建設(shè)項(xiàng)目智能化安全預(yù)警平臺(tái)構(gòu)建研究

汪蘇閩

（曹遠(yuǎn)鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合服務(wù)中心，福建永安 366000）

使用信息化和智能化技術(shù)對(duì)提升建筑施工安全管理水平具有重要作用，能夠進(jìn)一步提升工藝流程的標(biāo)準(zhǔn)化程度，有效完成施工現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)距離監(jiān)控，保持高效溝通，提高安全管理的效果[1]。

1 智能化預(yù)警平臺(tái)優(yōu)勢(shì)分析

智能化安全預(yù)警平臺(tái)系統(tǒng)搭建包括智慧工地系統(tǒng)、智慧公務(wù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、設(shè)備智慧管控系統(tǒng)和突發(fā)事件應(yīng)急系統(tǒng)。

1.1 智慧工地系統(tǒng)

智慧工地系統(tǒng)的主要作用是完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集與傳輸，通過(guò)定點(diǎn)、定向鋪設(shè)數(shù)據(jù)傳感器，在保證傳感器能夠有效覆蓋現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的同時(shí)，收集現(xiàn)場(chǎng)的各項(xiàng)信息。由網(wǎng)絡(luò)基站上傳各類(lèi)數(shù)據(jù)信息至系統(tǒng)中心并進(jìn)行匯總、分類(lèi)以及模塊化處理，將數(shù)據(jù)分析成果按“授權(quán)標(biāo)準(zhǔn)”分類(lèi)后，匹配至不同的用戶(hù)終端。

1.2 智慧公務(wù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)

智慧公務(wù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的主要功能除儲(chǔ)存基礎(chǔ)數(shù)據(jù)外，還搭配運(yùn)算服務(wù)框架以及智能決策系統(tǒng)，可以為系統(tǒng)平臺(tái)提供數(shù)據(jù)支持，有效完成數(shù)據(jù)分析，為系統(tǒng)內(nèi)決策層用戶(hù)提供數(shù)據(jù)參考，分層傳輸協(xié)議可以有效保障不同部門(mén)之間的信息溝通，提升決策效率[2]。

1.3 設(shè)備智慧管控系統(tǒng)

設(shè)備智慧管控系統(tǒng)可通過(guò)大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保障設(shè)備的正常運(yùn)行。

1.4 突發(fā)事件應(yīng)急系統(tǒng)

突發(fā)事件應(yīng)急系統(tǒng)可在傳感器完成數(shù)據(jù)采集后，接收視頻、圖像、熱源、震動(dòng)等需要解析的數(shù)據(jù)，并對(duì)此類(lèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)系統(tǒng)預(yù)設(shè)事故判定標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各類(lèi)“隱患”進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，提交至用戶(hù)終端，由人工篩選決議。突發(fā)事件應(yīng)急系統(tǒng)可針對(duì)突發(fā)事件發(fā)布緊急預(yù)警信息至用戶(hù)終端，輔助現(xiàn)場(chǎng)人員啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。

2 智能化工程管理技術(shù)分析

2.1 系統(tǒng)控制技術(shù)分析

智能化工程管理技術(shù)中，系統(tǒng)管理功能的建設(shè)與實(shí)現(xiàn)是重中之重。系統(tǒng)管理功能包括與主系統(tǒng)相關(guān)的管理功能和客戶(hù)端系統(tǒng)中的控制功能。在智能化項(xiàng)目管理過(guò)程中，一般采用基礎(chǔ)信息管理系統(tǒng)對(duì)各類(lèi)設(shè)計(jì)要素進(jìn)行捕捉和分析，編制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)圖紙等要素清單。同時(shí)，利用BIM技術(shù)將平面設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)換為可視化三維設(shè)計(jì)方案，基于各設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)構(gòu)建BIM模型，確保方案獲得最佳處理結(jié)果[3-4]。在子系統(tǒng)的應(yīng)用方面，需要結(jié)合具體質(zhì)量參數(shù)、基本安全數(shù)據(jù)、項(xiàng)目進(jìn)度數(shù)字化和環(huán)境管理的實(shí)際要求，圍繞項(xiàng)目計(jì)劃，將決策后的各項(xiàng)管理方案由系統(tǒng)內(nèi)“決策層”管理人員應(yīng)用至項(xiàng)目具體環(huán)節(jié)，以終端用戶(hù)的“點(diǎn)數(shù)據(jù)”實(shí)現(xiàn)全流程管理。

