智慧工地在安全管理中的應用

遲陳 李潔

摘 要：我國建筑業安全事故頻發暴露出目前建筑工程安全管理存在很多問題，但是隨著智慧工地技術逐漸引入到建筑施工安全管理中，提高了施工現場的智能化與信息化以及安全管理水平。本文分模塊介紹智慧工地在安全管理中的應用，并選取南京國際博覽中心三期項目作為案例，進行應用情況與不足分析。

關鍵詞：智慧工地; 安全管理

中圖分類號：TU714.4? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ?文章編號：1006-3315（2021）11-219-002

1.引言

二十一世紀以來，建筑業在我國國民經濟中承擔著支柱作用。根據我國住建部官網統計，2020年全國建筑業企業完成建筑業總產值263947億元。但是建筑業屬于高危險性行業，安全事故頻發的問題制約著建筑業的可持續發展^[1]。根據我國住建部官網2009-2019年建筑施工事故統計，對我國這十年的安全事故總起數以及人員死亡數進行了統計，如圖1所示。

2004年以來，我國不斷出臺建筑工程的各項法律、法規、規章、條例，例如2004年我國正式施行《建設工程安全生產管理條例》、建設部出臺《建筑施工企業安全生產許可證管理規定》、國務院頒布《危險性較大的分布分項工程安全管理辦法》，2008年通過《企業安全文化建設評價準則》等等，一系列的法律法規條例的出臺也逐步完善了建筑工程安全生產管理體系，約束建筑施工企業以及建設行業的從業人員，不斷提高建筑工程安全管理水平，也使得圖中2009-2015年的安全事故與死亡人數逐年遞減。但是，近年來我國建筑企業、項目以及從業人員數量連續保持增長，建筑業進入迅猛發展期，相對應的安全管理水平并沒有同步提升，從而導致圖中從2015年起安全事故數和死亡人數逐年遞增的情況，由此看來，我國的建筑業安全形勢仍舊非常嚴峻，需要進一步采取管理措施。

建筑業的信息化水平僅高于農業，在22個行業中位列倒數第二，與國際建筑業信息化率0.3%的平均水平相比，我國建筑業信息化率僅約為0.03%，差距高達10倍左右。近年來，政府越來越重視加強各行各業的信息化建設。2016年，住建部出臺的《2016-2020年建筑業信息化發展綱要》提出，以企業信息化、行業監管與服務信息化、應用專項信息技術及制定信息化標準為主要任務，全面提高建筑業信息化水平。在科技進步和政策支持的雙重驅動背景下，信息技術與建筑領域的融合已然成為一種新的發展方向，智慧工地順應建筑業信息化的趨勢應運而生^[2]。

2017年起，智慧工地作為一種信息化手段，慢慢進入人們的視野。“智慧工地”可以理解為借助云計算、大數據、物聯網、移動互聯網、人工智能、建筑信息模型等各類信息技術，對“人、機、料、法、環”等關鍵因素控制管理，形成的互聯協同、信息共享、安全監測及智能決策平臺，共同構建而成的工程項目信息化系統。智慧工地的出現在施工安全方面有效地緩解了傳統人工安全管理存在的問題，提高了安全管理水平^[3]。

2.建筑工程安全管理現狀

為探究造成目前建筑業安全形勢嚴峻的原因，對建筑工程施工現場安全管理情況進行實地調研，得出傳統的人工安全管理存在以下問題。

（1）人員管理能力差

人員管理能力差主要體現在兩方面：一是建筑企業用工不規范，人員信息不符、人員作業證明造假、人員接受培訓時長不符合規范;二是對人的工作狀態不完全掌握，包括場內安全帽佩戴情況、所處區域、安全教育情況等等。

（2）施工機械監測技術落后

隨著建筑規模和建造技術的不斷發展，越來越多的建筑對機械設備的作業要求不斷提高，因此機械設備也逐漸趨于大型化和精密化，這也導致傳統的人工方式難以對設備進行維修保養和故障檢修，產生安全隱患^[4]。

（3）危險源監測不到位

建筑坍塌事故是三大類主要安全事故之一，建筑坍塌主要包括基坑、腳手架、模板的坍塌，這些結構與部位都屬于危險源，主要依靠人工經驗操作，對于構件的受力、荷載、形變等關鍵因素缺乏監測和控制。

（4）安全檢查效果差

建筑施工項目往往規模大，現場環境復雜，存在的安全隱患也是動態隱蔽且24小時存在，傳統方式主要依靠項目安全管理人員工作時間的人工巡查，這種方式存在巡查面窄、時間有限、隱患排查效果差等局限性，無法應對復雜的工地環境^[5]。

3.智慧工地在安全管理中的應用模塊

借鑒2020年5月出臺的《江蘇省建設工程智慧安監技術標準》實施內容，將目前市面上應用在安全管理的智慧技術劃分為：作業人員管理模塊、設備監測及預警模塊、危險源監測模塊和安全檢查模塊四個模塊^[6]。

（1）作業人員模塊

傳統的人員管理方式很難做到實時監管每一個作業人員，進而容易導致安全事故發生。作業人員管理是利用智慧技術，例如安全帽佩戴識別、人員定位等技術，對建筑施工現場的作業人員和管理人員的日常活動及作業活動進行限制和監管。

