传统人工清点效率低、耗时长、数据准确等缺点。

对于施工现场监控，将视频监控与工程物资管理系统相结合，实现了对建筑项目物料存放的实时监控。具体地说，根据场地平面图对材料进行存储，在物料存放区域设置电子标识牌，对相关物料进行标记与识别，并根据需要及时进行更新。与此同时，根据工程物资管理系统反馈的物料出入库数据，进行物料数量及成本的统计。一旦现场抽查或发生突发异常情况，必须马上启动实时监控系统，查看监控录像，对现场物料进行全面控制，确保建筑项目物料的透明化。

6 结语

当前，我国施工企业项目规模不断扩大，数量不断增加，工程建设行业的市场竞争进入白热化阶段。加强工地安全质量管理，直接关系到施工人员的生命安全，关系到建筑工程项目的质量保障和施工企业的经济效益。将物联网技术应用于智慧工地安全质量管理，不仅可以提高现场安全管理水平，而且还能带来良好的经济效益。未来，还需要将物联网技术与其他技术结合，开发智慧工地安全质量管理系统，为智慧工地的安全质量管理提供集成的在线平台，从而不断提高智慧工地安全质量管理水平，实现智慧工地的持续发展。