基于风险管控视角下的智慧工地建设应用与研究

1、       基于风险管控视角下的智慧工地建设应用与研究                     摘 要：当前智慧工地建设与实施在全国建筑行业正全面铺开，智慧工地的建设进一步提高了建筑行业的管理水平，提升了建筑工地的安全文明施工面貌，然而各个建筑工地所投入使用的智慧工地软硬件却大有不同，产品功能也有所不同，至今并未有统一的被行业广泛认可的智慧工地实施标准。本文从项目安

2、全风险管控角度出发，研究分析适用于项目安全风险管理的智慧工地解决方案，探讨标准智慧工地设备设施及其主要功能作用。关键词：智慧工地；风险管控；安全管理；监控系统所谓风险管控，是对项目系统存在的危险性进行定性和定量分析，得出系统发生危险的可能性及其后果严重程度的评价，再针对不同性质的风险采取不同的手段或措施。依据生产过程危险和有害因素分类与代码（gb/t13816-2009）分类，危险、有害因素可分为四类：人的因素、物的因素、环境因素、管理因素。参照企业职工伤亡事故分类标准（gb6441-1986），综合考虑起因物、引起事故的诱导性原因、致害物、伤害方式等，建筑施工的五大危险因素：高处坠落、触电、

3、物体打击、机械伤害及坍塌，这五种危险因素占建筑业伤害事故的85%以上，为建筑业中重点预防的危险因素。建筑行业引入智慧工地管理平台，就是运用科技手段对建筑行业风险进行控制和管理。综上所述，智慧工地建设就是要围绕上述建筑施工主要风险点进行开展，以运用大数据技术、移动应用、云计算和bim 等技术，实现了基于风险管控的人员智慧管理、机械设备智慧管理、深基坑监测智慧管理、安全监督智慧管理以及绿色施工智慧管理。1 人员智慧管理1.1劳务实名制管理建立智慧工地实名制管理体系，对所有参建人员的身份信息进行录入，人员安全行为评价与门禁系统挂钩。将工人违章信息输入至门禁卡中，工人进场刷卡实时了解自己的安全情况动向

4、，对于达到违章3次的，直接拉入实名制黑名单，对其门禁卡予以注销，禁止进入施工现场，防范用工风险。此外利用“智慧工地监管云平台”对项目现场特殊工种人员进行统一资格登记、备案，对于登记的特殊工种人员系统会根据其体检情况、安全帽颜色以及证书有效性进行核验，发现有一项不符合，不得进入施工现场。1.2人员入场及劳保用品佩戴管理施工现场通过安装摄像头，结合智能算法，系统自动识别进出项目人员是否有佩戴安全帽和反光服，发现未带安全帽和反光服进行报警抓拍录像，结合人脸识别，登记记录并上传系统平台。1.3工人教育交底管理利用“智慧工地监管云平台”，对参建单位工人进行安全、技术交底情况登记，工人进场时，工人档案二维

5、码贴于安全帽上，方便项目管理人员随时抽查，也便于在安全教育、技术交底时直接扫描二维码签到，自动生成教育记录。同步完善安全教育制度，对作业人员安全行为分色管理（安全帽后贴红、黄、绿三色标识），对作业人员全面实施行为安全评价。具体做法为：新进场人员通过安全教育流程后，安全帽后贴绿标，违章一次的，贴黄标，安全再教育2h，违章两次的，贴红标，安全再教育4h，违章达三次的，直接拉入实名制黑名单，劝退处理。1.4工人诚信管理利用“智慧工地监管云平台”建立诚信档案，从工人考勤、工作技能、工作态度、工作效率等综合评定多个维度进行考核建档。管理人员根据档案库内的最终考核结果，择优录用。同时项目管理人员对工人进行

6、的奖惩记录及加入黑名单等操作，也可导入云平台，从源头上防范用工风险。2 机械设备智慧管理2.1塔吊监控当前塔吊监控系统，大多是基于传感器技术，嵌入式技术，数据采集技术，数据融合处理，无线传输网络与远程数据通信技术，高效率地实现塔吊单机运行和群塔干涉作业防碰撞的实时安全监控与声光预警报警功能。少数塔吊监控系统，除了上述采集，计算，显示，告警等功能外，还配备了ai智能分析系统，可以实时分析出当前吊装违章情况及塔吊忙碌情况，以便给主管单位提供管理数据。塔吊监控系统主要功能有以下几方面：（1）群塔防碰撞：可以防止塔群内塔吊相互碰撞；（2）区域保护（回转限位系统）：可限制塔臂进入某些特定区域（临街等），

