智慧工地可視化通信技術(shù)研究

朱麗莉

摘要：以金川項(xiàng)目部智慧工地可視化為例，闡述了智慧工地的設(shè)計(jì)思路以系統(tǒng)設(shè)計(jì)和技術(shù)設(shè)計(jì)為總體設(shè)計(jì)框架，采用攝像機(jī)為原始信號源，將公司BIM+智慧工地平臺和項(xiàng)目部BIM+智慧工地平臺有機(jī)融合，為使數(shù)據(jù)傳輸運(yùn)作正常，提出合理化的意見建議，為類似工程智慧工地建設(shè)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：智慧工地；技術(shù)設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)采集

0引言

近年來各類企業(yè)對建設(shè)工程的質(zhì)量、安全、文明施工的監(jiān)管提出了更高的要求。要求進(jìn)一步加強(qiáng)建筑施工領(lǐng)域企業(yè)安全生產(chǎn)工作，根據(jù)國務(wù)院《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)安全生產(chǎn)工作的通知》《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)建筑施工領(lǐng)域企業(yè)安全生產(chǎn)工作的實(shí)施意見》等文件精神，工地新安裝塔吊監(jiān)控、新開工項(xiàng)目應(yīng)安裝施工現(xiàn)場在線監(jiān)控系統(tǒng)、完善安全生產(chǎn)動態(tài)監(jiān)控及預(yù)警預(yù)報(bào)體系等是其中重點(diǎn)。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是事故總量仍然比較大。2018年上半年，建筑業(yè)總體出事故總量持續(xù)保持在高位，上半年全國建筑業(yè)共發(fā)生生產(chǎn)安全事故1732起、死亡1752人，同比分別上升7.8%和1.4%，事故總量已連續(xù)9年排在工礦商貿(mào)事故第一位，事故起數(shù)和死亡人數(shù)自2016年起連續(xù)“雙上升”。二是較大及以上事故仍然較多。其中，較大事故發(fā)生32起、死亡113人，同比分別下降17.9%和26.1%，重大事故發(fā)生1起，同比持平。三是建筑市場的監(jiān)管不到位。法律法規(guī)制度建設(shè)相對比較多，執(zhí)法監(jiān)督檢查相對比較少；企業(yè)資質(zhì)和個(gè)人資格審批管理相對比較多，審批后的后續(xù)管理、企業(yè)和執(zhí)業(yè)人員的動態(tài)管理相對比較少。四是安全監(jiān)管和防范手段相對落后。全國建筑施工企業(yè)信息化水平仍較低，信息化尚未深度融入安全生產(chǎn)的核心業(yè)務(wù)，對建筑施工安全生產(chǎn)的監(jiān)管手段大都停留在“人力”監(jiān)管階段，利用信息化進(jìn)行“智能化”監(jiān)管的企業(yè)仍鳳毛麟角。

1智慧工地設(shè)計(jì)思路

對于工地綜合管理系統(tǒng)的建設(shè)，絕不應(yīng)該是對各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行簡單堆砌，而是在滿足各子系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，尋求內(nèi)部各子系統(tǒng)之間、與外部其他智能化系統(tǒng)之間的完美結(jié)合。智慧工地業(yè)務(wù)系統(tǒng)，由傳統(tǒng)海康安防系統(tǒng)擴(kuò)展出智慧工地業(yè)務(wù)，來實(shí)現(xiàn)工地現(xiàn)場統(tǒng)一管理和控制，平臺建設(shè)后實(shí)現(xiàn)一平臺、一張圖、一張網(wǎng)管理，同時(shí)考慮將視頻、人員、機(jī)械、環(huán)境數(shù)字作為信息化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，滿足部分建設(shè)單位運(yùn)營管理的業(yè)務(wù)需求，輔助業(yè)務(wù)流程優(yōu)化。基于四川金川項(xiàng)目部智慧工地建設(shè)總體設(shè)計(jì)，主要分系統(tǒng)設(shè)計(jì)（圖1）和技術(shù)設(shè)計(jì)（圖2）。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)中紫色是集團(tuán)統(tǒng)一部署的管理系統(tǒng)，包括財(cái)務(wù)、人力、辦公、合同、集采及集團(tuán)層項(xiàng)目管理等；綠色為二級公司計(jì)劃自建系統(tǒng)，目的是支撐智慧工程和智慧應(yīng)急的需求；項(xiàng)目是企業(yè)的利潤中心。智慧工地系統(tǒng)包括危險(xiǎn)源監(jiān)測、裝備安全監(jiān)管、遠(yuǎn)程協(xié)同指揮、勞務(wù)管理、智能硬件等。

技術(shù)設(shè)計(jì)利用IoT、BIM、大數(shù)據(jù)、AI等核心技術(shù)，實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)、自動進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識別，為管理者提供科學(xué)的解決方案輔助決策，為項(xiàng)目提供生產(chǎn)提效、成本節(jié)約、風(fēng)險(xiǎn)可控的智能化解決方案，通過智能化讓項(xiàng)目效益、效率雙提升，讓工地管理更高效。

