智慧工地在建筑工程安全管理中的应用研究

汪庆胜

中建四局水利能源发展有限公司 广东 广州 510000

1 基于智慧工地的建筑工程安全管理架构

1.1 前端感知层

在前端感知层当中，包括以下几个方面的关键组成部分，即视频监控、定位设备、RFID、红外线、无人机等等。一般需要运用各类智能元件，并在传感器的配合下，及时收集和整理各种与建设项目有关的资料。在建筑工地，管理者和工人都必须把头盔完整地戴上，而且头盔内也要装上智能标签。结合现场的实际情况，做好实时采集、记录等方面的工作，能够形成对人员行进路线的实时追踪，避免工作人员盲目靠近危险区域。一旦工作人员过度靠近危险区域，能够及时做出预警提示。

前端感知层的作用还在于及时发现施工现场存在的安全隐患，在落实安全管理工作时更为高效。在机械设备监测管理阶段，需要运用各类传感器技术，并在智慧工地理念的指导下，及时发现设备中存在的安全隐患。如，超载、安装零件缺乏牢固性等等，合理规避违规作业问题，降低安全事故的发生概率。

在临边区域，随着安全管理工作的开展，在智慧工地理念的指导下，按照系统中预先设定的报警信息，对此类区域内的相关移动对象及其移动行为进行自动检测。当员工有不安全行为，或有关物件的使用有不安全状况时，能及时发出安全警示。在智慧工地的理念指引下，随着施工现场视频监控作业的开展，发挥视频以及传感器的辅助作用，根据现场视频信息实施安全监控和管理等方面的工作，帮助管理人员察觉死角部位、危险区域，实现对安全隐患的全面排查，从源头着手优化安全管控效果。

1.2 平台层

在建筑工程现场，作为施工安全相关信息的流通场所，对于平台层的设置，包括三个方面的重要组成部分。即，数据层、支撑层、基础层等等。其中，随着支撑层的运行，主要是针对工程施工现场各类数据信息，全面做好融合、分析、处理、管理等多方面的工作。在提供接口、视频、存储、GIS等相关服务时，需要与实际需求相符合。随着数据层的运行，通常根据工程现场安全管理相关数据完成采集任务，所收集的数据包括三种类型。即，视频数据、机械设备数据、人员数据等等。

1.3 应用层

在建筑工程安全管理工作中，现场安全管理人员，在使用移动智能终端 APP时，能够完成对现场基本数据的实时采集，同时做好记录工作，并将图片信息包含在内。将实际所记录的信息传输至系统中，有效减少人工记录环节的失误，避免施工现场信息在传递时存在迟滞的问题。将管理需求作为参考依据，充分利用智慧工地安全管理平台做好各项管理工作。例如，智能监控、综合考评、数据分析、配置维护等等，实时把握现场各项因素的运行状态。如，机械设备、施工人员、环境条件等等，基于上述基本支持全面做好安全管理工作[1]。

1.4 管理系统

1.项目计算机局域网

在工地上构建一个覆盖全工程建设管理组织的计算机网络体系，对工地上的施工信息进行高效的传输与共享，对工地上的施工信息进行高效的传输与共享，并将其接入到相应 VPN （VPN）中，实现工地上与企业之间的高效的信息交流与共享。总承包人要申请一个专门的网络域名，创建一个项目的 OA账户，为每个成员方建立一个单独的文件OA传送系统，并在获得业主的批准之后，创建一个项目的对外推广网站。局域网结构示意图如图1所示。

图1 局域网结构示意图

2.办公信息系统

办公信息系统，可以为总承包方内部的信息交流和共享提供一个统一的平台，它可以让总承包方管理人员从繁忙的办公工作中解放出来，还可以让管理人员在竞争中提前一步，从而实现总承包方各种信息自动流转的功能，从而让对信息进行充分利用，从而提升工作效率和工作质量，从而提高生产力。

