如何打造一個智慧工地？系統(tǒng)總體思路全在這里了!

2019-06-15
建筑行業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的重要物質(zhì)生產(chǎn)部門和支柱產(chǎn)業(yè)之一,同時，建筑業(yè)也是一個安全事故多發(fā)的高危行業(yè)。如何加強(qiáng)施工現(xiàn)場安全管理、降低事故發(fā)生頻率、杜絕各種違規(guī)操作和不文明施工、提高建筑工程質(zhì)量，是擺在各級政府部門、業(yè)界人士和廣大學(xué)者面前的一項重要研究課題。

在此背景下，伴隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，信息化手段、移動技術(shù)、智能穿戴及工具在工程施工階段的應(yīng)用不斷提升，智慧工地建設(shè)應(yīng)運而生。

那么如何來打造一個智慧工地呢？下面是系統(tǒng)的總體思路。
 
設(shè)計思想
 
通過工地可視化系統(tǒng)為政府、企業(yè)、現(xiàn)場工程管理，提供了先進(jìn)技術(shù)手段，通過安裝在建筑施工作業(yè)現(xiàn)場的各類傳感裝置，構(gòu)建智能監(jiān)控和防范體系，就能有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法和技術(shù)在監(jiān)管中的缺陷，實現(xiàn)對人、機(jī)、料、法、環(huán)的全方位實時監(jiān)控，變被動“監(jiān)督”為主動“監(jiān)控”；同時，其也將為安全生產(chǎn)監(jiān)督管理引入新理念，真正體現(xiàn)“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的安全生產(chǎn)方針。傳統(tǒng)的施工監(jiān)測、易受人為影響且效率低下。通過引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以有效提高建筑施工質(zhì)量，進(jìn)而構(gòu)建智能家居、智能建筑，并最終達(dá)到創(chuàng)造智能城市的目標(biāo)。

 
設(shè)計原則
 
企業(yè)主體，總體規(guī)劃，分步實施；

進(jìn)行頂層規(guī)劃、相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計；

政府推進(jìn)和出臺相應(yīng)管理制度；

企業(yè)與施工現(xiàn)場按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、管理制度實施

 
 
 

設(shè)計依據(jù)
 

本方案的安全防范系統(tǒng)建設(shè)主要從以下行業(yè)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)
  1. 《智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50314-2006
     
  2. 《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ/T16-2008
     
  3. 《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范》GB/T50311-2007
     
  4. 《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程驗收規(guī)范》GB/T50312-2007
     
  5. 《視頻安防監(jiān)控工程設(shè)計規(guī)范》GB50395-2007
     
  6. 《入侵報警系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范》GB50394-2007

     
  7. 《安全防范工程技術(shù)規(guī)范》GB50395-2007
     
  8. 《出入口控制系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范》GB50396-2007
     
  9. 《安全防范工程程序與要求》   （GA/T75-94）
     
  10. 《安全防范系統(tǒng)驗收規(guī)則》    （GA308-2001）
     
  11. 《安全防范系統(tǒng)通用圖形符號》   （GA/T74-2000）
     
  12. 《民用閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》   (GB50198-94)
     
  13. 《視頻安防系統(tǒng)技術(shù)要求》    （GB/T367-2001）
     
  14. 《工業(yè)電視系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范》   （GBJ115-87）
     
  15. 《安全防范系統(tǒng)》（浙江省標(biāo)準(zhǔn)）  （DB33/T334-2001）
     
  16. 起重機(jī)械安全規(guī)程       （GB6067-85）
     
  17. 起重機(jī)試驗規(guī)范和程序     （GB5905-86）
     
  18. 起重機(jī)電控設(shè)備       （JB4315-86）
     
  19. 低壓成套開關(guān)設(shè)備制造規(guī)范    （GB7251-87）
     
  20. 低壓電氣外殼防護(hù)等級標(biāo)準(zhǔn)    （GB4912.2-85）
     
  21. 起重機(jī)超載保護(hù)裝置      （GB12602-90）
     
  22. 起重機(jī)設(shè)計規(guī)范       （GB3811-2005）
     
  23. 塔式起重機(jī)(安全裝置規(guī)定部分)   （ GB5031-2008）
     
  24. 塔式起重機(jī)安全規(guī)程（安全裝置規(guī)定部分）（GB5144-2006）
     
  25. 《杭州市建設(shè)工程塔式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》
     
  26. 《杭州市建設(shè)工程施工安全質(zhì)量物聯(lián)網(wǎng)管理應(yīng)用平臺塔機(jī)接口要求》
     
  27. 《杭州市建設(shè)工程物聯(lián)網(wǎng)管理應(yīng)用平臺工程可視化管理系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》
     
