智慧工地助力建筑業(yè)安全生產(chǎn)

建筑機(jī)械化編輯部 張磊慶

今年6 月是第20 個(gè)全國“安全生產(chǎn)月”，活動(dòng)的主題是“落實(shí)安全責(zé)任·推動(dòng)安全發(fā)展”。危險(xiǎn)化學(xué)品、礦山、工貿(mào)以及道路交通、建筑施工等重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域?qū)偈鹿识喟l(fā)性行業(yè)。建筑業(yè)積極響應(yīng)，紛紛開展“安全生產(chǎn)月”活動(dòng)。

近年來，隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程步伐加快，全國城鄉(xiāng)建設(shè)工程蓬勃發(fā)展，施工區(qū)域逐年擴(kuò)大，由過去僅限于在城區(qū)范圍逐步向各鄉(xiāng)鎮(zhèn)及工業(yè)園區(qū)延伸，不僅存在點(diǎn)多、線長(zhǎng)、面廣等特點(diǎn)，同時(shí)工程建筑面積也逐年加大，建筑結(jié)構(gòu)形式也向大跨度、高層、結(jié)構(gòu)復(fù)雜方向發(fā)展。在建筑業(yè)呈現(xiàn)一片繁榮景象的同時(shí)，安全生產(chǎn)投入不足，加之部分建筑市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，管理不規(guī)范，一些地區(qū)的建筑工地安全傷亡事故頻繁發(fā)生，嚴(yán)重影響了安全工作的開展，我國建筑業(yè)安全生產(chǎn)形勢(shì)也面臨巨大壓力。

面對(duì)安全生產(chǎn)的嚴(yán)峻形勢(shì)，隨著新興技術(shù)的不斷發(fā)展與落地應(yīng)用，建筑業(yè)智慧工地相關(guān)技術(shù)不斷被開發(fā)并付諸實(shí)踐，助力建筑業(yè)安全生產(chǎn)。

1 智慧工地將安全生產(chǎn)做到信息化管理

智慧工地是“互聯(lián)網(wǎng)+”理念與傳統(tǒng)建設(shè)工程領(lǐng)域的深度融合。安全智慧工地圍繞建筑工程現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)進(jìn)度、重點(diǎn)設(shè)備、人員管理、綠色文明施工等各方各面，充分利用物聯(lián)網(wǎng)、傳感技術(shù)、云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)等新一代高科技信息技術(shù)，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行一體化的可視化管理，實(shí)現(xiàn)智能化的交互、高效化的工作。通過安裝在建筑施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各類監(jiān)控裝置，構(gòu)建智能監(jiān)控和防范體系，有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法和技術(shù)在監(jiān)管中的缺陷，實(shí)現(xiàn)對(duì)人員、機(jī)械、材料、環(huán)境的全方位實(shí)時(shí)監(jiān)控，變被動(dòng)“監(jiān)督”為主動(dòng)“監(jiān)控”；真正做到事前預(yù)警，事中常態(tài)檢測(cè)，事后規(guī)范管理，將工地安全生產(chǎn)做到信息化管理。

智慧工地將人工智能、傳感技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)等高科技技術(shù)植入到建筑、機(jī)械、人員穿戴設(shè)施、場(chǎng)地進(jìn)出關(guān)口等各類物體中，形成“物聯(lián)網(wǎng)”，再與“互聯(lián)網(wǎng)”整合在一起，實(shí)現(xiàn)了對(duì)“人、機(jī)、料、法、環(huán)”關(guān)鍵要素以及質(zhì)量、安全、進(jìn)度等的標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化、信息化管理，結(jié)合BIM 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工程管理人員與工程施工現(xiàn)場(chǎng)的整合。智慧工地的核心是以一種“更智慧”的方法來改進(jìn)工程各干系組織和崗位人員相互交互的方式，以便提高交互的明確性、效率、靈活性和響應(yīng)速度。

