智慧工地可视化平台建设技术方案（技术方案）

智慧工地可视化平台建设

技术方案

智慧工地可视化平台建设技术方案

目录

第一章背景及需求.....................................1

1.1应用背景.......................................1

1.2业务现状.......................................3

1.3需求分析.......................................4

1.3.1业务需求....................................4

1.3.2系统需求....................................6

1.4总体目标.......................................7

第二章系统总体思路....................................8

2.1设计思想.......................................8

2.2设计原则.......................................8

2.3设计依据.......................................9

2.4设计思路......................................11

第三章系统总体设计..................................13

3.1总体架构......................................13

3.1.1系统拓扑..................................14

3.1.2系统组成..................................15

3.2系统功能......................................16

3.2.1总体应用设计..............................16

3.2.2视频联网子系统............................16

3.2.3实名制考勤子系统..........................17

3.2.4塔吊安全监控子系统........................18

3.2.5环境量检测子系统..........................19

3.2.6车辆管理子系统............................20

3.2.7安全帽穿戴子系统..........................20

3.3关键技术......................................21

1

智慧工地可视化平台建设技术方案

第四章前端感知系统..................................24

4.1设计概述......................................24

4.2视频监控子系统...............................26

4.2.1需求分析..................................26

4.2.2系统设计..................................27

4.2.3系统组成..................................29

4.2.4前端部署..................................31

4.2.5前端配套..................................35

4.2.6系统特点..................................37

4.3实名制考勤系统...............................39

4.3.1访客系统..................................39

4.3.2门禁系统.................................43

4.3.3内部人员注册...............................45

4.3.4内部人员中心注册-USB相机采集............45

4.3.5内部人员中心注册一照片导入.................45

4.3.6用户自助APP注册.........................46

4.3.7外部访客注册流程..........................46

4.3.8出入口类型................................47

4.3.9新增人证通道...............................47

4.3.10历旧人证通道.............................48

4.4塔吊安全管理系统.............................50

4.4.1需求分析..................................50

4.4.2系统设计..................................51

4.4.3系统组成..................................52

4.4.4功能介绍..................................52

4.4.5系统特点..................................55

2

智慧工地可视化平台建设技术方案

4.5环境监测系统..................................57

4.5.1需求分析..................................57

4.5.2系统设计..................................57

4.5.3系统组成..................................60

4.5.4功能介绍..................................62

4.5.5系统特点..................................65

4.6车辆出入口管理系统...........................66

4.6.1需求分析..................................66

4.6.2系统组成..................................66

4.6.3功能介绍..................................68

4.6.4系统特点..................................71

4.7安全帽穿戴子系统..............................74

4.7.1需求分析..................................74

4.7.2系统设计..................................74

4.7.3系统组成..................................75

4.7.4功能介绍..................................75

4.7.5系统特点..................................77

4.8车辆安全行驶系统.............................77

4.8.1需求分析..................................77

4.8.2系统设计..................................78

4.8.3系统组成..................................79

4.8.4功能介绍..................................80

4.8.5系统特点..................................82

第五章传输网络......................................87

5.1传输网络总体设计..............................87

5.1.1传输网络选择..............................87

3

智慧工地可视化平台建设技术方案

5.1.2设计要求..................................87

5.1.3网络结构设计..............................87

5.2传输网络详细设计.............................89

5.2.1无线网络设计...............................89

5.2.2视频监控网络设计..........................94

5.2.3塔式起重机安全监控管理系统网络设计........95

5.2.4施工升降机安全监控系统网络设计............95

第六章关键设备介绍..................................96

6.1HKTC塔机安全监控管理系统....................96

6.1.1产品介绍..................................96

6.1.2产品功能..................................99

6.1.3产品优势.................................101

6.1.4技术参数.................................103

6.2环境量检测设备参数..........................108

第七章成功案例材料.................................111

7.1XX科技大厦智慧工地项目......................111

7.1.1项目背景.................................111

7.1.2项目介绍.................................111

7.1.3方案优势.................................112

7.2XX市建设工程安全质量物联网项目(一期、二期)113

7.2.1项目背景.................................113

7.2.2一期项目需求.............................113

7.2.3二期项目需求.............................117

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智慧工地可视化平台建设技术方案

第一章背景及需求

1.1应用背景

建筑行业是我国国民经济的重要物质生产部门和支柱产业之一，

在改善居住条件、完善基础设施、吸纳劳动力就业、推动经济增长等

方面发挥着重要作用。与此同时，建筑业也是一个安全事故多发的高

危行业。近年来，在国家、各级地方政府主管部门和行业主体的高度

关注和共同努力下，建筑施工安全生产事故逐年下降，质量水平大幅

提升，但不可否认，形势依然较为严峻，尤其是随着我国城市化进程

的不断推进，建设工程规模也将继续扩大，建筑施工质量安全仍不可

掉以轻心。如何加强施工现场安全管理、降低事故发生频率、杜绝各

种违规操作和不文明施工、提高建筑工程质量，仍将是摆在各级政府

部门、业界人士和广大学者面前的一项重要研究课题。

住建部2003年11月发布的《2003-2008年全国建筑业信息

化发展规划纲要》中指出建筑业企业的信息化要重点发展基于互联网

的协同建造应用系统和建筑企业信息化的关键技术，推动标准化建设，

提高建筑业主管部门的管理、决策和服务水平，实现建筑业信息化建

设跨越式发展。

2010年，国务院下发《国务院关于进一步加强企业安全生产工

作通知》23号文件，同年质监总局下发164号文件，要求在建筑起

重设备上必须加装安全监控管理系统。

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智慧工地可视化平台建设技术方案

2014年，国家住房和城乡建设部更是提出了加快推进市场监管

一体化平台建设的布署，推进了全国各省市建筑信息监管一体化平

台建设的进程。真正实现“数据一个库、监管一张网、管理一条线”