2.2 數(shù)據(jù)管理技術(shù)分析

當(dāng)前的數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)包括終端設(shè)備交互、通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、大數(shù)據(jù)管理技術(shù)。部分?jǐn)?shù)據(jù)管理涉及虛擬技術(shù)，按數(shù)據(jù)的交互深度不同可分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分配、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)分析報(bào)告分發(fā)等技術(shù)。

3 監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)實(shí)現(xiàn)及工程應(yīng)用

3.1 確定監(jiān)測(cè)報(bào)警值

工程預(yù)警的報(bào)警數(shù)值根據(jù)不同的安全等級(jí)以及工程周邊環(huán)境的實(shí)際情況，并結(jié)合屬地政府的具體規(guī)定和要求進(jìn)行設(shè)置。在工程監(jiān)測(cè)過(guò)程中若條件發(fā)生改變，可以根據(jù)實(shí)際的需要實(shí)時(shí)調(diào)整，確保工程監(jiān)測(cè)報(bào)警值處在合理范圍之內(nèi)[5-7]。

根據(jù)閾值的不同，工程預(yù)警可分為兩類(lèi)。

第一類(lèi)，根據(jù)已知報(bào)警值進(jìn)行預(yù)警，主要參數(shù)包括：

（1）計(jì)算工程極限狀態(tài)下的應(yīng)力，在安全的前提下達(dá)到的數(shù)值，將報(bào)警值設(shè)在安全數(shù)值范圍之內(nèi)。

（2）針對(duì)不同監(jiān)測(cè)對(duì)象選擇不同的安全報(bào)警值。

（3）通過(guò)參考其他類(lèi)似已完工的成功工程中確定監(jiān)測(cè)報(bào)警值。

第二類(lèi)，對(duì)歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出報(bào)警值的變化規(guī)律，結(jié)合規(guī)律性數(shù)據(jù)結(jié)果形成新的報(bào)警值參考。

對(duì)歷史數(shù)據(jù)的預(yù)處理方法主要包括監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)平滑濾波處理、粗差的檢驗(yàn)和剔除等。通過(guò)技術(shù)檢測(cè)手段預(yù)處理之后的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)回歸分析找尋變化規(guī)律，從而根據(jù)變化規(guī)律對(duì)未來(lái)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，確定工程預(yù)警的報(bào)警值，目前常用的規(guī)律分析方法有Kalman濾波模型、時(shí)間序列分析模型以及支持向量機(jī)等。

3.2 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)

針對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象的實(shí)際情況布置相應(yīng)的監(jiān)測(cè)策略和數(shù)據(jù)處理辦法，構(gòu)建符合監(jiān)測(cè)對(duì)象特性的智能監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。通過(guò)系統(tǒng)功能調(diào)試支持向量機(jī)和灰色系統(tǒng)等模型對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)的安全性展開(kāi)分析和預(yù)測(cè)。

4 智能化安全預(yù)警平臺(tái)構(gòu)建要點(diǎn)

4.1 綠色設(shè)計(jì)

建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中要根據(jù)實(shí)際情況將“綠色設(shè)計(jì)”理念和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念相結(jié)合，逐漸提升設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的比例，完成可持續(xù)發(fā)展理念在建筑產(chǎn)業(yè)中的滲透。此外，還須考慮到人為因素、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展因素以及傳統(tǒng)文化因素，以便更好地提升建筑技術(shù)效果，保證系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)信息能夠準(zhǔn)確判斷預(yù)警數(shù)據(jù)。在綠色建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，要將建筑周?chē)h(huán)境、建筑使用功能以及建筑的安全性、舒適性、實(shí)用性等多方面因素進(jìn)行綜合考量，形成準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，并錄入平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)執(zhí)行判定，獲取綜合預(yù)警決策信息。我國(guó)對(duì)于綠色建筑技術(shù)的等級(jí)進(jìn)行了明確劃分，分為三個(gè)星級(jí)。