1.1 勞務(wù)管理

傳統(tǒng)的門禁系統(tǒng)存在很多局限性，容易發(fā)生丟卡、借卡、指紋模糊等問題，不能準(zhǔn)確地保證驗(yàn)證結(jié)果，不僅給工人打卡帶來不便，而且在工資發(fā)放時(shí)也容易存在錯(cuò)發(fā)、漏發(fā)等現(xiàn)象，造成不必要的勞務(wù)糾紛。

智慧工地現(xiàn)場(chǎng)采用智能的“人臉檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)”，能最大程度地保證驗(yàn)證結(jié)果的準(zhǔn)確度，當(dāng)工人進(jìn)出施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，會(huì)在考勤系統(tǒng)中自動(dòng)生成考勤數(shù)據(jù)報(bào)表，為勞務(wù)人員工資的發(fā)放提供有效依據(jù)，確保工資發(fā)放準(zhǔn)確及時(shí)。同時(shí)，還可結(jié)合移動(dòng)職業(yè)健康分析技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)快速體檢，掌握勞務(wù)人員身體健康狀況，細(xì)化安全管理。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)管理

傳統(tǒng)工地施工現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)進(jìn)度、安全、質(zhì)量、文明施工等日常管理主要依賴人員實(shí)地監(jiān)督的模式進(jìn)行，不僅效率低，管理成本高，還存在一定的安全隱患。同時(shí)，對(duì)政府監(jiān)管部門、公司和項(xiàng)目部的管理、協(xié)調(diào)和決策造成一定的阻礙，不利于工地安全管理和生產(chǎn)運(yùn)營。

智慧工地現(xiàn)場(chǎng)安裝“工地安全管理平臺(tái)”，整合遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控、揚(yáng)塵噪聲監(jiān)測(cè)、塔機(jī)/施工升降機(jī)安全監(jiān)控、智能機(jī)器人等應(yīng)用，并根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)需要，圍繞“人、機(jī)、料、法、環(huán)”等各關(guān)鍵因素，集合ALOT、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)，全面檢查工作面的施工進(jìn)度，并根據(jù)BIM 模型檢查作品，允許多級(jí)協(xié)同監(jiān)督。實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)的可視化、安全化、高效化管理。

1.3 安全監(jiān)控

5G 的高傳輸速率為安全監(jiān)控識(shí)別創(chuàng)造了可能。可自動(dòng)識(shí)別危險(xiǎn)因素，例如火災(zāi)或PPE 不合規(guī)，雙360 度空間實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)通過塔機(jī)攝像頭和輔助起重機(jī)操作員佩戴的“AI 眼鏡”創(chuàng)造視野。支持讀取塔機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，異常數(shù)據(jù)即時(shí)預(yù)警，抑制吊裝。夜視功能使其可以一天24 小時(shí)運(yùn)行。

塔機(jī)、施工升降機(jī)等大型設(shè)備的監(jiān)控是施工場(chǎng)地安全管理的重中之重，智慧工地現(xiàn)場(chǎng)塔機(jī)均安裝“黑匣子”，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前塔機(jī)的起重重量、幅度、角度、載荷率、工況等參數(shù)，做到實(shí)時(shí)監(jiān)控，并以棒狀圖動(dòng)態(tài)形式呈現(xiàn)，可有效避免塔司誤操作和塔機(jī)超載。還可通過吊鉤可視化系統(tǒng)，實(shí)時(shí)傳輸?shù)蹉^的作業(yè)情況。當(dāng)檢測(cè)出安全隱患，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警或通過自動(dòng)切斷工作電源的方式，終止違章操作。同時(shí)，“黑匣子”也可以全過程記錄塔機(jī)的使用情況，規(guī)范塔機(jī)的制造、安裝、使用行為，進(jìn)而控制和降低安全事故的發(fā)生。

1.4 安全培訓(xùn)

傳統(tǒng)的工人入場(chǎng)安全教育一般采取面授的方式，大多數(shù)工人覺得枯燥而應(yīng)付了事，對(duì)工地易發(fā)生的安全隱患和基本的安全常識(shí)并未引起足夠的重視，開展效果差。

