基于“智慧工地”的施工現(xiàn)場安全管理

王克成 盧俊超 沈玉欣 田野

【摘 要】建筑業(yè)是一個安全事故多發(fā)的行業(yè)，事故類型多樣、危險源復雜。從施工現(xiàn)場安全事故的特點和原因分析入手，闡述了常見的重大危險源。基于“智慧工地”的理念，討論了將目前的信息技術(shù)手段融合于施工現(xiàn)場安全管理，構(gòu)建智能化的安全監(jiān)管模式，以預防安全事故，實現(xiàn)安全建造。

【關(guān)鍵詞】安全事故;建筑施工;智慧工地

中圖分類號： TU714文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）06-0236-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.06.091

建筑業(yè)是一個安全事故多發(fā)的行業(yè)，由于生產(chǎn)的復雜性和特殊性，單純依靠安全員、監(jiān)理等人工檢查方式，安全隱患缺乏有效的監(jiān)管。“智慧工地”源于IBM提出的“智慧地球”，是一種系統(tǒng)解決施工管理問題的方案。通過云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、BIM等先進信息技術(shù)與建造技術(shù)的深度融合，將智慧工地建造相關(guān)理論和技術(shù)運用到施工現(xiàn)場安全管理中，構(gòu)建施工現(xiàn)場安全監(jiān)管體系，彌補傳統(tǒng)監(jiān)管方法的不足和低效，變被動監(jiān)管為主動監(jiān)管，可以切實保障施工人員的安全與利益。

1 施工現(xiàn)場危險源識別

1.1 施工現(xiàn)場安全事故的特點

（1）概率高。施工過程工藝繁瑣，涉及人、材、機因素眾多，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)隱患都可能導致事故的發(fā)生。

（2）損失大。工程事故發(fā)生頻率較高的包括高處墜落、坍塌、物體打擊、火災等，這些事故一旦發(fā)生，極易造成群體性傷亡，引發(fā)重大、特大安全事故。

（3）隱蔽性。不安全因素潛藏在現(xiàn)場施工工序、作業(yè)環(huán)境、機械設(shè)備或人員行為中，缺乏嚴格的管理，人們不易及時發(fā)現(xiàn)。

（4）復雜性。安全隱患點多面廣的特點決定了施工現(xiàn)場的安全管理難度較大。

（5）可控性。排除自然力的干擾，施工安全管理中事前充分論證審查設(shè)計和施工方案的科學合理性，事中嚴格按工藝流程操作，結(jié)合周密的應(yīng)急預案，很大程度上事故就可以得到預防。

1.2 施工現(xiàn)場安全事故的原因

（1）人的行為

施工現(xiàn)場從事一線作業(yè)的大多為農(nóng)民工，其中多數(shù)人未接受過專業(yè)系統(tǒng)的教育，甚至未接受“三級”安全教育培訓就上崗操作，缺乏必要的安全知識和紀律觀念，違章作業(yè)現(xiàn)象較多，更缺少自我保護意識，一旦引發(fā)事故，就成為直接的傷亡群體。

（2）機械設(shè)施

施工機械大多體積大、功率高，一旦未按規(guī)程操作，或機械年久失修出現(xiàn)故障，就可能引發(fā)機械傷害事故。其中，塔吊、升降機、吊籃等作業(yè)活動本身潛藏高空作業(yè)的風險，防護裝置或防護用品存在缺陷都會導致安全事故的發(fā)生。

（3）施工方法

施工過程必須遵循一定的工藝流程，出現(xiàn)違章指揮、違章操作不但影響工程質(zhì)量，更會釀成安全事故。

（4）作業(yè)環(huán)境

施工現(xiàn)場多為露天作業(yè)，勞動者直接暴露在高溫、嚴寒的工作環(huán)境中，工作時間長、強度大，經(jīng)常存在疲勞作業(yè)。尤其從事高空作業(yè)、光線較差的地下或夜班作業(yè)等，對身體和心理都形成巨大考驗，稍有松懈就可能造成安全隱患。

1.3 施工現(xiàn)場常見重大危險源

通過對工地的調(diào)研走訪，整理了房屋建筑工程施工現(xiàn)場常見的重大危險源，如表1所示。

2 智慧工地在施工安全管理中的應(yīng)用

2.1 人員智能管理系統(tǒng)

