摘? 要：如今，智能化、信息化等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)滲透到了各個(gè)領(lǐng)域，建筑工程領(lǐng)域也不例外。在現(xiàn)今大多數(shù)建筑施工過(guò)程中，傳統(tǒng)的施工方式和管理方式已逐漸被人工智能、信息傳遞、虛擬現(xiàn)實(shí)等新興技術(shù)所取代。在這樣的背景下，對(duì)于建筑工程等危險(xiǎn)性較大的領(lǐng)域，引入智能化、信息化的安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)是必然趨勢(shì)，本文將對(duì)建筑工程智慧工地安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行分析，旨在為建筑工程智慧工地安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)的發(fā)展提供理論支持和經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：建筑工程;智慧工地;安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警;應(yīng)用分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TU74;TU17????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A????? 文章編號(hào)：2096-6903（2021）07-0000-00

如今，科技飛速發(fā)展，為了能夠安全、高效、經(jīng)濟(jì)的完成建筑工程項(xiàng)目，很多項(xiàng)目上已建立了智慧工地安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)，有效降低了生產(chǎn)安全事故的發(fā)生，確保了生命安全和財(cái)產(chǎn)安全，對(duì)建筑工程項(xiàng)目產(chǎn)生了諸多有利影響。本文將首先簡(jiǎn)單介紹建筑工程智慧工地，并分析傳統(tǒng)的建筑工程項(xiàng)目中存在的安全管理問(wèn)題，然后闡明建筑工程智慧工地安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，最后探究建筑工程智慧工地安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用。

1 建筑工程智慧工地概述

建筑工程智慧工地是一種新興的工程項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)管理模式，以BIM技術(shù)為核心，集云計(jì)算和大數(shù)據(jù)以及物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息化技術(shù)于一體，通過(guò)移動(dòng)終端顯示建筑施工信息，綜合管理施工現(xiàn)場(chǎng)，主要包括對(duì)施工作業(yè)人員、施工機(jī)械設(shè)備、施工物料、施工安全、施工質(zhì)量、施工環(huán)境等目標(biāo)的管理。能夠?qū)崿F(xiàn)綜合管理、信息共享、數(shù)據(jù)分析一體化，并采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)各項(xiàng)施工進(jìn)行趨勢(shì)預(yù)測(cè)，真正做到了工程一體化、可視化管理，有利于提高建筑工程的信息化水準(zhǔn)，大大降低了生產(chǎn)安全事故發(fā)生率，有效提高了工程效率和質(zhì)量。

2 傳統(tǒng)建筑工程安全管理存在的問(wèn)題

2.1 安全管理缺乏統(tǒng)一性

由于建筑工程在組織施工時(shí)，在同一施工區(qū)域通常有多個(gè)施工單位在同時(shí)施工作業(yè)，并且為了加快進(jìn)度、降低成本，部分施工單位安全管理人員配備不到位，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全監(jiān)管力度不夠，施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理紊亂，當(dāng)多任務(wù)、多工種、多人員的交叉作業(yè)現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，安全管理壓力會(huì)進(jìn)一步提升。因此，為了確保建筑工程項(xiàng)目安全管理有序，應(yīng)加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理的整體性和統(tǒng)一性。

2.2 安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控存在不足

雖然近些年來(lái)建筑工程項(xiàng)目的安全管理工作在不斷優(yōu)化，但是由于施工現(xiàn)場(chǎng)的安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控仍然主要采用安全管理人員現(xiàn)場(chǎng)巡查的方式，這就對(duì)安全管理人員的責(zé)任心和經(jīng)驗(yàn)水平要求較高，如果出現(xiàn)安全管理人員配備不到位，安全管理人員水平參差不齊等情況，就會(huì)對(duì)建筑工程項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)的安全管理會(huì)產(chǎn)生較大影響。

3 智慧工地安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

相比于傳統(tǒng)工地，智慧工地的安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)已經(jīng)有了明顯優(yōu)勢(shì)。

3.1 實(shí)時(shí)監(jiān)控

建筑工程智慧工地配備大量視頻監(jiān)控設(shè)備和信號(hào)傳感器，對(duì)于一些生產(chǎn)安全事故頻發(fā)的施工區(qū)域會(huì)有更加嚴(yán)密的監(jiān)控。當(dāng)有安全隱患出現(xiàn)時(shí)，中控室能夠第一時(shí)間向施工現(xiàn)場(chǎng)的安全管理人員發(fā)出警報(bào)，提醒及時(shí)消除安全隱患。除此之外，當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有作業(yè)人員施工的情況下，也會(huì)對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控，防止其他意外事件發(fā)生。