2015年11月《全国安全生产监督监察系统推进安全生产监督

检查随即抽查工作实施方案》,强调建筑行业安全监管系统建设的全

面覆盖工作给出指导意见。

2017年3月住房城乡建设部办公厅关于《进一步加强建筑施工

安全生产工作的紧急通知》明确指出，要督促建筑施工企业加大安全

生产投入，严格各项安全标准和要求，进一步加强和规范企业安全生

产管理工作，推进企业全员、全方位、全过程的安全管理。

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智慧工地可视化平台建设技术方案

1.2业务现状

随着我国城市化的快速发展，政府越来越重视民生，对建设工程

的质量、安全、文明施工的监管提出了更高的要求。近年来各级政府

纷纷发文要求进一步加强建筑施工领域企业安全生产工作，根据国务

院《关于进一步加强企业安全生产工作的通知》、浙江省住建厅《关

于进一步加强建筑施工领域企业安全生产工作的实施意见》、XX市

政府《关于XX市建设工程质量和安全生产监督管理体制改革的若干

意见》等文件精神，工地新安装塔吊监控、新开工项目应安装施工现

场在线监控系统、完善安全生产动态监控及预警预报体系等是其中重

点。

具体分析来看，主要体现在以下几个方面：

一是事故总量仍然比较大。

二是较大及以上事故仍然较多。

三是建筑市场的监管不到位。法律法规制度建设相对比较多，执

法监督检查相对比较少；企业资质和个人资格审批管理相对比较多，

审批后的后续管理、企业和执业人员的动态管理相对比较少。

四是安全监管和防范手段相对落后。全国建筑施工企业信息化水

平仍较低，信息化尚未深度融入安全生产的核心业务，对建筑施工安

全生产的监管手段大都停留在“人力”监管阶段，利用信息化进行“智

能化”监管的企业仍凤毛麟角。

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智慧工地可视化平台建设技术方案

1.3需求分析

针对目前安全监管和防范手段相对落后，全国建筑施工企业信息

化水平仍较低，信息化尚未深度融入安全生产核心业务的现状，利用

信息化对建筑施工安全生产进行“智能化”监管。提升政府的监管和

服务能力，更好的为企业提供服务。

1.3.1业务需求

通过工地管理可视化系统，进一步落实企业安全监管责任，提高

企业对工程现场的远程管理水平，加快企业对工程现场安全隐患处理

的速度。围绕安全监管制度为核心，以物联网技术为技术手段，将科

技技术力量与安全监管制度紧密集合，成立综合性省-地市级应急管

理机构，实现体制创新，能够统一处置生产安全领域的各类事件。

职能部门的业务需求：

1)实现监管方式由原来的按职能处室审批向以项目为中心转变；

2)实现实名制考勤，保障农民工工资发放到位；

3)充分整合企业的各个系统数据信息，在大平台统一呈现，实现

系统提升，提高职能部门办公效率；

4)能够查看安检记录、安检任务分配等操作；GIS数字地图实时

显示在建工程方位、在建工程的详细信息；

5)用于整合各检测机构产生的各类检测数据格式，上报到中心，

对重要检测项目的检测数据，进行实时的监控。

智慧工地可视化平台建设技术方案

6)实现无纸化办公，在日常的监督和管理过程中，手工纸质与计

算机信息录入并行。完成监督工作后，监督员需要将纸质监督报告扫

描后以文件形式上传到系统，作为归档。

7)实现中心与各总站、分站以往建设的独立系统的统一融合，统

一项目编码及建筑设备管理指标等数据。

企业单位业务需求：

1)远程对分散的建筑工地进行统一管理，避免使用人力频繁的去

现场监管、检查，减少工地人员管理成本，提高工作效率。

2)通过视频监控系统及时了解工地现场施工实时情况，施工动态

和进度，防范措施是否到位，特别是对于场面比较大的工地，对于重

点项目企业领导也需要远程监管。

3)出现异常状况和突发事件时，可以及时报警，提醒管理人员及

时处理；

4)对塔式起重机安全监管上存在技术不足，普遍存在的超载和违

章作业等现象，企业对租赁的塔式起重机信息如塔式起重机使用年限、

维修状况等了解缺乏；地面的风速与高处的差别很大，很难判断塔吊

的合理使用时机。

5)监管建筑工地现场的建筑材料和建筑设备的财产安全，避免物

品的丢失或失窃给企业造成损失；

6)将施工实况展现于客户面前，向客户展现工地的建设规划和进

度，达到一个宣传效果，也使得销售计划能够合理制定；

5

智慧工地可视化平台建设技术方案

7)实现劳务实名制管理，同事对出入工地的人员进行统计和权限

控制；

8)防范外来人员的翻墙入侵、越界出逃，非法入侵危险区及仓库

等场所，保证工地的财产和人身安全。

与此同时，企业对工地监管平台有着自己的顾虑和想法。

1)安全生产监控设备资金投入，应不能给企业造成太大的负担；

2)企业对监管有一定抵触心理；在能做好生产安全的同时，不想

被职能部门、监理部门等约束。

3)应考虑新系统与企业现有系统的融合问题，同时数据通过公网

输出，要考虑信息安全问题。

4)为此如何综合考虑职能部门、企业共同的需求，达到共赢的局

面，一方面需要系统设计时充分考虑，另一方面需要职能部门进行引

导、政策支持。

1.3.2系统需求

1)通过监管平台实现企业、工地联网的大平台；

2)可完成政府及企业其他系统的对接以实现数据同步。