智慧工地現(xiàn)場(chǎng)可安裝“安全VR 體驗(yàn)館”，通過VR 技術(shù)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)易發(fā)生的塔機(jī)墜物、高處墜落、腳手架坍塌、物體打擊、焊接火災(zāi)、基坑邊坡坍塌等安全事故進(jìn)行模擬，能夠使工人從第一視角去進(jìn)行全景體驗(yàn)，使其“切身”體會(huì)到違規(guī)操作帶來的后果，打破了傳統(tǒng)安全教育的局限性，讓安全培訓(xùn)變得充滿樂趣、印象深刻。

1.5 智慧巡檢

結(jié)合5G、AI 技術(shù)，可使便攜巡檢系統(tǒng)、巡檢機(jī)器人等與實(shí)名制人事系統(tǒng)對(duì)接，人們可以隨時(shí)識(shí)別人員；即時(shí)檢查合規(guī)情況，獲取姓名、職務(wù)等基本信息，靈活部署工地人員；通過視頻和圖像記錄工作安排；并保留信息以備日后追蹤。如果在檢驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)質(zhì)量和安全問題，可以快速拍照、分類和存檔。

2 智慧工地的應(yīng)用與推廣

近些年，智慧工地在技術(shù)交流和工地應(yīng)用上不斷推進(jìn)，中國建筑學(xué)會(huì)建筑施工分會(huì)等全國性學(xué)術(shù)組織以及各地方社團(tuán)每年組織多場(chǎng)的相關(guān)技術(shù)交流及觀摩活動(dòng)。

2018 年，中國建筑學(xué)會(huì)建筑施工分會(huì)、中國建筑科學(xué)研究院有限公司主辦了以“推進(jìn)新時(shí)代智慧建造”為主題的中國建筑施工學(xué)術(shù)年會(huì)，十余位國內(nèi)頂級(jí)專家做專題報(bào)告，交流探討了智慧建造發(fā)展及趨勢(shì)、技術(shù)應(yīng)用與智慧工地建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，既有工程項(xiàng)目智慧工地建設(shè)也有企業(yè)管理平臺(tái)建設(shè)，并提出推進(jìn)智慧建造全面落地的措施建議。

2020 年，中國建筑學(xué)會(huì)施工學(xué)術(shù)年會(huì)以“推進(jìn)新型建造方式，提質(zhì)增效促發(fā)展”為主題，探討“新基建”背景下的新型建造方式，推進(jìn)智能建造與新型建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展。會(huì)議組織觀摩了中建八局一公司廣州協(xié)鑫南方總部項(xiàng)目。該項(xiàng)目將5G 技術(shù)融合于智慧工地中，是廣東省第一個(gè)5G+智慧工地，通過開通5G 網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)用BIM、5G 通信、人工智能等先進(jìn)信息技術(shù)，研發(fā)了包括遠(yuǎn)程協(xié)作、智能巡檢在內(nèi)的5G 智慧工地7 大應(yīng)用場(chǎng)景。項(xiàng)目全過程全周期使用BIM 技術(shù)輔助現(xiàn)場(chǎng)管理及施工，在現(xiàn)場(chǎng)平面動(dòng)態(tài)管理、方案模擬仿真、可視化交底、機(jī)電管線綜合排布、BIM+VR等方面取得顯著成效。

3 結(jié)語

隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字技術(shù)加速應(yīng)用，推進(jìn)智慧工地建設(shè)已成為推動(dòng)建造方式轉(zhuǎn)型升級(jí)的突破口和著力點(diǎn)、助力建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要路徑。通過信息化手段規(guī)范了企業(yè)在人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)、環(huán)境的不安全因素，為建筑施工安全生產(chǎn)保駕護(hù)航。

當(dāng)然，我們也要清醒認(rèn)識(shí)到，安全生產(chǎn)不能全部依賴于智慧工地技術(shù)，仍需要多方投入，在建立健全安全法規(guī)，加強(qiáng)監(jiān)督機(jī)構(gòu)建設(shè)、安全教育、專項(xiàng)整治、社會(huì)監(jiān)督等方面共同推進(jìn)，多方面筑牢安全生產(chǎn)的基石。