3.2 預(yù)警準(zhǔn)確

由于建筑工程項(xiàng)目施工區(qū)域較多、地形復(fù)雜，如果僅靠安全管理人員現(xiàn)場(chǎng)巡查，較難發(fā)現(xiàn)一些隱蔽區(qū)域的安全隱患，而建筑工程智慧工地的大量視頻監(jiān)控設(shè)備和信號(hào)傳感器能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控每一個(gè)施工區(qū)域，并快速定位安全隱患存在的位置，能夠較為準(zhǔn)確進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，同時(shí)也能結(jié)合建筑工程項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，適當(dāng)調(diào)整報(bào)警閾值時(shí)，減少誤報(bào)的情況發(fā)生。

3.3 預(yù)警迅速

由于傳統(tǒng)建筑工程項(xiàng)目采用安全管理人員施工現(xiàn)場(chǎng)巡查發(fā)現(xiàn)安全隱患，導(dǎo)致一些安全隱患不能第一時(shí)間被發(fā)現(xiàn)、整改，而智慧工地的安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)采用信息化的移動(dòng)終端，由中控平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控，當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)作業(yè)人員違章、機(jī)械設(shè)備異常等安全風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)出警報(bào)，提醒安全管理人員及時(shí)消除安全隱患。

4 智慧工地安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用

4.1 智慧工地安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)

4.1.1 智慧工地視頻監(jiān)控系統(tǒng)

普通視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)時(shí)的監(jiān)控施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)情況，傳輸最直接的施工作業(yè)信息。而智慧工地視頻監(jiān)控系統(tǒng)不僅僅能夠做到實(shí)時(shí)傳輸施工現(xiàn)場(chǎng)情況，由于嵌入了計(jì)算機(jī)影像捕捉、模式識(shí)別、人臉識(shí)別、動(dòng)作預(yù)知、異常分析等數(shù)字化技術(shù)，不僅能夠核實(shí)施工作業(yè)人員的身份信息，還能對(duì)一些異常的影像進(jìn)行捕捉，傳輸給中控平臺(tái)，再由監(jiān)控人員進(jìn)行判斷，如果影像確實(shí)出現(xiàn)了異常，就可以一鍵報(bào)警，信息會(huì)傳達(dá)給所在施工區(qū)域的作業(yè)人員，同時(shí)也會(huì)傳達(dá)給工程項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。

4.1.2 智慧工地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

建筑工程項(xiàng)目工期一般較長(zhǎng)，需要相應(yīng)的動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)展情況進(jìn)行記錄，便于項(xiàng)目過(guò)程中的信息儲(chǔ)存和分析。智慧工地采用的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由三部分組成，分別是監(jiān)控系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、中控平臺(tái)。動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)始終監(jiān)測(cè)施工的進(jìn)度、機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況、作業(yè)人員的操作方式。

通過(guò)信息傳遞把這些信息傳達(dá)給中控平臺(tái)，中控平臺(tái)需要24小時(shí)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)視，會(huì)把得出的結(jié)果記錄，如果遇到突發(fā)緊急情況，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)直接發(fā)起預(yù)警，并持續(xù)對(duì)危險(xiǎn)源進(jìn)行監(jiān)視，反饋危險(xiǎn)程度和發(fā)展階段。

4.1.3 智慧工地實(shí)時(shí)指令系統(tǒng)

建筑工程智慧工地的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警不僅需要準(zhǔn)確、及時(shí)的發(fā)現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)，還需要中控平臺(tái)對(duì)相應(yīng)作業(yè)人員做出緊急指令。在傳統(tǒng)的建筑工程項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)，當(dāng)有安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警時(shí)，相關(guān)指令傳達(dá)較慢，甚至有時(shí)會(huì)傳達(dá)錯(cuò)誤指令，從而導(dǎo)致次生事故的發(fā)生。而智慧工地采用的是實(shí)時(shí)指令系統(tǒng)，在發(fā)現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，能夠及時(shí)通知所有相關(guān)作業(yè)人員，而相關(guān)作業(yè)人員需要再次確認(rèn)指令，如果沒(méi)有在規(guī)定時(shí)間內(nèi)確認(rèn)收到指令，中控平臺(tái)會(huì)再次提醒，并會(huì)向工程項(xiàng)目管理人員發(fā)送未確認(rèn)的作業(yè)人員名單。

4.1.4 智慧工地事故預(yù)防系統(tǒng)