3)通过该系统能够实现工地现场的实时监控、数据回传、远程

应急指挥等功能。

4)通过在各企业主推实名制考勤机的考勤方式，对各建筑工地

的人员状况进行管理。

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智慧工地可视化平台建设技术方案

5)通过该系统实现对塔式起重机和等设备的状态监测和监督管

理等功能。

6)通过环境量检测监督管理工地环境。

1.4总体目标

通过本项目建设，进一步落实企业安全监管责任，提高企业对工

程现场的远程管理水平，加快企业对工程现场安全隐患处理的速度。

政府通过出台相应法规文件推动企业完善物联网络建设，并通过本项

目进一步提高安全监管水平。

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智慧工地可视化平台建设技术方案

第二章系统总体思路

2.1设计思想

通过工地可视化系统为政府、企业、现场工程管理，提供了先进

技术手段，通过安装在建筑施工作业现场的各类传感装置，构建智能

监控和防范体系，就能有效弥补传统方法和技术在监管中的缺陷，实

现对人、机、料、法、环的全方位实时监控，变被动“监督”为主动

“监控”;同时，其也将为安全生产监督管理引入新理念，真正体现

“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针。传统的施工监

测、易受人为影响且效率低下。通过引入物联网技术，可以有效提高

建筑施工质量，进而构建智能家居、智能建筑，并最终达到创造智能

城市的目标。

2.2设计原则

企业主体，总体规划，分步实施；

XX进行顶层规划、相关技术标准设计；

政府推进和出台相应管理制度；

企业与施工现场按照技术标准、管理制度实施。

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智慧工地可视化平台建设技术方案

2.3设计依据

本方案的安全防范系统建设主要从以下行业规范、标准出发

《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006

>《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-2008

>《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》

GB/T50311-2007

>《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》

GB/T50312-2007

《视频安防监控工程设计规范》GB50395-2007

《入侵报警系统工程设计规范》GB50394-2007

>《安全防范工程技术规范》GB50395-2007

《出入口控制系统工程设计规范》GB50396-2007

《安全防范工程程序与要求》(GA/T75-94)

>《安全防范系统验收规则》(GA308-2001)

《安全防范系统通用图形符号》

(GA/T74-2000)

《民用闭路电视监视系统工程技术规范》(GB50198-94)

《视频安防系统技术要求》

(GB/T367-2001)

《工业电视系统工程设计规范》(GBJ115-87)

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智慧工地可视化平台建设技术方案

《安全防范系统》(浙江省标准)

(DB33/T334-2001)

>起重机械安全规程(GB6067-85)

起重机试验规范和程序(GB5905-86)

起重机电控设备(JB4315-86)

低压成套开关设备制造规范(GB7251-87)

>低压电气外壳防护等级标准(GB4912.2-85)

>起重机超载保护装置(GB12602-90)

>起重机设计规范

(GB3811-2005)

塔式起重机(安全装置规定部分)

(GB5031-2008)

>塔式起重机安全规程(安全装置规定部分)(GB5144-2006)

《XX市建设工程塔式起重机安全监控管理系统技术规定》

>《XX市建设工程施工安全质量物联网管理应用平台塔机接口

要求》

>《XX市建设工程物联网管理应用平台工程可视化管理系统技

术标准》

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智慧工地可视化平台建设技术方案

2.4设计思路

对于工地综合安防管理系统的建设，绝不应该是对各个子系统进

行简单堆砌，而是在满足各子系统功能的基础上，寻求内部各子系统

之间、与外部其它智能化系统之间的完美结合。系统主要依托于综合

安防管理平台，来实现对众多安防子系统的统一管理和控制，通过综

合管理平台建设后实现统一数据库、统一管理界面、统一授权、统一

权限卡、统一安防管理业务流程等，同时考虑将各安防系统资源作为

信息化基础数据，满足部分建设单位运营管理的业务需求，辅助业务

流程优化。

基于工地可是化云平台，前端子系统可接入子系统包括(不限于)

以下系统：

视频监控系统

实名制考勤系统

塔吊管理系统

环境监测系统

周界报警系统(产品功能具备，方案不做介绍)