2智慧工地通信組成方案

2.1 二級子公司BIM+智慧工地平臺

集成多個(gè)項(xiàng)目部的軟、硬件系統(tǒng)，實(shí)時(shí)匯總數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全面數(shù)字化管理，形成上傳下達(dá)、管理有序、風(fēng)險(xiǎn)可控的企業(yè)版智慧工地平臺。以一平臺+N模塊的組成方式，可拆可合，項(xiàng)目可根據(jù)適用階段進(jìn)行靈活組合，滿足于不同的業(yè)務(wù)需求。

2.2 項(xiàng)目部級BIM+智慧工地平臺

建立項(xiàng)目級智慧工地平臺，依托配套智能硬件，將應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行集成、分析、處理、存儲。通過數(shù)據(jù)分析，協(xié)助項(xiàng)目進(jìn)行科學(xué)化的管理，提高項(xiàng)目管理水平，形成在項(xiàng)目部重點(diǎn)部位安全監(jiān)測、重點(diǎn)機(jī)械設(shè)備安全監(jiān)管、勞務(wù)管理、視頻監(jiān)控等統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目全周期的動態(tài)管理。要求項(xiàng)目終端信息實(shí)現(xiàn)自動采集、移動APP數(shù)據(jù)錄入、現(xiàn)場基本實(shí)現(xiàn)各工作面遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2.3項(xiàng)目配套智能硬件

主要以攝像機(jī)為數(shù)據(jù)采集的原始信號源，主要負(fù)責(zé)各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)現(xiàn)場視頻信號的采集，并將其傳輸給視頻處理設(shè)備。監(jiān)控前端的設(shè)計(jì)將結(jié)合實(shí)際監(jiān)控需要選擇合適的產(chǎn)品和技術(shù)方法，保障視頻監(jiān)控的效果，表1為金川項(xiàng)目部智慧工地通信設(shè)施配置分布圖。

3智慧工地?cái)?shù)據(jù)傳輸

3.1 視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)選型

網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)關(guān)系總平臺功能是否有效，決定整體系統(tǒng)正常運(yùn)作。特別是視頻數(shù)據(jù)，使用頻率高、數(shù)據(jù)量大，容易受網(wǎng)絡(luò)因素影響。分專線和公共網(wǎng)絡(luò)2種方式。專線方式需要從監(jiān)控中心到施工現(xiàn)場部署專線，這種方式下使用私有IP地址即可，不需要租用固定公網(wǎng)IP地址，通過專線，前端系統(tǒng)穩(wěn)定地將實(shí)時(shí)視頻和數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心；公共網(wǎng)絡(luò)更靈活、網(wǎng)絡(luò)成本更低。公網(wǎng)方式之管理中心租用公共網(wǎng)絡(luò)，有固定IP地址，全國乃至全球工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)通過訪問該IP可上傳至中心。所有管理者通過訪問該IP管理所有工程項(xiàng)目。同時(shí)公網(wǎng)傳輸利用海康螢石云端強(qiáng)大的取流分發(fā)服務(wù)能力，解決公網(wǎng)跨運(yùn)營商遠(yuǎn)距離視頻傳輸不穩(wěn)定的問題。

3.2 工地內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)部署

由于建筑工地現(xiàn)場監(jiān)控環(huán)境的特殊性，布線困難，因此無線布控以其自身的靈活性高，擴(kuò)展性強(qiáng)，維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)，被許多建筑工程公司廣泛采用。建立好無線監(jiān)控系統(tǒng)后，可加強(qiáng)建筑工地施工現(xiàn)場安全防護(hù)管理，實(shí)時(shí)監(jiān)測施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)措施的落實(shí)情況，對施工操作工作、基面上的各安全要素如塔吊、井字架、中小型施工機(jī)械、安全網(wǎng)、外腳手架、臨時(shí)用電線路架設(shè)坑防護(hù)、邊坡支護(hù)，以及施工人員安全帽配戴等實(shí)施有效監(jiān)控，及時(shí)有效地消除施工安全隱患。可以將無線網(wǎng)絡(luò)以需求分析、系統(tǒng)拓?fù)涞葍?nèi)容進(jìn)行部署。

4 結(jié)語

智慧工地可視化通信技術(shù)，構(gòu)建了多層級的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，通過信息技術(shù)手段規(guī)范了監(jiān)管體系，明確建設(shè)行政主管部門、安全監(jiān)督機(jī)構(gòu)、施工企業(yè)各方職責(zé)和權(quán)限，提高行政主管部門監(jiān)管效能，減少人員配備，實(shí)現(xiàn)一次投入，常年收益。企業(yè)通過實(shí)施智慧工地可視化視頻監(jiān)管，有效防范安全事故的發(fā)生、避免發(fā)生安全事故、杜絕各種違規(guī)操作和不文明施工、提高建筑工程質(zhì)量，提高施工現(xiàn)場的管理效率。本文介紹了如何實(shí)現(xiàn)智慧工地可視化的實(shí)際應(yīng)用，以對工程智慧建設(shè)起到參考作用。

（作者單位：中國安能集團(tuán)第一工程局有限公司）