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摘要：為確保施工過程的安全可靠，推動綠色化施工的實施，獲取良好的社會經(jīng)濟效益。提出創(chuàng)新并建設(shè)智慧安全工地，物聯(lián)網(wǎng)的方式在智慧安全工地建設(shè)中運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)、數(shù)字化施工技術(shù)、云計算技術(shù)與BIM技術(shù)等，以此使相應(yīng)的項目部門在業(yè)務(wù)管理、業(yè)務(wù)表單、施工現(xiàn)場動態(tài)監(jiān)控、物資驗收等項目實施信息化，電力工程智慧安全工地確保施工過程的安全可靠性。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；云計算技術(shù)；火電工程；智慧安全工地

傳統(tǒng)化智慧工地系統(tǒng)主要涵蓋數(shù)據(jù)顯示層、數(shù)據(jù)操作層、數(shù)據(jù)處理層、數(shù)據(jù)傳輸層、數(shù)據(jù)采集層5個層次，其中數(shù)據(jù)處理層主要針對前端數(shù)據(jù)信號實施處理并儲存處理結(jié)果，數(shù)據(jù)操作層則是在數(shù)據(jù)處理層中調(diào)取處理數(shù)據(jù)，展現(xiàn)在數(shù)據(jù)顯示層上。受到目前技術(shù)框架與水平的限制，傳統(tǒng)指揮工地中的各項子功能都是獨立化的系統(tǒng)，難以形成統(tǒng)一化的監(jiān)控平臺，各系統(tǒng)間的智能化服務(wù)水平、平臺的開放度、業(yè)務(wù)橫向貫通程度與數(shù)據(jù)融合度均有待提升。

1概述

1.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings）具備無處不在的末端設(shè)備與設(shè)施，其包含“內(nèi)在智能”的視頻監(jiān)控系統(tǒng)、家庭智能設(shè)施、數(shù)控系統(tǒng)、工業(yè)系統(tǒng)、移動終端與傳感器以及“外在使能”（Enabled），如攜帶無線終端的個人、車輛與張貼RFID的隔離資產(chǎn)（Assets），“智能塵?！被蛘摺爸悄芑锛騽游铩保∕ote），將各類無線或有線的長短距離通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展為大集成應(yīng)用（GrandIntegration）、互聯(lián)互通（M2M）、建立在云計算基礎(chǔ)上的SaaS運營模式[1]。在互聯(lián)網(wǎng)、專網(wǎng)與內(nèi)網(wǎng)共存的形勢下，選用相應(yīng)的信息安全保管機制，提供可控制、實時化在線監(jiān)測、定位追溯、領(lǐng)導(dǎo)桌面、決策支持、報表統(tǒng)計、在線升級、安全防范、遠(yuǎn)程控制、預(yù)案管理、指揮調(diào)度、聯(lián)動報警、遠(yuǎn)程維保（集中展示的CockpitDashboard）等管理服務(wù)功能，相應(yīng)實現(xiàn)更為“環(huán)保、安全、節(jié)能與高效”的“管、控、營”一體化。

1.2云計算技術(shù)。云計算是一類分布式計算，網(wǎng)絡(luò)“云”將海量的數(shù)據(jù)處理程序分解成諸多小程序，再以多部服務(wù)器所構(gòu)建成的系統(tǒng)實施分析處理，將部分小程序反饋的結(jié)果返回用戶。