7、防止塔臂与障碍物发生碰撞；（3）载重力矩监测预警：当塔吊载重，倾斜角度达到预警值时，检测仪会发出报警声；（4）数据黑匣子：可以实时存储塔吊数据，当塔吊出现故障时可以保护数据，存储数据，方便查找故障原因；（5）远程监控：通过互联网，监控站可以监控塔群内任一个塔吊的情况。 塔吊安全监控管理系统，实现全方位、实时、全过程、不间断的施工安全监管，避免因操作者的疏忽或判断失误而造成的安全事故，可极大地保证塔吊的安全使用。 图1 塔吊安全监控管理系统图2.2吊钩可视化塔吊吊钩盲区可视化系统实时以清晰图像向塔吊司机展现吊钩周围实时的视频图像，解决了施工现场塔吊司机的视觉死角，远距离视觉模

8、糊，语音引导不便等行业难题，有效避免事故的发生，提高工地现场施工效率，减少安全事故率，减少人力成本。图2 塔吊吊钩可视化系统图2.3塔吊防松动螺母报警器塔吊预警螺母作为一种高精密设备，安装在高强度螺母后面，当高强度螺母松动的时候，给予报警提醒，杜绝了塔吊高强度螺母松动脱落不易发现的安全风险，而且这种塔吊预警螺母具有防水耐寒抗晒，适应极端天气，安装稳定。图3 塔吊防松动螺母报警器安装示意图2.4施工升降机监控施工升降机安全监控系统，重点针对非法人员操控施工升降机、超载以及维保不及时，安全装置易失效等安全隐患，一方面通过高端生物识别技术，利用人脸的唯一性及便利性，实现施工升降机的操作人员的持证上岗

9、及限载管理，有效控防“人的不安全行为”；一方面强化源头管理，通过维保周期智能化提醒模块，实现维保常态化监管，有效预防“物的不安全状态”。施工升降机安全监控系统功能特点有以下几方面：（1）实时载重监测及重量报警；（2）门锁等开关量状态监测；（3）预留轿厢拍照功能；（4）施工升降机倾斜度，高度实时监测；（5）驾驶员身份识别及后台信息推送制动输出；（6）超载抓拍功能。图4 施工升降机人脸识别示意图2.5卸料平台监控卸料平台是施工现场常搭设各种临时性的操作台和操作架，一般用于材料的周转。在材料转运施工过程中,会有很多危险因素,例如：超载、倾覆和坠落。故而，在如何保证施工安全的前提下加快材料周转的施工进

10、度，管理好卸料平台，方便施工进度的背景下，卸料平台监控系统应运而生。卸料平台监控系统是通过传感器将数据传输至智慧建设云平台，当作业人员在装料过程中平台承受重量超过设定阈值时，报警装置会自动发出声光报警，提高卸料平台使用过程中的安全性。图5 卸料平台安装示意图卸料平台监控系统功能特点有以下几方面：（1）自动监测载物实时重量，增加传统卸料平台的超载保护功能；（2）语音与灯光报警功能，给施工作业人员预警报警，避免因超载而引起的坍塌事故；（3）远程监控平台记录、查询、分析卸料平台进出料记录，从而针对性的加强安全教育与培训.图6 卸料平台报警系统图3 深基坑监测智慧管理深基坑监测系统是运用物联网、移动互

11、联网技术，以平面布置图、bim模型为信息载体，通过前端传感器全时、全天候监测地下水位、沉降、支撑轴力、立柱内力、深层土体位移、土压力等，实时传输至云端分析，及时预警危险态势，辅助基坑安全管理，预防生产安全事故。通过对监测原始测量数据、报表数据、周期对比数据的采集，动态掌握监测过程，利用行业标准实现实时预警。深基坑监测管理系统功能特点：（1）实时监测，基坑管理全时覆盖：24小时不间断监测，保障数据连续性、及时性，及早排查基坑安全隐患。（2）动态分析，基坑危情提前预警：监测点历史分析，动态展示数据变化轨迹，异常告警提醒，预防事故发生。（3）远程监管，基坑状态一目了然：远程数据无线传输，手机端在线可

12、查，减少人力检查成本，实时了解现场情况图7 深基坑监测系统平面图4 绿色施工智慧管理4.1扬尘噪声监测通过建立扬尘噪声监测系统对建筑工地实时跟踪监控，系统对回传数据进行快速处理、对超过预定排放值的建设工地进行实时报警。主要监测的项目为可吸入颗粒物pm2.5、pm10、tsp 、噪声等多个指标，视频现场取证，精准无异，并配套噪声监控系统、气象系统、数据采集系统和通信系统等，实现互联互通。图8 扬尘噪声监测系统图扬尘噪声监测系统的功能特点：（1）全天候全自动：无人值守，24小时全天候实时的在线监测；（2）实时预警系统：设定了报警管理，超限后会启动声光报警灯，及时预警，提高实时监测的有效性；（3）数

