建設工程智慧安監(jiān)的研究與應用
1.智慧安監(jiān)的理論研究
智慧安監(jiān)從語義上分析， 顯然包含了兩層含義， 一是與智慧技術有關， 二是與安全監(jiān)管有關。 其內涵是指以 BIM、 物聯(lián)網、 互聯(lián)網技術為基礎， 融合應用型信息系統(tǒng)與移動和智能設備等軟硬件信息化技術， 優(yōu)化整合安全生產過程中的因素和數據， 以、 實時和的方式提供安全管理服務。 智慧安監(jiān)的外延是指它的社會管理形式屬于一種新興的、 符合建筑業(yè)發(fā)展的， 促進施工現(xiàn)場安全管理信息化的階段。 它展示的是一種融合的、環(huán)保的、智能的、 綜合的管理模式。
1.2.智慧安監(jiān)定義
智慧安監(jiān)是以 BIM、 物聯(lián)網、 大數據、人工智能等技術為基礎， 通過對施工現(xiàn)場人員、 機械設備、 危大工程等關鍵環(huán)節(jié)進行實時化的數據采集、 分析、 處理， 為安全生產監(jiān)督管理部門提供動態(tài)識別、 智能分析、 主動預警等輔助決策， 有效的提升管理效率。
1.3智慧安監(jiān)特征
智慧安監(jiān)是“互聯(lián)網 +” 形勢下建筑業(yè)管理新模式的一種探索和研究應用，主要依托“兩網融合” 等技術的創(chuàng)新應用，采用信息技術，挖掘數據的應用價值，實現(xiàn)建設工程安全管理關鍵業(yè)務的數字化、在線化、智能化。它的主要技術特征包括：①數字化特征。 依托《建筑工程現(xiàn)場監(jiān)管信息系統(tǒng)數據技術標準》、《房屋建筑工程施工現(xiàn)場安全檢查用語標準及數據交換標準》 等技術標準，借助 BIM、信息化等技術實現(xiàn)對施工現(xiàn)場安全監(jiān)管主要內容的數字化， 并以此為基礎支撐在線化、 智能化發(fā)展。②在線化特征。借助 4G/5G、 互聯(lián)網、云計算等技術， 實現(xiàn)數據采集、 傳輸、 共享，充分發(fā)揮數據的應用價值。③智能化特征。 借助人工智能技術對采集的大數據進行梳理、 分析， 提取關鍵性、結果性、 指標性數據， 為工程管理和安全監(jiān)管提供實時、 可靠的數據支撐。
1.4 智慧安監(jiān)目的
智慧安監(jiān)的根本目的是通過對施工現(xiàn)場人員、 機械設備、 危大工程等關鍵環(huán)節(jié)進行實時化的數據采集、 分析、 處理， 提高施工現(xiàn)場決策能力和管理效率， 培育標準化、 綠色化、 信息化的數字工地。 通過推動各級安監(jiān)機構之間、 不同層級的部門之間的數據傳輸以及業(yè)務融合， 提高數據的參與度， 提升安全監(jiān)管工作效率。 同時通過數據分析與挖掘， 與數據應用結合在一起， 充分梳理業(yè)務數據、 施工現(xiàn)場管理、安全監(jiān)督行為等安全生產規(guī)律之間的聯(lián)系，為安全生產提供有效的輔助決策。
1.4 智慧安監(jiān)主要技術需求
為實現(xiàn)智慧安監(jiān)， 需要政府的傳統(tǒng)業(yè)務平臺提升至智能化平臺， 并能夠與施工現(xiàn)場的信息化系統(tǒng)實現(xiàn)實時互通， 其互通的要素應圍繞人員、 大型機械設備、 危大工程、 環(huán)境監(jiān)測等。 從下面江蘇近六年發(fā)生的事故類型分析圖可以看出高墜事故占事故總數的一半以上， 該隱患更是智慧安監(jiān)的重點技術需求之一。綜合以上考慮， 提出智慧安監(jiān)的主要技術需求框架如圖 2 所示 :
圖 1 智慧安監(jiān)主要技術需求框架
現(xiàn)就部分技術說明如下 ：
1) 施工現(xiàn)場人員定位技術通過在安全帽上增加具有定位功能的模塊， 結合施工現(xiàn)場布置的信號錨點， 實現(xiàn)人員立體定位功能。 并可事后獲取人員進出信息、 人員活動軌跡等。
2） BIM + VR 技術的安全教育技術結合施工現(xiàn)場的安全隱患特點和 BIM模型， 采用 VR（虛擬現(xiàn)實） 技術對建筑工人進行安全教育、 體驗， 并對體驗后的感受與其工種相結合進行分析。
3） BIM 技術的危大工程標識與管理本技術需求框架中， 將深基坑、 高支模作為重要的危大工程監(jiān)測技術， 應 ** 工程設計階段 BIM 模型， 將危大工程進行標識， 并與其在施工過程中的監(jiān)測數據采集結合在一起， 進行自動化管理。