除此之外，平台支持通过标准接口(如OPC等)或通过SDK

接入第三方设备进行联动。

平台是典型的SaaS(软件即服务)应用软件平台，通过Internet

提供软件，将应用软件统一部署在平台上，根据实际需求，通过互联

网定购所需的应用软件服务，并通过互联网获得云平台提供的服务。

11

智慧工地可视化平台建设技术方案

对于建筑行业来说，采用云平台有着极大的优势，避免了建筑企业繁

琐的购买、安装、调试基础设施行为，同时也帮企业节省了大量的日

常维护费用。

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智慧工地可视化平台建设技术方案

第三章系统总体设计

3.1总体架构

“智慧工地平台”是以现场实际施工及管理经验为依托，针对工

地现场痛点，组织研发攻关出能够在工地落地实施的模块化、一体化

综合管理平台。为施工单位、租赁企业、设备生产厂家、建设部门提

供了完整的智能管理和服务。

联网中设备

人员安全管理

视须采集设备人员状态采集设备起事机械参数采集设备车辆信息采集设备环境量采集设备

边缘节点

图1.系统总体架构

基于政府职能部门出台的相关建筑工程质量安全监督管理制度

要求，运用物联网综合应用技术建设安全质量管理平台。

系统将构建覆盖省市、县区、工程现场三级联动的建筑工地安全

智能综合管理系统：

按照权限设置，分级管理的原则，企业、工程项目部、监理部门、

政府监管部门等共享资源，可以查看自己权限范围内的信息。

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智慧工地可视化平台建设技术方案

针对海量数据，系统采用云计算的核心思想，将大量用网络连接

的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按需服务。

3.1.1系统拓扑

智基工地云

年

中心管理

数交盐

智慧工地平台

中心就理中心管理

数提交换数据交操

大数通分析大数重分析

图2.系统拓扑图

项目建设采用先进的物联网技术，主要由信息采集层、网络接

入层、网络传输层、信息存储与处理层组成。如图2所示。将移动执

法终端、施工升降机、塔式起重机作业产生的动态情况、工地周围的

视频数据、混凝土搅拌车超载超速、实名制考勤信息及时上传给综合

管理平台。综合管理平台对各子系统进行融合，进行报警联动等处理。

各级管理部门可以及时准确了解工地现场的状况，将有效提高项目管

理和现场管理的效率。

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智慧工地可视化平台建设技术方案

3.1.2系统组成

系统功能模块包含实名制考勤、人员安全管理、可视化监控、中

心管理、塔吊安全监控、环境监测、车辆管理等模块。硬件组成分为

三级架构，分别为以摄像头、传感器为主的前端感知层；以带以计算、

传输、控制为主的中间层；和以平台软件，中心存储、计算功能为主

的控制中心。

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智慧工地可视化平台建设技术方案

3.2系统功能

3.2.1总体应用设计

系统业务分为中心管理、视频联网、人员管理、环境管理、起重

机械管理、车辆管理。

每个业务对应一个或者多个硬件系统。中心管理为监控中心。视

频联网包含视频联网监控和移动执法子系统。人员管理分为实名制考

勤子系统和人员安全子系统(安全帽)。起重机械管理分为塔吊安全

监控子系统和升降机管理子系统。车辆管理系统分为车辆出入口管理

子系统和车辆安全行驶管理子系统。环境管理是环境监测子系统。

3.2.2视频联网子系统

工地现场施工安全监督子系统是工企业对项目工地现场施工安

全管理和质量管理的物联网项目工地监管系统；系统主要围绕工地施

工安全质量的管理，通过关联工地可视化系统，结合施工企业工地现

场安全隐患排查处理方法。抓拍视频违章信息，通过系统下发整改命

令给施工工地，施工现场及时进行整改并反馈给监督人员，从而实现

监督的闭环管理，也为政府和施工企业对工地安全质量监控管理处置

提供科学管理工具。

主要功能点：

视频侦测高空作业去、危险区域、物料安全区有人员进入，及时

上报给平台和移动端，移动端，现场人员通过预览、回放查看报警现

场，排除工地现场安全隐患。

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智慧工地可视化平台建设技术方案

配合品控管理软件(连锁云平台)实现移动执法。适用于监察部

门。

3.2.3实名制考勤子系统

进出人员具体划分为两大类：内部人员和外部访客，外部访

客根据登记类型不同划分为预约访客和临时访客两类。系统设计

时，充分考虑了各类对象的特点，以人脸识别技术为核心，设计

最佳的业务流程以满足用户需求。

一脸通系统的架构由前端、传输网络、监控中心这三个相互衔接、

缺一不可的部分组成。

设备架构包括了人证访客一体机、人证通道、人脸门禁一体机。

系统架构图：

工作站综合安防管理平台

AN

人证式访客一体机人脸门禁一体机

历旧通道新增通道

一脸通系统网络架构示意图。

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智慧工地可视化平台建设技术方案

3.2.4塔吊安全监控子系统

塔吊对安全性能要求非常高，属于高危作业，在建筑施工中由塔

机引起的安全事故屡见不鲜，事故发生率很高。如何安全、高效地使

用塔吊，是行业内亟待解决的问题之一。塔吊运行的安全监控，无论

是单塔吊的运行，还是大型工地多数量的塔吊群同步干涉作业，在施

工中均需要注意防碰撞预警，这对于安全生产有着极其重要的意义。

