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如何打造一个智慧工地？系统总体思路全在这里了!

  • jianzhuzhihui 发布于 2018-07-27
  • 分类：智慧工地
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建筑行业是我国国民经济的重要物质生产部门和支柱产业之一,同时，建筑业也是一个安全事故多发的高危行业。如何加强施工现场安全管理、降低事故发生频率、杜绝各种违规操作和不文明施工、提高建筑工程质量，是摆在各级政府部门、业界人士和广大学者面前的一项重要研究课题。在此背景下，伴随着技术的不断发展，信息化手段、移动技术、智能穿戴及工具在工程施工阶段的应用不断提升，智慧工地建设应运而生。

那么如何来打造一个智慧工地呢？下面是系统的总体思路。

设计思想

通过工地可视化系统为政府、企业、现场工程管理，提供了先进技术手段，通过安装在建筑施工作业现场的各类传感装置，构建智能监控和防范体系，就能有效弥补传统方法和技术在监管中的缺陷，实现对人、机、料、法、环的全方位实时监控，变被动“监督”为主动“监控”；同时，其也将为安全生产监督管理引入新理念，真正体现“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针。传统的施工监测、易受人为影响且效率低下。通过引入物联网技术，可以有效提高建筑施工质量，进而构建智能家居、智能建筑，并最终达到创造智能城市的目标。

设计原则
企业主体，总体规划，分步实施；进行顶层规划、相关技术标准设计；

政府推进和出台相应管理制度；

企业与施工现场按照技术标准、管理制度实施

设计依据
本方案的安全防范系统建设主要从以下行业规范、标准出发
  1. 《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006
  2. 《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-2008
  3. 《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2007
  4. 《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》GB/T50312-2007
  5. 《视频安防监控工程设计规范》GB50395-2007
  6. 《入侵报警系统工程设计规范》GB50394-2007
  7. 《安全防范工程技术规范》GB50395-2007
  8. 《出入口控制系统工程设计规范》GB50396-2007
  9. 《安全防范工程程序与要求》   （GA/T75-94）
  10. 《安全防范系统验收规则》    （GA308-2001）
  11. 《安全防范系统通用图形符号》   （GA/T74-2000）
  12. 《民用闭路电视监视系统工程技术规范》   (GB50198-94)
  13. 《视频安防系统技术要求》    （GB/T367-2001）
  14. 《工业电视系统工程设计规范》   （GBJ115-87）
  15. 《安全防范系统》（浙江省标准）  （DB33/T334-2001）
  16. 起重机械安全规程       （GB6067-85）
  17. 起重机试验规范和程序     （GB5905-86）
  18. 起重机电控设备       （JB4315-86）
  19. 低压成套开关设备制造规范    （GB7251-87）
  20. 低压电气外壳防护等级标准    （GB4912.2-85）
  21. 起重机超载保护装置      （GB12602-90）
  22. 起重机设计规范       （GB3811-2005）
  23. 塔式起重机(安全装置规定部分)   （ GB5031-2008）
  24. 塔式起重机安全规程（安全装置规定部分）（GB5144-2006）
  25. 《杭州市建设工程塔式起重机安全监控管理系统技术规定》
  26. 《杭州市建设工程施工安全质量物联网管理应用平台塔机接口要求》
  27. 《杭州市建设工程物联网管理应用平台工程可视化管理系统技术标准》

设计思路

对于工地综合安防管理系统的建设，绝不应该是对各个子系统进行简单堆砌，而是在满足各子系统功能的基础上，寻求内部各子系统之间、与外部其它智能化系统之间的完美结合。系统主要依托于综合安防管理平台，来实现对众多安防子系统的统一管理和控制，通过综合管理平台建设后实现统一数据库、统一管理界面、统一授权、统一权限卡、统一安防管理业务流程等，同时考虑将各安防系统资源作为信息化基础数据，满足部分建设单位运营管理的业务需求，辅助业务流程优化。

基于工地可视化云平台，前端子系统可接入子系统包括（不限于）以下系统：
  • 一卡通管理系统
  • 人脸识别系统
  • 定位系统
  • 远程视频监控系统
  • 实名制考勤系统
  • 塔吊限位防碰撞及吊钩可视化系统
  • 周界报警系统
  • 施工电梯安全监控系统
  • 外墙吊篮监控系统
  • 高支模检测系统
  • 基坑支护
  • 水电能效管理系统
  • VR教育等
除此之外，平台支持通过标准接口（如OPC等）或通过SDK接入第三方设备进行联动。

平台是典型的SaaS（软件即服务）应用软件平台，通过Internet提供软件，将应用软件统一部署在平台上，根据实际需求，通过互联网定购所需的应用软件服务，并通过互联网获得云平台提供的服务。对于建筑行业来说，采用云平台有着极大的优势，避免了建筑企业繁琐的购买、安装、调试基础设施行为，同时也帮企业节省了大量的日常维护费用。