2智慧安全工地國內(nèi)研究現(xiàn)狀

我國針對智慧工地方面的探索至今仍處在初級時期。依據(jù)不完全統(tǒng)計得知，2018年我國智慧工地市場的整體規(guī)模即將突破100億，與之前粗放式管理模式相比，已經(jīng)具有較好的應(yīng)用與發(fā)展。國內(nèi)專家學(xué)者針對智慧工地方面的研究，均集中在推廣實踐和發(fā)展趨勢方面。例如毛志兵[2]鄭州奧體智慧中心建設(shè)項目，分別從技術(shù)與管理兩個層面分析，聯(lián)合信息技術(shù)與固有管理流程。丁小虎等[3]依照南京市智慧工地試點項目，分別從政策、建設(shè)要求與建設(shè)效益角度探索，提出相關(guān)部門要結(jié)合自身角色改善不符合現(xiàn)實的監(jiān)督機制，制定科學(xué)、合理化的評價標(biāo)準(zhǔn)。李霞等[1]在“互聯(lián)網(wǎng)+”的基礎(chǔ)上，提出智慧工地發(fā)展的舉措。張艷超[4]基于智慧公司應(yīng)用需求上提出信息化集成平臺要做到輕量化，通過構(gòu)建統(tǒng)一化標(biāo)準(zhǔn)，且可以接入各類終端的方式提升實用性。呂豪[5]集中分析了幾個典型化應(yīng)用智慧工地的實例，總結(jié)BIM技術(shù)針對推動智慧工地發(fā)展的重要作用。

3智慧安全工地系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)

3.1塔式起重機安全監(jiān)控系統(tǒng)。在建筑施工中運用起重機械，提升施工水平與效率，但會加大施工安全風(fēng)險概率。為了嚴(yán)格管控起重機械確保施工安全，需要合理應(yīng)用塔式起重機安全監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)融合了遠(yuǎn)程監(jiān)控與預(yù)防報警功能，詳細(xì)記錄塔式起重機各標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，并全方位監(jiān)控塔式起重機的具體運行情況，若出現(xiàn)任何違規(guī)行為系統(tǒng)立即會發(fā)生警報[6]。

3.2升降機監(jiān)控系統(tǒng)。升降機監(jiān)控系統(tǒng)針對升降機來實施遠(yuǎn)程化監(jiān)控，在升降機中安裝讀卡器、傳感器與相關(guān)監(jiān)控裝置，一旦出現(xiàn)無證操作、超高、超速與超載等情況會發(fā)出警報，保障升降機的運用更具科學(xué)合理化。另外可以通過該系統(tǒng)傳輸升降機的數(shù)據(jù)到管理部門，使管理人員可以進一步分析并處理相關(guān)數(shù)據(jù)信息，因此，在升降機運用過程中發(fā)生的安全問題能夠得到及時解決。

3.3深基坑監(jiān)測系統(tǒng)。深基坑檢測系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)管理、實時化監(jiān)控、基坑分布、監(jiān)測管理與機構(gòu)管理等功能，其中監(jiān)測儀器所采集的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實時化傳輸?shù)街腔郯踩さ仄脚_，數(shù)據(jù)分析與傳輸速率要始終保持相同，需要盡快將監(jiān)測結(jié)果反饋相應(yīng)的管理人員，由其進行預(yù)判，觀察深基坑施工是否會發(fā)生隱患，在危險來臨時，及時向現(xiàn)場工作人員發(fā)出預(yù)警。

4火電工程智慧安全工地的人臉識別技術(shù)

數(shù)字工地指揮安全監(jiān)控平臺上人臉應(yīng)用識別系統(tǒng)，可以分為人臉識別設(shè)備和數(shù)字工地指揮安全監(jiān)控平臺兩部分。其中人臉識別設(shè)備可用于人臉識別和數(shù)據(jù)采集，以網(wǎng)絡(luò)的形式傳輸這部分?jǐn)?shù)據(jù)，在平臺上將人臉識別庫與匹配初始人員信息的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用相互關(guān)聯(lián)，使其能夠識別特種設(shè)備、統(tǒng)計考勤、開關(guān)閘機與匹配安全帽等。該系統(tǒng)同時也具備報表輸出功能，促進工地統(tǒng)計，使管理工作變得愈發(fā)便捷化。

4.1系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計。聯(lián)合人臉識別系統(tǒng)與數(shù)字工地指揮平臺，構(gòu)建系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計，其具體情況如圖1所示。