（2）設備監測及預警模塊

設備監測及預警可以全時監測設備及構造物作業過程中的安全指標，從而實現安全指標的遠程監測。一旦監測數據超出安全閾值，就會觸發現場和管理中心的警報，提醒管理人員及時進行應急處理，從而避免因設備因素導致的安全事故的發生。

（3）危險源監測模塊

根據危險源理論，危險性有潛在的性質，在一定的條件下就可能發展成為安全事故，因此對危險源的控制就至關重要，利用智慧監測對危險源進行實時的監測，出現超出安全閾值的情況及時報警，能夠在事故發生前及時控制事態進一步發展，提升安全管理水平。

（4）安全隱患檢查模塊

安全隱患檢查應用了危險源理論，對于安全隱患的識別和監控能夠很大程度上減少安全事故的發生。通過智能設備與安全管理人員的相輔相成，有效地識別工地上出現的安全隱患。例如移動端巡檢系統、遠程視頻監控等等。

4.案例應用及評價

（1）工程概況——南京國際博覽中心三期項目

南京國際博覽中心位于南京市建鄴區，北側與金沙江西街相鄰，南側與江山大街隔韓二河相鄰，東側與江東中路相鄰，西側與燕山路相鄰。項目用地面積8.42萬平方米，會展展廳建筑高度為22.5米，辦公及商業樓建筑高度最高為128米。整體效果圖如圖2。

（2）應用情況

該項目在安全管理方面共使用了16個智慧技術系統，硬件與軟件投入共計257萬元，其中硬件設備總計投入約為216萬元，約占總投入的84%，軟件平臺總機投入約為41萬元，約占總投入16%。主要應用在：

1）機械設備設施管理智能化：通過在塔吊上安裝傳感器，自動采集塔吊工作信息，并自動根據起重量、起重力矩判定其是否超載，據此自動進行降檔減速、聲光預警、電源切斷等操作，可以實現機械設施設備的智能化管理。

2）安全體驗教育培訓生動化：智慧工地是基于VR技術的管理系統，讓施工者真實體會虛擬場景中各種安全隱患以及其導致的嚴重后果，進而在心理上產生觸動，在今后施工作業中自發糾正、約束自身行為。高度沉浸感的特征可以實現安全體驗教育培訓的生動化。

3）勞務實名制度管理精準化：運用生物識別、計算機信息安全技術、數字信號模擬、門禁安全控制技術搭建智慧工地，可以全面采集現場人員身份證信息、進出信息、考勤信息，并定期匯總，準確掌握現場人員出勤狀態及工作方位，精準管控人員這一現場管理風險源。

4）安全巡視檢查管理高效化：安全巡視檢查是建筑工程安全管理常用手段，基于智慧工地的安全巡視檢查具有更高的效率。通過搭建專門的智慧工地安全巡檢系統，在系統內快速構建安全隱患清單、危險源數據庫、高危工程數據庫，輔助現場安全巡視檢查人員識別、監控、記錄危險源。

（3）應用不足

智慧工地技術作為一種新技術新理念，在實際應用過程中也存在一些問題，可以歸納為以下三點。

1）人員的不適應性：智慧設備與技術的使用對于人員素質的要求較高，與該行業作業人員受教育程度整體較低存在矛盾，主要體現在智能使用的不熟練、培訓學習效果差、存在抵觸心理等等。

2）設備性能存在問題，有待提高：機械設備的精密化和智能化的同時，也容易產生故障，故障的產生在一定程度上會造成工作量的增加，阻礙了智慧工地在安全管理中的發展，需要進一步完善。

3）配套設施及制度跟不上：智慧工地的建設是全方位多層次的，不單單是購置使用智慧設備，該項目在管理制度的完善、人員素質的提高、管理平臺的完善等還有欠缺，須建立和完善與智慧工地相適應的各項配套管理制度。

5.結語

本文從我國安全事故統計情況入手，對傳統人工安全管理的不足進行介紹。針對目前市面上使用的智慧工地技術在安全管理中的應用進行模塊劃分和介紹，并分析智慧工地在安全管理中的優缺點。為了更好地提高智慧工地在安全管理中的應用水平，本文認為應當加強智慧工地應用的規范和制度建設、重視對作業人員智慧設備的使用接受度和熟練度的培訓以及提升智慧設備本身的適用性。

參考文獻：

[1]毛志兵.推進智慧工地建設助力建筑業的持續健康發展[J]工程管理學報，2017，31（05）：80-84

[2]朱賀，張軍，寧文忠，魏樹臣，杜佃峰.智慧工地應用探索——智能化建造、智慧型管理[J]中國建設信息化，2017（09）：76-78

[3]郭雨薇.我國建筑施工安全管理問題研究[D]吉林大學，2015

[4]陳光輝，顧權，張婭妮.城市軌道交通PPP項目利益相關者關系評價——以北京地鐵4號線為例[J]建設科技，2019（21）：70-75

[5]劉勤文，魏嘉瑋，陳嫚嫚，呂婷，伏梓瑄.南京市綠色建筑現狀的調查分析[J]江西建材，2016（15）：7-8

[6]陳康，李希勝.基于BIM的結構健康監測研究[J]土木建筑工程信息技術，2020，12（02）：15-21

作者簡介：遲陳，1994年生，男，漢族，江蘇南京人，碩士研究生在讀，研究方向為工程管理。李潔，1970年出生，女，漢族，甘肅隴南人，教授，博士研究生，主要研究方向為工程管理。