项目建设概要
系统设计概要

该系统的建设以项目现场应用为基础，能够实现横向的各参与方（如业主、监理、咨询公司）的协同管理，纵向与集团公司层面进行信息互通，同时提供标准化的接口协议，可实现数据对第三方平台的对接分发。基于我们现有的功能及项目需求，其前期可搭建的系统架构图如下，后期可按照项目的实际需求进行升级优化，从而实现所提出的围绕项目的全生命周期建立一个支撑现场管理、互联协同、智能决策、知识共享的一整套项目现场管理的信息化系统。

当前项目平台的功能围绕人员管理、设备管理、质量安全监管、绿色施工、进度管理及多方协同管理展开，实现对工地现场人员、设备、环境、流程全要素的信息化，并通过GIS的形式进行展示，实现可视化、智能化的管理。在接入数据的基础上实现动态展示、分析预警、并按照工地的组织结构权限进行划分和设定，实现数据的有效监管。项目部可通过桌面应用、大屏、APP及触摸屏来查询数据，实现随时随地的管理。
系统建设目标
本项目通过物联网等信息技术有效提升建筑工程安全管理水平，达到以下目标：全天候的管理监控

为企业的管理者提供365*24小时的人员安全、设备安全、施工进度、绿色施工等监管及服务，全方位的了解工地的施工情况。

全方位的协同监管

建立多部门协同管理的监管系统，实现全方位协同监管，提高工作的效率，做到过程可查询、结果可分析。

全流程的安全监督

采用在线执法，远程取证，动态预警等方式实现对建筑工地全方位的安全监督。

全方位的数据分析

包括自动处理现场的实时数据，共享各种类型的数据为管理提供及时、准确的信息。

系统方案说明
智慧工地管理平台是一整套软件、硬件结合的系统化产品，通过硬件设备的监控及数据采集、平台的统计及分析的闭环流程，建立基于施工过程管理，建立互联协同、安全监控体系，并通过对所采集的数据进行挖掘和析，提供预测和预案，实现对工地的可视化和智能化管理。
智慧工地集成平台
“智慧工地平台”是以现场实际施工及管理经验为依托，针对工地现场痛点，组织研发攻关出能够在工地落地实施的模块化、一体化综合管理平台。为施工单位、租赁企业、设备生产厂家、建设部门提供了完整的智能管理和服务。

系统总体架构
基于政府职能部门出台的相关建筑工程质量安全监督管理制度要求，运用物联网综合应用技术建设安全质量管理平台。系统将构建覆盖省市、县区、工程现场三级联动的建筑工地安全智能综合管理系统：

按照权限设置，分级管理的原则，企业、工程项目部、监理部门、政府监管部门等共享资源，可以查看自己权限范围内的信息。

针对海量数据，系统采用云计算的核心思想，将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按需服务

系统拓扑图
项目建设采用先进的物联网技术，主要由信息采集层、网络接入层、网络传输层、信息存储与处理层组成。如图2所示。将移动执法终端、施工升降机、塔式起重机作业产生的动态情况、工地周围的视频数据、混凝土搅拌车超载超速、实名制考勤信息及时上传给综合管理平台。综合管理平台对各子系统进行融合，进行报警联动等处理。各级管理部门可以及时准确了解工地现场的状况，将有效提高项目管理和现场管理的效率。

智慧工地APP
主页
其为各个子系统核心数据的集中展示，可查看设备、环境、人员、质量安全等各个方面的数据，方便管理人员快速浏览及掌握整个项目运转情况；
人员
其为劳务人员的施工及考勤统计，查看每个劳务工人的考勤记录及异常提醒，并可进行在线远程沟通。
监测
前端接入各种监控设备并对所采集的数据统计分析，帮助项目管理人员更有效的把控工地安全、质量、环境等。
工作
主要聚焦于流程的电子化，实现随时随地发起，过程可跟踪，结果可查询，有效提高施工的效率；
权限管理及多级保护功能
系统支持用户管理、角色管理、权限管理等。

  • 用户管理可对系统用户的基本信息、单位信息等进行管理。
  • 角色管理系统需根据单位的类型、用户职位等进行角色划分。
  • 权限管理系统需根据用户的情况赋予不同的角色，进而进行严格的权限管理，查看不同的数据及执行不同的操作。
接口要求
系统基于GIS+IoT平台，支持面向其他系统的对接。
智慧工地应用内容