4.2系統(tǒng)功能模塊設(shè)計。（1）基礎(chǔ)配置。①配置人員：人員信息錄入界面，主要涵蓋錄入讀卡器和上傳照片功能，同時系統(tǒng)會根據(jù)班組、崗位與工種等為人員配置相應(yīng)的權(quán)限，其中為相同人員匹配不同權(quán)限最為重要，在最大限度上確保全部人員信息錄入系統(tǒng)。②配置安全帽：系統(tǒng)針對安全帽實施編號，為其提供安全帽顏色和持有人的相關(guān)重要信息。（2）人帽合一管理。針對安全帽標(biāo)號、對應(yīng)照片與工人的身份證等數(shù)據(jù)進行初始化，并將其導(dǎo)入系統(tǒng)中，并應(yīng)用RFID電子標(biāo)簽，確保工人、身份證與安全帽逐一對應(yīng)，即實現(xiàn)人帽合一。系統(tǒng)要同時兼具人員、安全帽兩者的綁定和解綁作用，具備查詢歷史數(shù)據(jù)的作用，以便查找并驗證人帽合一的相應(yīng)人員與時間[7]。（3）閘機管理。在閘機上安裝識別設(shè)備，調(diào)節(jié)識別頻率與設(shè)備等參數(shù)，針對出入的工人進行人臉識別，并與閘機開關(guān)聯(lián)動，通過在接口上將有關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)字工地指揮安全監(jiān)控平臺，實現(xiàn)相應(yīng)的工人進出場管理。系統(tǒng)為每一個閘機標(biāo)志進行編號，并將每一個閘機開啟時間記錄在案，且具有數(shù)據(jù)查詢功能，可以依照具體的時間段來查詢每一個閘機的進出量。

5基于物聯(lián)網(wǎng)和云計算技術(shù)的火電工程智慧安全工地研究

5.1基于物聯(lián)網(wǎng)與云計算技術(shù)的智慧工地總體框架體系。（1）在施工現(xiàn)場中，通過各個移動設(shè)備、傳感器等，在物聯(lián)網(wǎng)終端實時化感知各個監(jiān)督管理要素所處的環(huán)境，以數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理實現(xiàn)管理人員能夠運用信息的需求，以便施工現(xiàn)場進行協(xié)同化管理。（2）企業(yè)可以借助監(jiān)督管理平臺實施業(yè)務(wù)管理，運用數(shù)據(jù)挖掘?qū)嵤┙?jīng)營分析與輔助決策。（3）行業(yè)主管部門運用數(shù)據(jù)，針對建筑有關(guān)企業(yè)實施持續(xù)性監(jiān)督與改善。與較為傳統(tǒng)化的施工方式相比，顯著提高了施工現(xiàn)場、企業(yè)與相關(guān)部門的管理水平，確保質(zhì)量安全等建設(shè)達標(biāo)，從根本上推動建筑業(yè)走向可持續(xù)發(fā)展道路。

5.2基于物聯(lián)網(wǎng)與云計算技術(shù)的智慧工地安全管控體系。該結(jié)構(gòu)是建立在物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備的基礎(chǔ)上，針對施工現(xiàn)場監(jiān)督管理要素采集數(shù)據(jù)，該采集終端關(guān)鍵在移動終端、視頻攝像頭、身份識別裝置、讀卡器、RFID芯片、GPS定位裝置、傳感網(wǎng)絡(luò)和傳感器等；再運用傳輸協(xié)議、數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)采集儀將施工現(xiàn)場人、機、料、環(huán)等監(jiān)督管理數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理層，進一步完善安全監(jiān)督管理數(shù)據(jù)庫，根據(jù)分析預(yù)警數(shù)據(jù)統(tǒng)計得知，其可以有效避免安全風(fēng)險；將物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和GIS、BIM等數(shù)據(jù)集成展現(xiàn)出更為高效化的智慧工地協(xié)同化管理，其主要涵蓋環(huán)境能耗監(jiān)測、危險源監(jiān)測、人機料監(jiān)管、視頻監(jiān)控與自動化監(jiān)測等模塊，同時可以實現(xiàn)移動終端、固定終端與大屏等諸多平臺分發(fā)與輕量化的展示。在整個安全監(jiān)督管理體系結(jié)構(gòu)中涵蓋了多平臺應(yīng)用、系統(tǒng)總體功能、協(xié)同管理、數(shù)據(jù)資源庫與數(shù)據(jù)采集5大部分。

作者:張尚峰 單位:中國能源建設(shè)集團江蘇省電力設(shè)計院有限公司