据统计，出现塔吊安全事故的原因主要有以下三种：一、设计方

面的原因；二、制造方面的原因；三、使用方面的原因。而最主要的

原因是使用方面的原因，包括：①违章操作或误操作(其中拆装过程

中居多);②安全保护装置没有或失效；③管理不当、维修保养不到

位；④外部环境因素，比如台风、地震等。

主要功能：

>实时监测数据显示；

>运行状态检测预警报警；

检测数据超载自动限位；

智能防碰撞功能；

依据国家标准GB/T5031-2008,本模块具有实时监测载重、

小车幅度、起吊高度、回转角度、作业高度风速等参数，以及实时信

息显示、超限报警、超载控制、数据远程存储、区域防碰撞和GPRS

远程监控功能。实时数据可以在手机端和电脑端查看。

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智慧工地可视化平台建设技术方案

3.2.5环境量检测子系统

环境监测子系统，是一个实现对工地的环境进行集中监控。平台

提供了组织机构管理、服务器管理(PEMSDAG设备接入服务器)、

设备管理(环境监测系统)、环境量配置、环境数据监测、数据记录

查询等功能，实现了通过环境监测设备对温度、湿度、噪音、粉尘、

气象的监测、收集和报警联动等功能。

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智慧工地可视化平台建设技术方案

3.2.6车辆管理子系统

出入口管理

利用视频监控技术，在各建筑工地出入口装备图像抓拍识别设备

管理车辆进出并记录合法车辆进出记录明细和图片，记录渣土车出场

覆盖记录，记录材料车辆进出装载情况，预防黑车出入导致的车辆事

故。

车辆GPS定位

给运输车、工程车安装GPS定位系统，可全程监控车辆的行驶

路线和时速，实时掌握车辆的运行状况，提高工地车辆管理水平。

车辆安全行驶视频

车前和车顶监控点位记录运输过程各种违规驾驶行为；右侧和车

尾监控区域引导驾驶车辆安全行驶；车内监控点位对驾驶室区域全面

监控。车内屏幕显示右侧盲区、车辆后方视野，保障场内车辆行驶过

程中碰撞事故。

3.2.7安全帽穿戴子系统

监管场内人员在施工现场戴帽状态，如果发生人员脱帽、人员晕

倒、人员撞击情况及时通知工班组长/现场安全员，减少施工伤害引

起的安全事故。

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智慧工地可视化平台建设技术方案

3.3关键技术

1)平台智能化技术

系统支持视频实时智能行为分析，以及智能后分析检索，提供视

频质量诊断、浓缩播放技术。

2)视频保护与加密

提供视频加密方案，同时保证性能，能够确保码流高效、实时传

输而不受加密、解密影响。

3)数据存储技术

系统提供多种存储方式：前端设备存储、嵌入式服务器存储以、

CVR存储及CVM存储，多种存储方式可并存。XX阵列也内置CVR

服务器，调取底层sdk直接取流存储，节省硬件服务器，且可以更好

的满足视频子系统7*24小时不间断运行的需求。

4)系统框架

不同于传统的BS/CS模式，平台是一个开放的分布式应用平台，

是一个具有可伸缩性、灵活性、易维护性等特性的企业级服务平台，

采用独立开发的分布式通讯框架建立的逻辑网络，能够适应多局域网、

公网混合，防火墙、网关、网闸隔离的物理网络；亦能适应跨多个隔

离网域的更复杂情况；多个运营商、多线路情况下，不同网域的服务

之间能够联通，但存在多条线路，多个IP地址，网络之间带宽限制，

平台能够进行干线管理。不同网域之间带宽往往受限，尤其是穿网闸、

级联的情况，会成为平台应用的瓶颈，平台能够管理和适应带宽受限

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智慧工地可视化平台建设技术方案

的情况，对带宽的使用进行管理

5)平台智能化技术

系统支持视频实时智能行为分析，以及智能后分析检索，提供视

频质量诊断、浓缩播放技术。

6)视频保护与加密

提供视频加密方案，同时保证性能，能够确保码流高效、实时传

输而不受加密、解密影响。

7)数据存储技术

系统提供多种存储方式：前端设备存储、嵌入式服务器存储以、

CVR存储及CVM存储，多种存储方式可并存。XX阵列也内置CVR

服务器，调取底层sdk直接取流存储，节省硬件服务器，且可以更好

的满足视频子系统7*24小时不间断运行的需求。

8)系统框架

不同于传统的BS/CS模式，平台是一个开放的分布式应用平台，

是一个具有可伸缩性、灵活性、易维护性等特性的企业级服务平台，

采用独立开发的分布式通讯框架建立的逻辑网络，能够适应多局域网、

公网混合，防火墙、网关、网闸隔离的物理网络；亦能适应跨多个隔

离网域的更复杂情况；多个运营商、多线路情况下，不同网域的服务

之间能够联通，但存在多条线路，多个IP地址，网络之间带宽限制，

平台能够进行干线管理。不同网域之间带宽往往受限，尤其是穿网闸、

级联的情况，会成为平台应用的瓶颈，平台能够管理和适应带宽受限

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智慧工地可视化平台建设技术方案

的情况，对带宽的使用进行管理

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智慧工地可视化平台建设技术方案

第四章前端感知系统

4.1设计概述

本系统不仅能够实现工地现场的远程预览、远程云控制球机转动、

远程接收现场报警、远程与现场进行语音对话指挥等功能外，本系统

与其他常规监控系统比起来着重突出联网、高清、无线三方面贴近工

地行业应用的设计方案。

本系统具有如下功能：

1)施工现场远程巡查——通过施工现场本身就具有的互联网，可