人是管理中最復雜的因素，也是現(xiàn)場安全管理中能動性最強、最靈活的因素。做好對施工人員的管理和控制，對于施工現(xiàn)場安全管理工作具有重要意義。建筑施工過程用工量大，日常管理依靠管理人員手工記錄很難實現(xiàn)對工人的有效監(jiān)管。為更好地保障工人在施工現(xiàn)場的合法權(quán)益和安全，可以采用人員智能管理系統(tǒng)。首先，進場勞務(wù)工人全部進行實名制登記，形成人員信息數(shù)據(jù)庫，包括個人身份信息、技能水平、薪資賬戶等，工人的施工活動、考勤記錄都可以方便快捷地進行記錄，工資按時發(fā)放到銀行卡，避免拖欠工人工資等財務(wù)糾紛，保障工人權(quán)益。

2.2 機械設(shè)備安全監(jiān)控系統(tǒng)

腳手架、模板和塔式起重機等垂直運輸機械作業(yè)時，大多處于高空作業(yè)的特點，若防護不當極易發(fā)生坍塌、傾覆等重大安全事故。基于智慧工地系統(tǒng)引入高支模安全監(jiān)控設(shè)備、塔吊安全監(jiān)控設(shè)備等，通過智能化設(shè)備收集、記錄工人操作及設(shè)備運行實時數(shù)據(jù)，并設(shè)置預警范圍，當現(xiàn)場施工出現(xiàn)異常值時，相應(yīng)系統(tǒng)會自動進行聲光報警，提醒作業(yè)者及時停止危險行為，項目管理人員也能夠及時發(fā)現(xiàn)隱患，進行快速排查整治。借助這些智能設(shè)備能夠在隱患釀成事故前及時預警，妥善處理，避免了傳統(tǒng)監(jiān)管中事故發(fā)生后被動應(yīng)對的不足。

2.3 VR安全教育培訓系統(tǒng)

施工工藝流程安排合理、一線施工人員按章操作是避免事故發(fā)生的有效手段。根據(jù)項目部實際情況，建造安全教育培訓系統(tǒng)。利用VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)，以三維動態(tài)的形式模擬現(xiàn)場施工的各種場景，體驗者通過佩戴VR眼鏡等設(shè)備，熟悉了解施工流程，并“經(jīng)歷”施工安全事故的發(fā)生，加深對安全生產(chǎn)的理解和感受。施工人員在從事新工藝或變換工種前必須參加體驗，通過模擬的方式體驗施工中的安全事故和險情，并掌握相應(yīng)防范要點和應(yīng)急措施。

2.4 智能穿戴設(shè)備防護系統(tǒng)

隨著智能設(shè)備的發(fā)展，很多技術(shù)手段可以應(yīng)用于施工人員安全防護，包括智能安全帽、智能手環(huán)、智能眼鏡等。其中，智能安全帽是此類設(shè)備在工程施工中最有應(yīng)用前景的優(yōu)化產(chǎn)品，每一個進入現(xiàn)場的人員都必須佩戴安全帽。傳統(tǒng)的安全帽通過減震和硬度設(shè)計，起到優(yōu)化頭部防護作用，而智能安全帽系統(tǒng)是一種結(jié)合無線通信技術(shù)、射頻識別（RFID）技術(shù)、語音通訊技術(shù)等集成的具有一定智能化水平個人穿戴設(shè)備。除了應(yīng)對高空墜落物體打擊等傷害外，還能夠采集、處理、傳遞和存儲施工人員的作業(yè)信息，提高施工現(xiàn)場管理的效率和安全保障水平。

當施工人員到達某一危險源特定范圍內(nèi)時，就會觸發(fā)內(nèi)置的預警系統(tǒng)，對其提出警告，信息也會實時發(fā)送到管理終端，項目部管理人員可以及時鎖定危險源位置和相應(yīng)施工人員，給出指令措施，預防事故發(fā)生。

3 結(jié)語

隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)建筑業(yè)向智能化方向轉(zhuǎn)變具備了可行性。基于“智慧工地”的施工現(xiàn)場安全管理就是通過智能設(shè)備全面收集現(xiàn)場人、材、機等信息，在此基礎(chǔ)上感知施工人員的操作行為和設(shè)備的運行狀態(tài)，及時預警報警，大大提高施工現(xiàn)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，智慧工地的發(fā)展還處于初級階段，我們可以以安全建造為契機，逐步在施工現(xiàn)場融合BIM、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等先進技術(shù)，最終實現(xiàn)基于“智慧工地”的綠色建造、智能建造。

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