設(shè)計思路
 
對于工地綜合安防管理系統(tǒng)的建設(shè)，絕不應(yīng)該是對各個子系統(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、與外部其它智能化系統(tǒng)之間的完美結(jié)合。系統(tǒng)主要依托于綜合安防管理平臺，來實現(xiàn)對眾多安防子系統(tǒng)的統(tǒng)一管理和控制，通過綜合管理平臺建設(shè)后實現(xiàn)統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)一管理界面、統(tǒng)一授權(quán)、統(tǒng)一權(quán)限卡、統(tǒng)一安防管理業(yè)務(wù)流程等，同時考慮將各安防系統(tǒng)資源作為信息化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，滿足部分建設(shè)單位運營管理的業(yè)務(wù)需求，輔助業(yè)務(wù)流程優(yōu)化。


基于工地可視化云平臺，前端子系統(tǒng)可接入子系統(tǒng)包括（不限于）以下系統(tǒng)：
  • 一卡通管理系統(tǒng)
     
  • 人臉識別系統(tǒng)
     
  • 定位系統(tǒng)
     
  • 遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)
     
  • 實名制考勤系統(tǒng)
     
  • 塔吊限位防碰撞及吊鉤可視化系統(tǒng)
     
  • 周界報警系統(tǒng)
     
  • 施工電梯安全監(jiān)控系統(tǒng)
     
  • 外墻吊籃監(jiān)控系統(tǒng)
     
  • 高支模檢測系統(tǒng)
     
  • 基坑支護(hù)
     
  • 水電能效管理系統(tǒng)
     
  • VR教育等
除此之外，平臺支持通過標(biāo)準(zhǔn)接口（如OPC等）或通過SDK接入第三方設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動。

 

 
 
平臺是典型的SaaS（軟件即服務(wù)）應(yīng)用軟件平臺，通過Internet提供軟件，將應(yīng)用軟件統(tǒng)一部署在平臺上，根據(jù)實際需求，通過互聯(lián)網(wǎng)定購所需的應(yīng)用軟件服務(wù)，并通過互聯(lián)網(wǎng)獲得云平臺提供的服務(wù)。對于建筑行業(yè)來說，采用云平臺有著極大的優(yōu)勢，避免了建筑企業(yè)繁瑣的購買、安裝、調(diào)試基礎(chǔ)設(shè)施行為，同時也幫企業(yè)節(jié)省了大量的日常維護(hù)費用。
 
 
 
項目建設(shè)概要
 



系統(tǒng)設(shè)計概要
 
該系統(tǒng)的建設(shè)以項目現(xiàn)場應(yīng)用為基礎(chǔ)，能夠?qū)崿F(xiàn)橫向的各參與方（如業(yè)主、監(jiān)理、咨詢公司）的協(xié)同管理，縱向與集團(tuán)公司層面進(jìn)行信息互通，同時提供標(biāo)準(zhǔn)化的接口協(xié)議，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)對第三方平臺的對接分發(fā)。

基于我們現(xiàn)有的功能及項目需求，其前期可搭建的系統(tǒng)架構(gòu)圖如下，后期可按照項目的實際需求進(jìn)行升級優(yōu)化，從而實現(xiàn)所提出的圍繞項目的全生命周期建立一個支撐現(xiàn)場管理、互聯(lián)協(xié)同、智能決策、知識共享的一整套項目現(xiàn)場管理的信息化系統(tǒng)。
 
 

當(dāng)前項目平臺的功能圍繞人員管理、設(shè)備管理、質(zhì)量安全監(jiān)管、綠色施工、進(jìn)度管理及多方協(xié)同管理展開，實現(xiàn)對工地現(xiàn)場人員、設(shè)備、環(huán)境、流程全要素的信息化，并通過GIS的形式進(jìn)行展示，實現(xiàn)可視化、智能化的管理。在接入數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)動態(tài)展示、分析預(yù)警、并按照工地的組織結(jié)構(gòu)權(quán)限進(jìn)行劃分和設(shè)定，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效監(jiān)管。項目部可通過桌面應(yīng)用、大屏、APP及觸摸屏來查詢數(shù)據(jù)，實現(xiàn)隨時隨地的管理。
 