智慧工地平台集成项目工地的人员管理、安全施工、智慧办公、绿色施工、进度管理等数据，通过智慧工地平台去配置所同步用户的组织结构及职能权限，实现视频监控、特种设备监控、扬尘噪声监控及实名制系统的帐号的统一管理与分配；实现信息有效触达、问题及时跟进、工地有序管理，打造安全可靠的工地。同时提供智慧展厅的概念，项目方可通过搭建智慧展厅，形象的系统化的展示工地的信息化应用程度，便于跟领导及同行进行讲解介绍。

人员管理
人员管理是对劳务及项目人员身份、行为的全方位管控，涵盖了实名认证、考勤进出、现场施工、安全教育等多个维度，通过对现场人员的行为及特征分析，从而帮助项目管理人员更好的管理和了解工地状态。
人员通道考勤管理（含劳务实名制）
劳务实名制采用高频/超高频射频卡或生物识别技术实现对施工人员、监管人员的信息采集、统计、对其资质信息进行甄别，便于规范工地从业人员的考勤与行为管理。

  • 借助人员二代身份证读卡设备、IC卡、人脸等终端及管理平台实现人员实名制登记；
  • 借助门禁设备终端及管理平台实现人员出入记录获取及统计；
  • 借助安全教育终端及管理平台实现人员安全教育信息录入及统计；
 实名登记设备
实名制登记实现工地人员个人信息的采集，发卡人员通过身份证阅读器获取申请人身份信息，并配置出入权限，完成发卡操作。为了便于安全管理，可依据角色分配不同的权限：

  • 项目管理部人员：可以在办公区、施工区、生活区出入
  • 建筑工人：可在施工区、生活区出入。
身份证阅读器
二代证阅读器又称第二代身份证阅读与核验设备， 是第二代身份证阅读和核验的专用设备。它采用国际上先进的TypeB非接触IC卡阅读技术，配以公安部授权的专用身份证安全控制模 （SAM），以无线传输方式与第二代居民身份证内的专用芯片进行安全认证后，将芯片内的个人信息资料读出，将此信息上传至计算机，并完成解码、显示、存储、查询和自动录入等功能。

 

用户身份识别方案
IC卡方案主要功能就是读取IC卡种卡号并显示到平台上，平台用于跟所录入的人员进行绑定，每个劳务工人一张IC卡。

高速人脸识别方案针对人流量大的工地，其识别效率为30帧/秒，准确率达到99%，针对移动和静止的人员均能检测和识别，支持多人同时监测，劳务工人可小跑进入工地，有效的保证了进出的效率。该系统支持黑名单功能，针对设为黑名单的工人可禁止其进入工地。

同时针对劳务工人是否佩戴安全帽、周界入侵提醒、滞留徘徊、遗留物进行设定。
 门禁设备门禁考勤可通过以刷卡方式来强化管理工地现场务工人员的出入和考勤，做到总包单位管理者能实时掌握现场实际人数以及人员进出和出勤情况。

通过在工地大门口设置闸机（闸机主要有三辊闸、翼闸、摆闸等类型），对施工现场进行封闭管理（刷卡通过确认后大门将自动打开，反之则无法进入工地现场）。

全高转闸（如下图）通道因其设计合理可靠，噪声小，运行平稳，使用寿命长，进出方便等特点在出入口门禁控制中应用广泛。

  • 具有统一、标准的对外电气接口，可与各种读写设备相挂接，便于系统集成；
  • 具有自动复位功能。

硬件功能
  1. 现场管理对施工现场实行封闭式管理，劳务人员必须使用刷卡进行身份验证，才能打开通道闸机进入施工现场。
  2. 摄像抓拍对于进出工地刷卡时，摄像头会进行刷卡人员的抓拍，可进行资料的存档。
  3. 驻场统计建筑从业人员进入现场时，门口的大屏幕上显示刷卡人的基本信息及该卡录入平台时的劳务工人信息，便于门卫进行身份比对校验。

    同时，屏幕上可显示工地进场人数和驻场的统计人数，平台与屏幕信息同步。

  4. 实时上传数据对于人员的考勤记录会实时的上传到平台，平台会对考勤数据进行统计和分析；
平台功能
  • 管理平台提供人员基本信息修改、工地人员花名册查看功能。
  • 登录平台后，根据相应权限可对相应工地的劳务人员进行人员基本信息修改、工地人员花名册信息查看。
  • 管理平台提供工地人员考勤情况的查询、汇总、分析功能，主要根据门禁系统同步过来的考勤刷卡信息，对考勤刷卡信息进行分析、汇总、展现。
  • 针对劳务工人超过规定时间未出工地、民工超龄进行判断，当出现异常则进行应用消息提醒。
设备管理项目工地的设备安全监控核心在于通过物联网的技术提高对作业过程的管控，针对异常或违章情况进行实时的告知，提高作业人员对设备的掌控力度，配合工地现场的管理制度，建立起安全施工流程体系，保障施工作业安全，防范于未然。

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