4） 區(qū)塊鏈的數據驗證技術除圖 2 所述技術外， 還需為不同平臺、不同設備之間的數據進行加密， 防止篡改。本文認為可結合區(qū)塊鏈技術將工地上采集的主要數據進行加密鏈接， 可確保數據傳輸的可靠性和安全性。 通過物聯(lián)網技術將現(xiàn)場的數據采集到智慧安監(jiān)集成平臺上，并通過不同的接口技術和區(qū)塊鏈技術與政府端的智慧安監(jiān)平臺實現(xiàn)數據層、 業(yè)務層、界面層的融合， 最終形成一個完整的智慧安監(jiān)管理體系。
2 智慧安監(jiān)系統(tǒng)研發(fā)
在以上研究的基礎上， 江蘇省組織了相關單位開展了關鍵技術研究， 并在已經應用的省級建筑安全監(jiān)督管理系統(tǒng)平臺基礎上， 堅持“ 標準化建設、 信息化研發(fā)、智能化提升” 的總體思路， 結合建筑安全監(jiān)督管理的核心業(yè)務， 建設智慧安監(jiān)系統(tǒng)模塊。 該模塊包括五個子系統(tǒng)， 分別是 ：①項目部安全隱患排查 ； ②人員安全動態(tài)管理 ； ③揚塵監(jiān)控與自動降塵 ； ④高處作業(yè)防護 ； ⑤危大工程預警管理， 下面對這些功能做簡單的介紹。
2.1 項目部安全隱患排查
項目部應明確安全管理人員崗位職責，建立全員參與安全管理的激勵機制 ； 項目安全管理人員通過智能終端， 實時監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)隱患及時進行自查自糾 ； 建筑工人可采用“隱患隨手拍” 等方式上傳隱患照片，提醒項目管理人員及時組織整改安全隱患。
2.2 人員安全動態(tài)管理
在建筑工人實名制管理的基礎上， 對建筑工人在上崗前進行 VR 事故體驗、 安全教育培訓 ； 進入現(xiàn)場佩戴具備定位功能的安全帽， 工地入口處安裝人臉識別設備，可“刷臉” 進出工地， 實現(xiàn)人員的安全動態(tài)管理。
2.3 揚塵監(jiān)控與自動降塵
施工現(xiàn)場安裝揚塵監(jiān)測設備， 可實時監(jiān)測現(xiàn)場揚塵 PM2.5、 PM10 等數值， 當監(jiān)測指標的數據超過設定值時， 將與現(xiàn)場的自動噴淋降塵設施進行聯(lián)動， 啟動設備后可實現(xiàn)工地揚塵的管控。
2.4 高處作業(yè)防護
在臨邊洞口應采用定型化的防護欄桿，并在其間設置損壞、遺失報警裝置。 當移動損壞防護欄桿或者欄桿遺失時， 報警信息即時發(fā)送至管理人員的手機 APP， 數據同步傳輸至項目集成平臺， 確保隱患即時發(fā)現(xiàn)， 即時排除。
2.5 危大工程預警管理
①深基坑監(jiān)測預警。 通過在基坑關鍵位置設置監(jiān)測點， 實時傳輸監(jiān)測數據， 為深基坑監(jiān)測提供動態(tài)、 連續(xù)、 綜合的智能監(jiān)管手段， 實現(xiàn)深基坑動態(tài)安全監(jiān)管。②起重設備預警。 通過群塔防碰撞技術， 在碰撞發(fā)生前報警器發(fā)出預警提前干預 ； 通過塔吊過載報警技術， 塔吊吊運時的工作載荷和力矩超過預定值時， 超載報警器發(fā)出預警 ； 通過對施工升降機的負載進行實時監(jiān)測， 超過載荷時自動斷電并預警 ； 通過人臉識別技術， 對塔吊、 施工升降機操作人員進行身份識別， 確保人證合一、 持證上崗。③高支模監(jiān)測預警。 采用傳感器和自動采集儀對高大模板支撐系統(tǒng)的模板沉降、支架變形和立桿軸力實時監(jiān)測， 與設計報警值進行對比， 實現(xiàn)超限預警、 危險報警的監(jiān)測目標。④卸料平臺超載預警。 設置卸料平臺超載預警器， 預警平臺超載， 提醒作業(yè)人員停止作業(yè)、 及時撤離， 消除安全隱患。
3 智慧安監(jiān)應用
開展試點， 推廣經驗， 是智慧安監(jiān)的必由之路。 2017 年至 2018 年， 我省組織了24 個試點項目， 開展了智慧安監(jiān)應用。 一是多種類型試點示范， 探索面上推廣經驗。選擇的試點項目具有覆蓋面廣、 類型豐富、代表性強等特點， 同時加強對項目成本投入的統(tǒng)計分析， 為面上推廣積累經驗。 二是整合系統(tǒng)平臺， 實現(xiàn)智慧管理。 指導試點單位對現(xiàn)場實名制管理、 揚塵管控、 危大工程管理等專項系統(tǒng)進行集成優(yōu)化， 構建由遠程監(jiān)控、 生態(tài)環(huán)境、 智能分析、 安全管理、 綠色施工、 技術管理、 黨建工作等 7 項信息化模塊組成的智慧工地系統(tǒng)平臺。 三是通過數據預警， 強化安全管控。