以直接在监控中心显示屏上看到各施工点的现场情景图像，也可以通

过监控中心的监控电脑向前端摄像机、高速球发出控制指令，调整摄

像机镜头焦距或控制云台进行局部细节观察，对施工现场进行远程实

时抽检监控。在监督施工现场是否规范施工的同时，保证建筑材料及

设备的财产安全，并对违反规定的施工企业进行处罚提供证据。

2)录像存储及回放——录像文件存储在工地前端DVR里，及满

足了存储，又不会适时占用很多上行带宽，管理人员可以随时远程访

问各施工现场的录像记录，并可按时间、企业名称、摄像机编号等要

素进行录像资料的智能化快速检索和回放显示，在必要的情况下还可

以将相关录像资料转存到XX市建设工程质量安全监督总站指挥中

心。

3)视频监控不仅能在白天实时监控，且在夜间可以对施工现场进

24

智慧工地可视化平台建设技术方案

行监控；

4)无线定位系统，监管人员位置、物品位置。从围观视频到宏观

作业全面监控施工场景，实现沙盘管理；

5)若前端主动发出报警信息后，监控中心监控图像应自动切换到

发生报警的施工现场图像；

6)中心系统能对所有设备进行管理；

7)系统能对登录平台用户进行管理，系统为不同级别用户配置权

限功能，保证不具备权限的用户不可以随便查看他人管辖范围内的工

地现场图像。

8)本系统设计使用性价比极高的高清摄像机及高清球机，分辨率

为130万，可以看清工地现场的作业细节，无论是对现场施工指挥、

监管，还是事后追踪现场情况，都能保证看得清，有据可依。

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智慧工地可视化平台建设技术方案

4.2视频监控子系统

4.2.1需求分析

在事故多发的施工现场，保证施工质量、施工人员的人身安全和

工地的建筑材料、及设备的财产安全是建筑企业管理者关心的头等大

事；每个建筑企业或者是开发商在地区或者全国都会有很多的建筑工

地，这些工地分布很散，很难有足够的人力和精力去频繁的到现场去

监管、检查，所以造成管理上的困难。根据上述内容，对建筑企业用

户具体的需求分析如下：

远程对分散的建筑工地进行统一管理，避免使用人力频繁的去

现场监管、检查，减少工地人员管理成本，提高工作效率。

>通过视频监控系统及时了解工地现场施工实时情况，施工动态

和进度，防范措施是否到位，特别是对于场面比较大的工地，对于重

点项目企业领导也需要远程监管。

监管建筑工地现场的建筑材料和建筑设备的财产安全，避免物

品的丢失或失窃给企业造成损失；

>将施工实况展现于客户面前，向客户展现工地的建设规划和进

度，达到一个宣传效果，也使得销售计划能够合理制定；

防范外来人员的翻墙入侵、越界出逃，非法入侵危险区及仓库

等场所，保证工地的财产和人身安全。

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智慧工地可视化平台建设技术方案

4.2.2系统设计

本方案为满足施工企业对施工现场的安全和管理需求，采用先进

的计算机网络通信技术、视频数字压缩处理技术和视频监控技术，加

强建筑工地施工现场的安全防护管理，实时监测施工现场安全生产措

施的落实情况，对施工操作工作面上的各安全要素等实施有效监控，

同时消除施工安全隐患，加强和改善建设工程的安全与质量管理，实

现建设工程监管模式的创新，同时加强了建筑工地的治安管理，促进

社会的稳定和谐。

采用政府部门、企业、施工现场三级联动架构，有效实现视频数

据共享，并提供建筑公司管理系统对接接口，方便进行二次开发。通

过企业平台，可以促使企业更好地对工地进行安全质量监管，落实企

业责任主体。同时可以方便企业进行自我监管，实时掌握工地现场信

息，减少管理成本。

平台体系结构设计从根本上决定了系统所能提供的业务服务的

规模和水平。基于事实上的工业标准的J2EE平台和SOA面向服务

的架构，是当前几乎所有的企业级业务平台所普遍采用的，被反复证

明是目前最强壮、最博大、最高效、最具伸缩性和业务扩展能力的平

台架构之一。

软件采用了在J2EE三层体系结构基础上构建的面向业务的四

层体系结构，如下图所示：

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智慧工地可视化平台建设技术方案

应用

第三方系统

C/S客户端B/S客户端手机客户端

WebService接口

业务逻辑子系统

视频报警存储智能对讲巡更GIS/GPS

平台服务接入服务

中心管理认证授权WEB动态域名DVRDVS

互IPCamera

负载均衡调度管理网管服务联

报警

管

存储服务流媒体服务报警管理理第三方系统

J2EE.NET

操作系统、数据库、安全加密

图3.工地监控系统拓扑图

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智慧工地可视化平台建设技术方案

4.2.3系统组成

图4.工地监控系统拓扑图

如上图所示，建筑工地视频监控系统架构由三部分组成：前端施

工现场、传输网络、监控中心。

1)工地前端系统

工地前端系统主要负责现场图像采集、录像存储、报警接收和发

送、传感器数据采集和网络传输。

前端监控设备主要包括分布安装在各个区域的碗型鹰眼全景相

机、高清红外模拟摄像机、高清网络摄像机和网络硬盘录像机，用于

对建筑工地的全天候图像监控、数据采集和安全防范，满足对现场监

控可视化、报警方式多样化和历史数据可查化的要求。当出现突发事

件时，工地现场管理人员可以通过紧急报警按钮向企业领导和上级单

位报警，启动应急预案，满足应急指挥协同化的要求。

2)传输网络

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智慧工地可视化平台建设技术方案