綠色建筑相關(guān)星級(jí)技術(shù)要求如表1所示。

表1 綠色建筑相關(guān)星級(jí)技術(shù)要求 單位：%

4.2 加大技術(shù)研發(fā)力度

對(duì)智能安全預(yù)警方面的技術(shù)開(kāi)發(fā)與技術(shù)拓展還處于發(fā)展階段，實(shí)際操作過(guò)程中仍然存在較多問(wèn)題。建筑企業(yè)要想適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展需要，還需進(jìn)一步強(qiáng)化技術(shù)攻關(guān)以及智能平臺(tái)建設(shè)，加強(qiáng)對(duì)智能建筑施工技術(shù)的了解和運(yùn)用，充分認(rèn)識(shí)智能建筑施工技術(shù)對(duì)建筑企業(yè)發(fā)展的重要性。同時(shí)，企業(yè)應(yīng)當(dāng)為智能建筑施工技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新提供幫助，建立激勵(lì)措施，適當(dāng)獎(jiǎng)勵(lì)在這方面具有突出貢獻(xiàn)的員工，為智能建筑施工技術(shù)的發(fā)展提供良好的發(fā)展環(huán)境。

4.3 提高管理人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)

第一，在進(jìn)行人員招聘時(shí)，應(yīng)對(duì)人員的基本能力提出一定要求，除具備專(zhuān)業(yè)技術(shù)能力外，還應(yīng)具備良好的邏輯推理能力和數(shù)據(jù)解讀能力。第二，對(duì)于新進(jìn)管理人員應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)的崗前培訓(xùn)和考核工作，確保通過(guò)考核，具有相應(yīng)的技術(shù)能力后再參與實(shí)際工作。第三，建立動(dòng)態(tài)考核機(jī)制，保障管理人員的能力始終處于合格水平之上。

4.4 協(xié)同響應(yīng)系統(tǒng)

（1）即時(shí)提醒模塊，可根據(jù)環(huán)境參數(shù)，預(yù)設(shè)不同的提示音。如現(xiàn)場(chǎng)操作人員未按照規(guī)定佩戴安全帽、安全繩等安全裝置，或操作人員所在區(qū)域?yàn)榉前踩珔^(qū)域時(shí)，將觸發(fā)即時(shí)提醒模塊。

（2）自動(dòng)警報(bào)模塊，主要依靠布置于現(xiàn)場(chǎng)的傳感器以及操作人員佩戴的監(jiān)控傳感器，采集現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)源信息（如構(gòu)筑物變形、異常掉落物體信息、操作人員心率監(jiān)測(cè)等），在識(shí)別處理后執(zhí)行“警報(bào)”提示。

（3）物聯(lián)信息提醒模塊，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員、設(shè)備和材料的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡、堆疊高度、數(shù)量等信息，判定可能發(fā)生危險(xiǎn)的概率，并將判定結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)送至用戶(hù)終端，采用特殊顏色以及消息提示方式，進(jìn)行預(yù)警。

（4）隱患治理模塊，對(duì)安全隱患信息和事故案例信息進(jìn)行收集、分析、整理，形成以規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)為主要參考的治理方案，并將成果進(jìn)行輸出。通過(guò)實(shí)際施工項(xiàng)目與案例之間的數(shù)據(jù)對(duì)比，結(jié)合數(shù)據(jù)判定，得出科學(xué)合理的決策成果，盡早發(fā)現(xiàn)和排除安全隱患，降低事故概率。

5 結(jié)語(yǔ)

未來(lái)進(jìn)一步加快智能化建設(shè)，需要產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)的組成單元圍繞智能建筑、智能化平臺(tái)應(yīng)用做出全新的改變，輔助建設(shè)工程作業(yè)完成戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，引導(dǎo)企業(yè)完成數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)。智能化安全預(yù)警平臺(tái)的建設(shè)和應(yīng)用，能夠有效改善實(shí)景管理中人為因素影響，為建設(shè)項(xiàng)目管理層提供準(zhǔn)確、有效的數(shù)據(jù)和方案，在監(jiān)控項(xiàng)目進(jìn)展的同時(shí)，準(zhǔn)確對(duì)風(fēng)險(xiǎn)、事故信息作出判斷，以降低損失。