系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

本項目通過物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)有效提升建筑工程安全管理水平，達(dá)到以下目標(biāo)：

全天候的管理監(jiān)控

為企業(yè)的管理者提供365*24小時的人員安全、設(shè)備安全、施工進(jìn)度、綠色施工等監(jiān)管及服務(wù)，全方位的了解工地的施工情況。

全方位的協(xié)同監(jiān)管

建立多部門協(xié)同管理的監(jiān)管系統(tǒng)，實現(xiàn)全方位協(xié)同監(jiān)管，提高工作的效率，做到過程可查詢、結(jié)果可分析。

全流程的安全監(jiān)督

采用在線執(zhí)法，遠(yuǎn)程取證，動態(tài)預(yù)警等方式實現(xiàn)對建筑工地全方位的安全監(jiān)督。

全方位的數(shù)據(jù)分析

包括自動處理現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)，共享各種類型的數(shù)據(jù)為管理提供及時、準(zhǔn)確的信息。
 
系統(tǒng)方案說明
 
智慧工地管理平臺是一整套軟件、硬件結(jié)合的系統(tǒng)化產(chǎn)品，通過硬件設(shè)備的監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集、平臺的統(tǒng)計及分析的閉環(huán)流程，建立基于施工過程管理，建立互聯(lián)協(xié)同、安全監(jiān)控體系，并通過對所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和析，提供預(yù)測和預(yù)案，實現(xiàn)對工地的可視化和智能化管理。
 
智慧工地集成平臺
 
“智慧工地平臺”是以現(xiàn)場實際施工及管理經(jīng)驗為依托，針對工地現(xiàn)場痛點，組織研發(fā)攻關(guān)出能夠在工地落地實施的模塊化、一體化綜合管理平臺。為施工單位、租賃企業(yè)、設(shè)備生產(chǎn)廠家、建設(shè)部門提供了完整的智能管理和服務(wù)。
 
 
 
系統(tǒng)總體架構(gòu)
 
基于政府職能部門出臺的相關(guān)建筑工程質(zhì)量安全監(jiān)督管理制度要求，運用物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用技術(shù)建設(shè)安全質(zhì)量管理平臺。
 
系統(tǒng)將構(gòu)建覆蓋省市、縣區(qū)、工程現(xiàn)場三級聯(lián)動的建筑工地安全智能綜合管理系統(tǒng)：
 
按照權(quán)限設(shè)置，分級管理的原則，企業(yè)、工程項目部、監(jiān)理部門、政府監(jiān)管部門等共享資源，可以查看自己權(quán)限范圍內(nèi)的信息。

針對海量數(shù)據(jù)，系統(tǒng)采用云計算的核心思想，將大量用網(wǎng)絡(luò)連接的計算資源統(tǒng)一管理和調(diào)度，構(gòu)成一個計算資源池向用戶按需服務(wù)
 
 
 
 
系統(tǒng)拓?fù)鋱D
 
項目建設(shè)采用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，主要由信息采集層、網(wǎng)絡(luò)接入層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、信息存儲與處理層組成。如圖2所示。將移動執(zhí)法終端、施工升降機(jī)、塔式起重機(jī)作業(yè)產(chǎn)生的動態(tài)情況、工地周圍的視頻數(shù)據(jù)、混凝土攪拌車超載超速、實名制考勤信息及時上傳給綜合管理平臺。綜合管理平臺對各子系統(tǒng)進(jìn)行融合，進(jìn)行報警聯(lián)動等處理。各級管理部門可以及時準(zhǔn)確了解工地現(xiàn)場的狀況，將有效提高項目管理和現(xiàn)場管理的效率。

 
智慧工地APP
 
主頁

其為各個子系統(tǒng)核心數(shù)據(jù)的集中展示，可查看設(shè)備、環(huán)境、人員、質(zhì)量安全等各個方面的數(shù)據(jù)，方便管理人員快速瀏覽及掌握整個項目運轉(zhuǎn)情況；
 