工地和监控中心之间可采用专线和互联网两种方式，专线方式带

宽有保证，网络稳定，通过软件预览的实时图像效果清晰，真正做到

不仅看得见而且看得清，提示系统价值，但是租用专线价格比较昂贵；

采用互联网方式，价格相对便宜，但是由于共享带宽，网络稳定性不

如专线，高清摄像机的效果无法发挥到最大值。

工地现场的传输可以采用无线AP传输和有线传输两种方式，无

线传输能适应工地现场复杂的环境，这样可以避免因为网线的损坏而

不能传输的问题。而有线传输则信号传输比较稳定，但是容易受现场

环境限制，比如塔吊的升级会对网线的长度有所要求，这样容易损坏

网线。

3)监控中心

监控中心是本系统的核心所在，是执行日常监控、系统管理、应

急指挥的场所。内部署视频监控综合管理平台，包括数据库服务模块、

管理服务模块、接入服务模块、报警服务模块、流媒体服务模块、存

储管理服务模块、Web服务模块等等，它们共同形成数据运算处理

中心，完成各种数据信息的交互，集管理、交换、处理、存储和转发

于一体，是视频监控系统能稳定、可靠、安全运行的先决条件。支持

随时抽查全部视频监控资源，接收报警信息，查阅各类统计数据，实

现管理的高度集中化，做到管控一体集中处理。

平台支持分布式部署，当系统容量较大时，能够有效降低局部服

务器性能和网络带宽压力，提升系统的稳定性。

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智慧工地可视化平台建设技术方案

4.2.4前端部署

前端摄像机是整个安全防范系统的原始信号源，主要负责各个监

控点现场视频信号的采集，并将其传输给视频处理设备。监控前端的

设计将结合实际监控需要选择合适的产品和技术方法，保障视频监控

的效果。

作为工地监控系统的视频源头，摄像机对整套监控系统起着至关

重要的作用。对摄像机的基本要求是：防尘、防水、图像清晰真实、

安装调试简便。

1)图像真实清晰——摄像机种类很多，其本源是内部核心部件

“图像传感器+数字处理芯片”,针对不同的行业有完全不同的优化

方案。图像清晰度主要取决于图像传感器线数，线数越高，图像解析

力越高，能获取更多的图像细节。此外镜头倍数也将影响用户捕获图

像的景深，广角取景能获取全景概况，长焦取景能获取人脸面部特征，

因此，用户对图像要求与使用场景密切相关。当然，在特殊场景下还

需要特殊功能进行匹配，比如：超低照度、逆光等等。

2)安装调试简便——摄像机多安装于难以摘取的位置，因此使用

过程中的再度调试是较麻烦的，增加维护成本。摄像机应该提供OSD

操作菜单供用户远程调试及参数修改。

工地现场监控缩略图如下图所示：

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智慧工地可视化平台建设技术方案

图5.工地现场监控缩略图

视频监控系统设施基本配置如下表：

选用设备类实现目的

序号覆盖范围

型

高清枪式摄监控进出人员，能

1工地出入口

像机看清进出物品细节

监控建筑材料所在

高清枪式摄

2建筑材料堆放处区域，防止材料被

像机

盗

高清枪式摄监控工作人员，能

3材料加工区

像机看清是否规范作业

高清网络球监控塔吊作业层情

4塔吊上方

机况，监控整个工地

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智慧工地可视化平台建设技术方案

情况。

高清网络球监控围墙周界及内

5围墙周界及内部区域

机部区域巡视

统计售楼部、样板

客流统计半

6售楼部出入口及样板间间进出人数，供销

球

售数据分析

抓拍进出人员人

7售楼部出入口人脸抓拍脸，供后期顾客数

据分析使用

360度全景画面，

8制高点(如塔吊上)球形鹰眼多方向、多角度观

察画面

表1视频监控点位配置表

点位设计说明：

工地出入口摄像机

工地是人员出入的场所，需在每个门口设置监控点，实时监控进

出人员和货物，安装摄像机时需考虑夜晚的光线很差，并且要求每监

控点要看清楚进出人员的样貌等。本系统设计固定红外枪形高清摄像

机，实时记录出入人员信息。红外摄像机负责24小时监控整个场景。

建筑材料堆放处监控摄像机

建筑材料堆一般零散放置很多材料，经常发生被偷盗现象，我们

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智慧工地可视化平台建设技术方案

设计在材料堆放置红外高清筒型摄像机，24小时监控材料的取用与

还回，避免偷盗事件发生，和当发生偷盗行为时高清摄像机清晰的画

面为破案提供证据，保证企业利益。

材料加工区监控摄像机

目前工地大部分采用自行加工的方式来加工钢筋，所以对于材料

的切割机操作区就需要我们专门的监控设施来监控施工期间的相关

操作人员是否按照相关规定进行规范操作。

塔吊上方智能球机

塔吊是整个工地的制高点，可以俯瞰整个工地现场的作业情况，

我们设计使用我们的高清网络球机，管理者足不出户，只要在办公室

内轻轻摇动摇杆，即可控制球机转动到任何一个位置，通过变焦变倍

即可看清塔吊操作台的作业情况，也可以看清远处楼层和地面的详细

作业情况，大大降低了工程管理得难度，也节约了成本。

围墙位置智能球机

在工地的四面围墙上，根据约每50米的间隔，布设一台高清网

络球机，该网络球机，在建设初期可对工地内的开工情况进行实时巡

视；在建设中后期，主体建筑建起后，兼做转为周界监控和周界报警

防范使用，对可疑人员翻墙或跨区域会产生报警，并及时在平台端弹

出相应报警画面，保证可疑人员入侵和工地安全。

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智慧工地可视化平台建设技术方案

4.2.5前端配套