3.项目管理系统

本工程管理系统使用的是公司自主开发的项目管理系统平台，它围绕项目核心业务，实现了项目的合同履约、进度、材料、机械设备、劳务与分包、质量、安全、合同、风险、竣工及综合管理的信息化管理。系统的主要功能模块具体有：项目信息登记，合同管理，进度管理，变更管理，结算管理，材料设备管理，质量安全管理，档案管理，统计分析，数据接口管理及系统管理功能等主要模块。总体系统功能架构蓝图如图2所示。

图2 总体系统功能架构图

2 建筑工程安全管理中应用智慧工地的相关场景

2.1 塔吊安全监控系统

塔吊设备是建筑工程施工项目中的关键设备之一，它的运用担负着重要的施工任务，可以充分利用塔吊来代替部分的人工，改变传统的施工模式。随着塔吊施工作业的发展，因为这项操作的特殊性，也会带来一些安全风险，因此应保证塔吊操作的规范性，避免引起严重的安全事故。随着建筑工程安全管理工作的开展，应该强调做好塔吊管理的重要性，在应用智慧工地理念的时候，伴随着塔吊监测系统的建立，可以对塔吊施工全过程进行有效的监督。

在运用上述监测方式时，对于涉及的工程全部信息，应全面做好记录、分析等工作，从而使得整个监控流程具有智能化的优点。通过及时消除危险源，实现对塔吊事故的有效预防，对于优化塔吊施工操作控制效果具有重要意义。随着设备的持续运行，在塔吊作业中，监控系统内部同步产生了各种记录，可以利用系统中的相关模块进行参数记录、分析等。一旦发现塔吊中存在损坏零部件，应尽快通知维修人员进行更换或维修。

2.2 深基坑监测系统

在建筑工程发展过程中，持续朝着高层、超高层的方向转型，且基坑的挖掘深度逐渐加大。随着深基坑施工作业的开展，由于该类操作具有特殊性质，所以在施工现场建设团队，需要面临各式各样的安全风险。因此，在深基坑施工环节，全面做好安全管理工作具有十分重要的作用。在智慧工地理念的指导下，需要在开展基坑开挖作业之前，全面建成深基坑监测系统。

结合基坑工程现场信息全部收集，在探讨和分析之后确定具体的开挖位置，并保障开挖方式筛选的合理性与适用性。随着深基坑监测作业的开展，通过无线网络将采集到的信息传输出去，再由智慧工地平台进行接收，方便后台管理人员做好数据分析工作。以深基坑作业环节为切入点，协助管理人员发现可能存在的危险因素，通过及时共享数据信息，向其他部门发出警示，提前制定完善的应急预案，有效应对突发性问题[2]。

2.3 视频监控系统

在建筑工程施工现场，所涉及的建设要素具有多样性，在施工作业的各个环节或者各个方面，均有可能出现安全隐患。在视频监控系统的运行期间，作用于工程安全管理工作中，基于智慧工地理念的指导，能够突出视频监控系统的应用优势。这是由于在使用视频监控系统时，可以完全呈现工程现场的情况，并以视频材料的方法，使该类呈现方式更加直观。

3 智慧工地理论在建筑工程安全管理中的相关应用

在提出智慧工地理论之后，施工人员需要确定物料管控工作目标，随着管理体系的建成，对现场物料实施有针对性的管理，突出物料管理模块建设的重要性，采用有效管理方式，提高建筑工程安全管理实践水平。

3.1 切实发挥BIM技术应用优势

在获取建筑工程项目相关信息时，可以运用BIM技术完成对立体化工程模型的构建，在此基础上分析各项工程作业建设中所需要的物料，确保清单设置的规范性。通过对采购方案优化并完善，便于工作人员掌握与工程相关的信息，同时能够合理调整采购预算方案。根据现场环境深入分析，确保所采购的基本物料能够满足工程作业要求。

3.2 有效管理工程现场物料、物资

在工程现场环境中，对于所包含的物料和物资，需要在现代化技术的支持下，保证清理核算的有效性。通过对物资、物料的存储环境全面优化，在设置各类安全警示标识的基础上，可以形成更为安全、可靠的物料存储环境条件。在各类材料的存储期间，可以有效避免破损问题的出现。对于各项机械设备，在加强管理的同时，需要全面了解智慧工地理论，综合考虑建筑工程施工作业体系的建设，以及在施工过程中可能需要的各种机械设备类型。