13、据存储自动恢复：外部电源和通讯系统出现的临时故障不影响数据的采集，通讯恢复后可自动下载延误传输的数据；永久断电不丢失已采集存储的数据；（3）信息监控分析：实现数据的存储管理，对监测点的数据图形展示，超限超标报警统计等，为监管部门提供决策。图9 扬尘噪声监测系统app控制图4.2降尘喷淋控制根据扬尘监测系统反馈的信息，当扬尘超标时，平台后台发送指令自动定时控制喷淋作业，高效率地实现工地现场抑尘降尘功能，避免扬尘颗粒污染环境。扬尘监测系统的功能特点：（1）多种喷淋方式：平台支持手动，遥控，联动，平台app端手动喷淋、定时喷淋等多种喷淋方式，简单便捷；（2）移动端实时同步信息：可在平台和app端实时

14、观测、查询喷淋作业数据信息。（3）操作灵活，可结合扬尘噪声监测系统实现施工现场的降尘联动。图10 降尘喷淋控制系统图4.3车辆冲洗监控系统工程洗车机是一种机械化设备，主要是针对运输的工程车辆，在出厂前进行全自动冲洗的一种工程设备，该设备很大程度上减少了施工车辆对于道路污染的难题，同时也在建筑现场的各施工项目得到了广泛的应用。在传统洗车机上面，加装智能识别系统，根据车辆出场感应器与用水感应器是否同时工作，结合出场照片、车牌传输至云端分析判断冲洗情况。 图11 工程洗车机实物图图12 每台车每次出场详情图4.4烟感监测在施工现场加工区、材料堆放区、易发生火灾隐患区域安装烟感探测器，监测现

15、场烟雾浓度。探测器内置芯片可实时上传监测数据至“智慧工地监管云平台”，当现场发生火灾事故时，系统自动发出警报并短信提醒负责人，项目部人员能够迅速响应，及时组织人员疏散和作出后续应急措施。图13 烟感探测器监测示意图5 安全监督智慧管理5.1 安全体验馆安全体验场景教育，让工人沉浸于安全体验场景教育，警惕员工施工过程的出现的各种安全隐患，提高安全意识。利用安全教育培训体验馆定期对工人进行安全教育。安全体验馆除了配备vr安全教育外，还配备其他体验区，主要包括安全带使用体验、墙体倾倒体验、爬梯体验、洞口坠落体验、平衡木体验、撞击体验等，为体验者提供沉浸真实的体验感受，向体验者提供更深刻、更持久的安全

16、意识植入。图14 安全体验区5.2临边洞口及周界声光报警在现场周界、临边、预留洞口、电梯井口及非作业面等管制区域设置报警设备，当人员翻越周界、靠近管制区域或临边防护被移动拆除时，报警系统自动通过声音和闪光实现同步报警并实时发送给相关安全管理人员，大大降低安全事故发生的风险。图15 临边洞口声光报警示意图5.3用电监测利用智能电能表采集宿舍和动力设备的用电量，通过有线/无线网络将采集到的宿舍和动力设备的用电量实时上传至远端云平台，云平台对于每个智能电能表的数据进行存储，处理和分析，并可根据用户的需求对用电功率较小的宿舍供电通过电能表实施断电控制，前端采集设备有电能表和数据上传装置组成。实时在线监

17、测施工现场各个电箱空开闭合状态及电能使用情况的远程物联网仪表，配合后台集中管理及手机app，管理人员可以及时发现各个电箱相应的空开的闭合状态、及时定位跳闸的空开电箱，从而达到及时、快速、准确的电力恢复。 图16 用电监测系统图用电监测系统的功能特点：（1）实时联网，实时控制，计划，超限断电，从根本上解决了电力浪费问题；（2）多种智能功能，可防止并记录用户通过短接、跨接、零线入地等窃电行为，并可显示检测漏电现象，可报警拉闸预防事故；（3）过载保护功能。当用户负荷大于设定负荷值时，统自动切断电源，以保护电器及线；（4）实现半自动化无人看管模式管理；（5）通过物联网大数据分析，可以存储、统计、分析该施工现场的电能使用情况，形成统计报表，向使用层、管理层提供底层数据支撑；（5）全面了解整个施工现场电能用量、电能质量。5.4电箱电子巡更以往施工现场配电箱较多，每日手签巡检记录耗费了电工大量的宝贵时间，而且电箱手签纸质记录容易丢失，采用巡查电工到点打卡方式后，巡检后巡检信息自动生成并存储，同步推送到管理系统。方便管理人员检查。 图17 电子巡更app6 视频监控项目现场安装视频监控摄像头，将摄像头接入云平台，实现手机端和pc端实时监控现场施工，对现场进行全覆盖管理。可实时查看布点监控视频，掌握现场动态（现场施工人员数量、施工进度、人员违章情