人員

其為勞務(wù)人員的施工及考勤統(tǒng)計，查看每個勞務(wù)工人的考勤記錄及異常提醒，并可進(jìn)行在線遠(yuǎn)程溝通。
 
監(jiān)測

前端接入各種監(jiān)控設(shè)備并對所采集的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，幫助項目管理人員更有效的把控工地安全、質(zhì)量、環(huán)境等。
 
工作

主要聚焦于流程的電子化，實現(xiàn)隨時隨地發(fā)起，過程可跟蹤，結(jié)果可查詢，有效提高施工的效率；

 
權(quán)限管理及多級保護(hù)功能
 

系統(tǒng)支持用戶管理、角色管理、權(quán)限管理等。
 
  • 用戶管理
可對系統(tǒng)用戶的基本信息、單位信息等進(jìn)行管理。
  • 角色管理
系統(tǒng)需根據(jù)單位的類型、用戶職位等進(jìn)行角色劃分。
  • 權(quán)限管理
系統(tǒng)需根據(jù)用戶的情況賦予不同的角色，進(jìn)而進(jìn)行嚴(yán)格的權(quán)限管理，查看不同的數(shù)據(jù)及執(zhí)行不同的操作。
 
接口要求
　
系統(tǒng)基于GIS+IoT平臺，支持面向其他系統(tǒng)的對接。

 
智慧工地應(yīng)用內(nèi)容


 

智慧工地平臺集成項目工地的人員管理、安全施工、智慧辦公、綠色施工、進(jìn)度管理等數(shù)據(jù)，通過智慧工地平臺去配置所同步用戶的組織結(jié)構(gòu)及職能權(quán)限，實現(xiàn)視頻監(jiān)控、特種設(shè)備監(jiān)控、揚塵噪聲監(jiān)控及實名制系統(tǒng)的帳號的統(tǒng)一管理與分配；實現(xiàn)信息有效觸達(dá)、問題及時跟進(jìn)、工地有序管理，打造安全可靠的工地。
 
同時提供智慧展廳的概念，項目方可通過搭建智慧展廳，形象的系統(tǒng)化的展示工地的信息化應(yīng)用程度，便于跟領(lǐng)導(dǎo)及同行進(jìn)行講解介紹。
 
人員管理
 
人員管理是對勞務(wù)及項目人員身份、行為的全方位管控，涵蓋了實名認(rèn)證、考勤進(jìn)出、現(xiàn)場施工、安全教育等多個維度，通過對現(xiàn)場人員的行為及特征分析，從而幫助項目管理人員更好的管理和了解工地狀態(tài)。
 
 
人員通道考勤管理（含勞務(wù)實名制）
 
勞務(wù)實名制采用高頻/超高頻射頻卡或生物識別技術(shù)實現(xiàn)對施工人員、監(jiān)管人員的信息采集、統(tǒng)計、對其資質(zhì)信息進(jìn)行甄別，便于規(guī)范工地從業(yè)人員的考勤與行為管理。
 
  • 借助人員二代身份證讀卡設(shè)備、IC卡、人臉等終端及管理平臺實現(xiàn)人員實名制登記；
     
  • 借助門禁設(shè)備終端及管理平臺實現(xiàn)人員出入記錄獲取及統(tǒng)計；
     
  • 借助安全教育終端及管理平臺實現(xiàn)人員安全教育信息錄入及統(tǒng)計；
     
 實名登記設(shè)備
 
實名制登記實現(xiàn)工地人員個人信息的采集，發(fā)卡人員通過身份證閱讀器獲取申請人身份信息，并配置出入權(quán)限，完成發(fā)卡操作。

為了便于安全管理，可依據(jù)角色分配不同的權(quán)限：
  • 項目管理部人員：可以在辦公區(qū)、施工區(qū)、生活區(qū)出入
     
  • 建筑工人：可在施工區(qū)、生活區(qū)出入。
     
身份證閱讀器
 
二代證閱讀器又稱第二代身份證閱讀與核驗設(shè)備， 是第二代身份證閱讀和核驗的專用設(shè)備。它采用國際上先進(jìn)的TypeB非接觸IC卡閱讀技術(shù)，配以公安部授權(quán)的專用身份證安全控制模 （SAM），以無線傳輸方式與第二代居民身份證內(nèi)的專用芯片進(jìn)行安全認(rèn)證后，將芯片內(nèi)的個人信息資料讀出，將此信息上傳至計算機(jī)，并完成解碼、顯示、存儲、查詢和自動錄入等功能。
 