通过探讨各类机械设备在性能、适用范围等方面的具体表现，在构建管理工作系统时，确保系统的运作具有自动化和智能化的特性。根据机械设备的性能参数，在检测分析环节了解设备的实际运行状态，分析设备运作期间可能存在的故障风险，在运用现代化载体时，发挥智能报警功能优势。一旦设备在运行时出现故障，可以保证报警提醒的及时性，便于管理人员组织维护、检修等工作的开展，有效控制设备方面的成本损失。

以大型机械设备管理为例，第一点从塔式起重机的监控和吊钩的可视化开展叙述。在塔式起重机上安装各种类型的传感器，是保证其安全运转的重要手段。驾驶员身份验证：驾驶员必须经过对监测装置的刷卡，指纹，人脸，虹膜等身份验证后，方可对装置进行作业操作。第二点对载荷进行监控与警告。利用重力传感器对现场塔吊的起重情况进行实时监控，当达到某一临界值时，塔吊发出警报。除体重监控外，还能实时监控力矩、高度、振幅、转角、风速等数据。第三点主要是为了防止冲撞。通过对每个塔吊的运行数据进行监控，系统可以自动地划分出多个塔吊的碰撞范围，如果出现了危险，可以自动地发出警告，提醒驾驶员注意自己的操作，保证行车的安全。下一步是对钩子进行可视化。安装在塔式起重机上的照相机，能够对吊钩下的吊物进行实时追踪，并根据吊钩的位置，自动调节照相机的放大倍数，保证了驾驶员能够清楚地观察到吊钩的工作状态。第四点在于实现数据的远程传输。系统可以与监控平台无缝对接，通过监控平台可以对塔吊运行情况进行远程实时监控，设备运行记录、历史数据和违规操作报警信息都可以在监控平台上完整地显示出来。

3.3 发挥智能应用程序软件作用

在设置智能应用程序时，工程有关工作人员可以利用手机终端设备完成线上打卡等操作，在该类软件系统的支持下，可以为管理人员提供便利。通过设置更为便捷的实践条件，全面优化人员管理工作成效。在劳务管理范畴内，还需要全面落实安全管理实践要求，同步发挥合同机制的作用，明确相关责任主体。一旦发现风险和隐患，可以第一时间找到责任人，形成对风险波及范围的有效控制。

在新时期背景下，随着建筑工程建设作业的开展，更多强调的是多元协同参与这一模式的构建。施工单位需要明确智慧工地基础理论，及时引进多种信息化技术，完成对多主体协同管理系统的构建，发挥各类信息化技术的应用优势，使各负责主体之间能够加强联系，促进工程作业信息的共享与交互，为各方负责人员提供便利。

在全面掌握工程基本信息时，根据当前施工中可能存在的安全问题，并形成客观、合理的判断。在构建完善的合同管理机制时，还能够进一步确定责任主体，以及在工程建设期间责任主体需要自觉履行的主要职责。在掌握工程现场安全隐患相关主要信息后，确保所制定的预防方案、处理方案具备可行性。随着协同管理系统的搭建，还应构建信息交互与共享中心，根据工程的实际情况，便于各方负责人全面了解，并同步做好工程安全管理实践活动。在提出可行、合理的管理方案时，指导安全管理工作有效落实，使当前的安全管理模式与现场环境相互适应。

4 结束语

建筑工程建设规模相对较大，且生产场所具有固定性，在施工阶段，由于会受到自然、人工、环境等多方面干扰因素的影响，在实施管理工作时，其难度系数相对较高。作为建筑工程管理体系中的关键内容，安全管理水平的提升成为业界广泛关注的问题。为保障安全管理工作具备高质量、高效化的特性，需要运用智慧工地相关理念和方法，使安全管理模式朝着信息化、智能化的方向转变，利于建筑工程安全管理效率和质量的同步提升。