安装支架

室内摄像机的安装固定，根据摄像机型号和现场情况可采用壁装、

吊装及角装等多种形式的安装支架，安装高度应不低于2.5m。

安装在室外的摄像机，当可借助建筑物附着安装时，选用相应的

安装支架安装；若无合适的建筑物供附着安装，则需要选用视频监控

专用立杆，安装高度应不低于3.5m。

室外端接箱

室外摄像机的供电、信号等需要在室外进行汇集，需用专用的防

水箱进行端接。端接箱内部安装架的设计充分考虑设备的安装位置，

同时具有防雨、防尘、防高温、防盗等功能。不便于在立杆上部安装

设备箱的，在地面设置设备机柜，其设计按照相关的规范标准执行，

同时应具有防尘、防雨、防破坏等功能。

接地及供电

对前端供电和控制部分，需要采取有效的避雷接地措施，充分保

障前端的稳定性和可靠性。

前端监控的防雷接地主要从以下三个方面进行：

直击雷防护

在直击雷非防护区的每个视频监控点均配置预放电避雷针，安装

于监控点立杆顶部。提前预放电避雷针利用雷云电场周围电场强度向

针尖发射高压脉冲特性，提前一定的时间引导雷电放电，不至于使局

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智慧工地可视化平台建设技术方案

部雷云电荷积累形成过大的雷击强度，降低监控点雷击接闪强度和电

子设备雷击电磁脉冲强度，提高了室外监控点的保护裕度。

供电设施的雷击电磁脉冲防护

电源防雷系统主要是防止雷电波通过电源对前端设备造成危害。

为避免高电压经过避雷器对地泄放后的残压或因更大的雷电流在击

毁避雷器后继续毁坏后续设备，以及防止线缆遭受二次感应，本系统

对前端室外防水箱220V电源进线以及室外防水箱到摄像机的低压

电源线路进行避雷接地。220V电源进线避雷标称放电电流不小于

10KV,接地线缆建议不小于6mm²。

均压等电位连接技术

等电位连接是将正常不带电(或不带信息)的、未接地或未良好

接地的设备金属外壳、电缆的金属外皮、金属构架、金属管线与接地

系统作电气连接，防止在这此物件上由于感应雷电高压或接地装置上

雷电入地高电位的传递造成对设备内部绝缘、电缆芯线的反击。监控

点设备(含电源避雷器、控制信号避雷器)宜采用单点接地方式实现

等电位连接，独立接地电阻小于10Ω。

系统供电

系统设备建议采用UPS供电，电源质量建议满足下列要求：

稳态电压偏移不大于±2%;

稳态频率偏移不大于±0.2Hz;

电压波形畸变率不大于5%。

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智慧工地可视化平台建设技术方案

4.2.6系统特点

1)工地现场无线传输

工地现场使用3G或4G进行无线传输，充足的带宽保证了图像

预览的流畅，不用布线，无需担心传统工地监控线材损坏反复修复的

问题，而且节省了大量的电源和信号线，还有设备都可以反复利用，

比如这个工地竣工后可以拆下来换到其他工地继续使用，不用增加任

何成本。

2)高清监控，细节更完美

现有的视频监控系统，主要功能是记录事件的经过，在更多关键

细节上做的还不够。随着视频监控技术的高速发展，用户对于视频监

控产品的要求也在不断提高，“让我们看得更清楚”是许多用户提出

的一个非常迫切的需求。

高清视频监控相比标清视频监控具有明显的技术和应用优势：

图像清晰度更高，在一些重要监控点，应采用高清摄像机可以获

取高清晰度的监控画面，能更清楚地呈现现场施工情况。

高清监控技术的采用，使场景覆盖范围更广，减少单位面积监控

点的数量，可以提高监控效能，减少设备投资。

使细节更清晰，大大提高智能视频分析的精度，有利于图像识别

和智能视频分析的应用。

随着建筑工地视频监控系统的推广，比较高清监控和标清监控后，

用户对高清监控提出了迫切的需求。高线数模拟摄像机和网络摄像机

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智慧工地可视化平台建设技术方案

的使用可以大大提升综合监控系统的应用价值。

3)全景监控，感观舒适、操作方便

一体化球形鹰眼全景摄像机以单摄像机实现360°全景监控，同

时可提供多个高清无畸变局部图像，有效的解决了传统监控方案中存

在的问题和弊端。

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智慧工地可视化平台建设技术方案

4.3实名制考勤系统

4.3.1访客系统

1.人证访客一体机是多种设备的集成产品，包含了身份证阅读器、

证件扫描仪、二维码阅读器、IC卡发卡器、抓拍摄像机等等。下面

对产品功能进行详细的介绍：

人证比对功能

将身份证内读取出来的照片与现场拍摄的照片进行1:1比对

(根据人脸面部特征判断是否为同一个人),根据人证比对结果一致

与否进行权限发放，可有效实现身份核实。

二代身份证阅读功能

可以通过产品内置的身份证阅读器验证、读取二代证的信息，

直接把身份证中的相关信息读入系统内(该模块由公安部统一发放，

假证信息无法提取)

证件扫描功能

通过证件扫描仪，直接读取一代身份证、二代身份证、驾照、

护照、军官证、港澳台通行证等有效证件的相关信息，无需来访人

进行手写，有效地保证登记信息的正确性

登记抓拍功能

能够在登记过程中通过摄像头对访客进行抓拍，并将抓拍照片

进行保存，便于突发事件发生后门卫工作人员快速辨认访客

二维码访客单打印功能

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智慧工地可视化平台建设技术方案

自动打印会客单或签发访客卡，简洁高效，数据随时备份；

访客卡发放功能

访客机自带IC发卡器，当访客人员完成登记时，可以对其发放

访客卡；访客持卡通过授权的门禁通道自动为访客开门