加強對現(xiàn)場精細化、 科學化和智慧化管理，通過數據采集實現(xiàn)數據提醒預警， 減少安全事故的發(fā)生。通過智慧安監(jiān)的試點， 安全監(jiān)管信息化建設實現(xiàn)了管理平臺化即將安全管理全部融入統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺， 充分利用平臺中的海量知識、 各種設備技術的高智能化功能和各種數據分析模型， 實現(xiàn)政府、企業(yè)、 項目和管理人員的一體化管理。 平臺知識化即將國家、 地方政府和企業(yè)的相關安全知識融入平臺， 將的設備、 技術、 經驗合理融入平臺。 知識數字化即建立相關數據分析模型， 將平臺內各類知識碎片化、 數字化， 進行資源重新挖掘和整合。 數字價值化即建立各種應用場景分析模型， 以滿足各種復雜安全管理的應用需求。
4 智慧安監(jiān)發(fā)展方向
智慧安監(jiān)是基于高速互聯(lián)網技術， 采用的移動和智能設備， 具有新常態(tài)化、多元創(chuàng)新型安全監(jiān)管手段及智能化管理的模式。 結合前期研究和應用效果， 應當著力解決以下幾個方面的問題。
4.1 構建統(tǒng)一的智慧安監(jiān)平臺
智慧安監(jiān)是一種新型的監(jiān)管模式， 涉及的單位比較多， 建設投入比較大， 應研究當前系統(tǒng)特點， 分析行業(yè)共性需求， 緊跟行業(yè)發(fā)展方向， 在省、 市級政府層面搭建符合建筑施工安全管理需要的智慧安監(jiān)系統(tǒng)平臺。 實現(xiàn)安全生產領域知識和軟件研發(fā)實踐的復用， 降低項目實施運維成本， 加快安全管理信息化建設。
4.2 編制智慧安監(jiān)技術標準
逐步完成信息技術與安全管理的深度融合。 一方面完成政府的監(jiān)管信息化系統(tǒng)的提升， 在數據層開放接口的基礎上， 實現(xiàn)業(yè)務層甚至界面層的開放， 使得各級安全監(jiān)管平臺不僅可以數據互訪， 而且實現(xiàn)業(yè)務融合， 符合新一代智慧型電子政府平臺要求。 另一方面， 通過示范和試點的方法，圍繞智慧工地， 建立包括安全監(jiān)督和安全管理在內的智慧安全技術標準。
4.3 共建共享數據信息資源
當前政府信息化平臺較多， 信息資源的來源主要是通過各級行政業(yè)務信息系統(tǒng)進行主動采集， 信息質量較低， 復用水平不高， 因此準確有效規(guī)范的數據信息資源是開展數字工地智慧安監(jiān)建設的基本要素和前置條件。 應將施工企業(yè)、 軟件開發(fā)、設備供應納入安全監(jiān)管數據共建共享體系，確定數據內容的框架與規(guī)范， 生成詳細、標準的企業(yè)現(xiàn)狀描述數據信息， 提出數據質量的量化評價指標。 同時軟件開發(fā)、 設備供應結合其服務特性， 對數據進行分類、量化、 評估， 為共同提升安全監(jiān)管工作數據應用水平提供重要技術支撐。
4.4 加快研究應用智慧安監(jiān)系統(tǒng)
智慧安監(jiān)系統(tǒng)包含施工現(xiàn)場安全行為評價系統(tǒng)、 起重設備管理過程、 安全知識教育、 環(huán)境監(jiān)測與遠程視頻監(jiān)控等， 是安監(jiān)智慧化的核心要素。 結合當前信息化提速的大背景下， 應加快研究和應用智慧安監(jiān)系統(tǒng)， 首先可以提升傳統(tǒng)的安全監(jiān)管業(yè)務系統(tǒng)， 由業(yè)務過程及結果數據采集轉向規(guī)范的、 智能的、 更高層級業(yè)務數據模型庫轉變， 由單一的數據分析和管理向內在規(guī)律的分析與預測轉變。 其次通過全面梳理安全管理標準規(guī)范體系， 統(tǒng)一量化管理標準， 提升安全監(jiān)管工作的整體水平。
5 結論
建立完善覆蓋建筑行業(yè) " 四化融合 "、" 三位一體 " 的智慧安監(jiān)防控體系， 形成以項目管理為依托、 標準化建設為手段、 智能化控制為支撐、 社會化監(jiān)督為保障， 行業(yè)監(jiān)管、 屬地監(jiān)管和綜合監(jiān)管職責清晰的新型安全監(jiān)管體系， 對全面提高事故防范的組織管理、 風險防控和科學治理能力產生重大而深遠的影響。
《來源于科技文獻，經本人分析整理，以技術會友，廣交天下朋友》
6 參考文獻
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