 
用戶身份識別方案

IC卡方案

主要功能就是讀取IC卡種卡號并顯示到平臺上，平臺用于跟所錄入的人員進(jìn)行綁定，每個勞務(wù)工人一張IC卡。
 
 
高速人臉識別方案

針對人流量大的工地，其識別效率為30幀/秒，準(zhǔn)確率達(dá)到99%，針對移動和靜止的人員均能檢測和識別，支持多人同時監(jiān)測，勞務(wù)工人可小跑進(jìn)入工地，有效的保證了進(jìn)出的效率。該系統(tǒng)支持黑名單功能，針對設(shè)為黑名單的工人可禁止其進(jìn)入工地。
 
 
同時針對勞務(wù)工人是否佩戴安全帽、周界入侵提醒、滯留徘徊、遺留物進(jìn)行設(shè)定。

 門禁設(shè)備

門禁考勤可通過以刷卡方式來強(qiáng)化管理工地現(xiàn)場務(wù)工人員的出入和考勤，做到總包單位管理者能實時掌握現(xiàn)場實際人數(shù)以及人員進(jìn)出和出勤情況。
 
通過在工地大門口設(shè)置閘機(jī)（閘機(jī)主要有三輥閘、翼閘、擺閘等類型），對施工現(xiàn)場進(jìn)行封閉管理（刷卡通過確認(rèn)后大門將自動打開，反之則無法進(jìn)入工地現(xiàn)場）。
 
全高轉(zhuǎn)閘（如下圖）通道因其設(shè)計合理可靠，噪聲小，運行平穩(wěn)，使用壽命長，進(jìn)出方便等特點在出入口門禁控制中應(yīng)用廣泛。
  • 具有統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的對外電氣接口，可與各種讀寫設(shè)備相掛接，便于系統(tǒng)集成；
     
  • 具有自動復(fù)位功能。
     

硬件功能
  1. 現(xiàn)場管理
     
對施工現(xiàn)場實行封閉式管理，勞務(wù)人員必須使用刷卡進(jìn)行身份驗證，才能打開通道閘機(jī)進(jìn)入施工現(xiàn)場。
 
  1. 攝像抓拍
     
對于進(jìn)出工地刷卡時，攝像頭會進(jìn)行刷卡人員的抓拍，可進(jìn)行資料的存檔。
 
  1. 駐場統(tǒng)計
     
建筑從業(yè)人員進(jìn)入現(xiàn)場時，門口的大屏幕上顯示刷卡人的基本信息及該卡錄入平臺時的勞務(wù)工人信息，便于門衛(wèi)進(jìn)行身份比對校驗。

同時，屏幕上可顯示工地進(jìn)場人數(shù)和駐場的統(tǒng)計人數(shù)，平臺與屏幕信息同步。
 
  1. 實時上傳數(shù)據(jù)
     
對于人員的考勤記錄會實時的上傳到平臺，平臺會對考勤數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計和分析；

 
平臺功能
  • 管理平臺提供人員基本信息修改、工地人員花名冊查看功能。
     
  • 登錄平臺后，根據(jù)相應(yīng)權(quán)限可對相應(yīng)工地的勞務(wù)人員進(jìn)行人員基本信息修改、工地人員花名冊信息查看。
     
  • 管理平臺提供工地人員考勤情況的查詢、匯總、分析功能，主要根據(jù)門禁系統(tǒng)同步過來的考勤刷卡信息，對考勤刷卡信息進(jìn)行分析、匯總、展現(xiàn)。
     
  • 針對勞務(wù)工人超過規(guī)定時間未出工地、民工超齡進(jìn)行判斷，當(dāng)出現(xiàn)異常則進(jìn)行應(yīng)用消息提醒。
     
設(shè)備管理
項目工地的設(shè)備安全監(jiān)控核心在于通過物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)提高對作業(yè)過程的管控，針對異常或違章情況進(jìn)行實時的告知，提高作業(yè)人員對設(shè)備的掌控力度，配合工地現(xiàn)場的管理制度，建立起安全施工流程體系，保障施工作業(yè)安全，防范于未然。