基于Beacon 技術與可穿戴式設備的施工現場人員管理技術研究

王 磊，沈 壘

（中鐵二局集團電務工程有限公司，四川 成都 610031）

1 Beacon 技術的含義和運用

1.1 Beacon 技術含義

Beacon，通信術語是信標的意思。Beacon（畢墾）是基于C/C++及java 語言的開發，助力于用戶對服務器運行資源以及系統中的關鍵Tuxedo/WebLogic 應用服務運行資源進行監控和數據分析，具有及時監控、歷史數據的分析以及多樣的各種按時報警（聲音、手機短信、電子郵件等方式）功能，是企業進行Tuxedo/WebLogic 等應用服務器監控的最佳平臺和工具。

1.2 Beacon 技術的運用

信標通信主要采用藍牙的通信傳輸形式。2013年9月，蘋果公司發布了一種基于低功耗藍牙的通信協議，名稱為iBeacon。它的工作方式是配備有iBeacon 協議的低功耗藍牙設備向周圍發送自己特有的ID，接收到該ID 的應用軟件會根據該ID 采取一系列的動作（注：以下提到的iBeacon 都是指使用有iBeacon 通信協議的設備）[1]。比如，在鞋子上安裝iBeacon，當用戶帶有手機靠近鞋子的時候，手機上就可以收到iBeacon**的鞋子的各種信息以及優惠政策等。在2015年，iBeacon發展迅猛，主要是由于國內幾大互聯網巨頭公司的推動，其中發展最快的是微信。在微信的基礎上，鮮老虎等公司基于微信的平臺開發了商場搖一搖互動、室內導航、餐飲行業打賞服務、搖錢虎等場景化營銷模式。到2016年，關于iBeacon 的產品不管是硬件產品還是軟件產品都已經相當完善。2016年，從事iBeacon的企業都會發展更多關于iBeacon 的產品，并開發更多的使用功能，為用戶帶來更加方便快捷的使用體驗。

在國內，將該技術運用在施工現場管理沒有任何類似案例，本次研究為首次。類似的技術在商場運用中常見。目前，國內有家公司利用手機室內定位進行導航、互動尋寶、商超優惠、停車找車等應用已經很成熟[2]。智石科技在國內首個推出了穿戴式設備與室內定位相結合的技術，通過自行發明研究的藍牙網關+Beacon 設備（胸牌、手環、校徽等各種方式），可以對該設備進行精確定位，實現精度高達0.5 m。在某游樂園，小孩只用佩戴一個手環，父母就能放心讓他們在各處玩耍。因為精準的定位可以方便父母隨時找到他們，而且在萬達云基地上，管理人員還可以通過手環進行定位、追蹤其軌跡以及數據采集等。

2 運用Beacon 技術解決施工中施工人員管理的問題

2.1 勞務管理方面

（1）可以統計工人出勤，根據出勤統計情況建立工人工資臺帳，有效降低勞務糾紛問題；

（2）監控分析勞務人員上崗狀態，有效了解施工現場人員動態；

（3）規范勞務作業隊管理，即可以記錄勞務人員違規行為，監督安保巡檢情況，從側面加強勞務管理。

2.2 安全管理

（1）實時監控記錄具有可追溯性，對易發生安全事故的區域進行實時監控，可以節約相應的安全管理成本。如果發生意外情況，可以隨時查詢事故發生的原委。

（2）可以預防一些不必要的事故發生或者提前預警制止違規操作，可以對一些容易造成事故的操作程序設定預警值，讓管理人員提前介入，防止事故發生，減少相應損失。

2.3 文明施工

（1）實時監控施工現場的噪聲、揚塵，出現異常狀態可報警采取相應措施，管理人員可以根據具體情況有針對性地進行處理；

（2）智能平臺可以綜合分析所采集的數據，為施工環境治理提出相應方案。

2.4 物質方面管理

（1）清點物資方面，可識別現場施工材料并清單數量，解決物質清單的工作問題；

（2）實時記錄物質情況，對物質的使用情況與施工現場用料情況進行對比分析，減少現場物質清單的負擔，讓管理人員隨時了解物質損耗情況。

3 Beacon 技術運用在施工人員管理方面需要解決的問題及解決方案

3.1 后臺管理軟件

用于部署智慧工地云平臺的云端平臺，可集中管理部署于各個工地的本地平臺和業務系統，是本次研究的核心技術。施工后臺管理軟件是本次研究的重要部分，是整個施工管理的展示平臺，應用于PC 端和移動端[3]。項目管理者或項目決策者在平臺可實時了解施工現場的人員信息、物資信息和人員施工點位。

在各系統應用上，可以根據項目的具體情況或者項目的需求設置多個管理模塊，從而實現各種施工現場需要的功能，如勞務人員實名制管理、安全管理、物質材料管理等，根據項目的需要制定相應的管理方式。

3.2 基于藍牙傳輸的網絡搭建

施工現場環境復雜，永久性建筑少，現場供電和照明情況較差。如何隨土建施工進度進行管理網絡的部署，是本次研究的第二個重點。

3.3 施工現場的設備供電

與現場基礎網絡的搭建類似，需探究如何在現場較差的環境中進行設備電源的供應。由于復雜性和現場的環境情況，集中供電模式不利于網絡的穩定，需要采用本地供電的形式，在Beacon 信標上安裝蓄電池。由于蓄電池的能量有限，因此要選出一種最節能的藍牙傳輸方式。

3.4 云網絡儲存

設備云臺的部署和建成后，將產生大量的施工現場數據。此時，需考慮數據的存儲、管理者物理位置的不同、如何基于互聯網對產生的有效數據進行共享、刪除現場采集的無效數據等問題[4]。

（1）采用存儲全域虛擬化技術對具有海量存儲要求的情景提供存儲構架，解決儲存瓶頸問題，以更有效地分配相應資源，合理使用存儲空間，達到合理分配儲存空間的目的。

（2）采用集群技術解決數據丟失的問題，并加強儲存節點的性能，提升系統的安全性和可靠性。

（3）采用離散存儲技術，可以使用戶更加高效率地讀寫數據，增強了用戶的工作效率，并提高業務的持續性。

（4）采用統一完善的數據接口，直接降低了用戶與其他平臺兼容成本，同時降低了平臺的維護成本，減少用戶的管理難度。

（5）采用開放的集成構架，使其可以兼容目前市面上的主流存儲設備，為用戶提供更多的資源選擇。

（6）采用數據備份和容災技術，保證了云儲存數據的安全可靠，不易丟失，確保了用戶數據的安全問題。

4 結 論

結合實驗項目的工程特點，運用理論分析、現場試驗、監控量測等方法，解決了智能家居綜合控制系統技術難題，取得主要成果如下：實驗項目綜合考慮以合理成本建設高智能化施工現場的管理，運營現場人員數量和工作管理，通過管理軟件統計人員數量，能及時對項目實施的進度、質量、安全進行輔助管理，為現場的施工行為管理提供有效的科技手段，通過研究掌握了后臺管理軟件、基于藍牙傳輸的網絡搭建、施工現場的設備供電、云網絡存儲等關鍵技術。

從執行過程來看，理論研究、實驗驗證、現場施工實踐結論基本吻合。施工管理技術可執行性強、簡單易操作，保障了現場施工有序推進，確保了項目綜合管理系統技術實現了高智能化運營管理。在高層建筑施工大規模的應用中，整體網絡的集成度高，解碼速度快，運用響應速度快，不但保證系統安全，方便施工安裝，而且降低了成本。嚴密的試驗研究和聯合測試技術，保證了硬件產品的外美內實，最終使得系統安全可靠且經濟性高。