智慧安全帽系統(tǒng)主要由兩部分組成：一是視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和智能分析系統(tǒng)，能夠識(shí)別作業(yè)人員是否處于危險(xiǎn)環(huán)境當(dāng)中。二是傳輸技術(shù)與傳感芯片技術(shù)結(jié)合而成的信息發(fā)送裝置，將其安裝在安全帽中，信息發(fā)送裝置會(huì)根據(jù)中控平臺(tái)設(shè)定的發(fā)送頻率持續(xù)向后臺(tái)發(fā)送作業(yè)人員的位置信息，記錄每一位作業(yè)人員在某一區(qū)域的停留時(shí)長(zhǎng)信息以及行動(dòng)軌跡信息等，如果作業(yè)人員在危險(xiǎn)區(qū)長(zhǎng)時(shí)間停留或靠近風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警區(qū)域時(shí)，中控平臺(tái)會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信息到作業(yè)人員的移動(dòng)終端，移動(dòng)終端會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈震動(dòng)并發(fā)出警報(bào)信息，避免發(fā)生生產(chǎn)安全事故。

BIM技術(shù)的應(yīng)用也是智慧工地事故預(yù)防系統(tǒng)的一部分。相比于傳統(tǒng)的二維模擬技術(shù)，BIM技術(shù)使建筑智能化施工得脫穎而出。在建筑施工過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，一旦施工結(jié)束，這些錯(cuò)誤將無(wú)法糾正，就會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)安全事故的發(fā)生。因此，如果能夠提前模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，就能在很大程度上規(guī)避一些潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。

4.2 智慧工地安全風(fēng)險(xiǎn)控制

4.2.1 風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警

建筑工程智慧工地的安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警由四部分組成，分別是視頻監(jiān)控系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、實(shí)時(shí)指令系統(tǒng)、事故預(yù)防系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行是保證安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的前提，安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警區(qū)域也分為四種：

（1）特種設(shè)備安全監(jiān)控：在施工過(guò)程中像塔吊、升降機(jī)一類(lèi)的特種設(shè)備有嚴(yán)格的使用規(guī)定，吊裝幅度和傾斜角度不宜過(guò)大，通過(guò)傳感器可以對(duì)特種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)出現(xiàn)超重、超負(fù)荷、超速度作業(yè)以及自然環(huán)境惡劣等影響施工作業(yè)安全的事件出現(xiàn)時(shí)，中控平臺(tái)會(huì)第一時(shí)間通知工程項(xiàng)目管理人員采取措施，同時(shí)借助人臉識(shí)別技術(shù)，避免非專(zhuān)業(yè)人員的違規(guī)操作。

（2）重大危險(xiǎn)源安全監(jiān)控：視頻監(jiān)控系統(tǒng)和有害氣體監(jiān)測(cè)設(shè)備能快速發(fā)現(xiàn)重大危險(xiǎn)，對(duì)重大危險(xiǎn)源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如果存在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超標(biāo)，傳感器會(huì)向控制平臺(tái)發(fā)送危險(xiǎn)提示，平臺(tái)管理人員會(huì)通知負(fù)責(zé)人，有利于及時(shí)處理危險(xiǎn)源。

（3）高支模安全監(jiān)控：高支模監(jiān)測(cè)器能夠?qū)崟r(shí)記錄高支模模塊沉降程度以及立桿軸力大小、傾角大小，對(duì)危險(xiǎn)值進(jìn)行測(cè)定，一旦數(shù)值超標(biāo)，平臺(tái)就會(huì)發(fā)出危險(xiǎn)預(yù)警，第一時(shí)間通知所在區(qū)域的施工人員撤出危險(xiǎn)區(qū)，避免危險(xiǎn)升級(jí)，減少人員傷亡。

（4）深基坑安全監(jiān)控：深基坑屬于危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程，通過(guò)傳感器可以實(shí)時(shí)獲取混凝土支撐力和錨索軸力等受力情況，中控平臺(tái)將使用數(shù)學(xué)模型與回歸分析等數(shù)理方法分析危險(xiǎn)點(diǎn)的位置，預(yù)防生產(chǎn)安全事故的發(fā)生。

4.2.2 風(fēng)險(xiǎn)控制措施及處理方法

預(yù)警系統(tǒng)為安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警提供了智能化、信息化的中控平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)控制。由于建筑工程智慧工地的視頻監(jiān)控設(shè)備、傳感器較多，出現(xiàn)故障不可避免，但應(yīng)及時(shí)檢修，危險(xiǎn)性較大的區(qū)域要有備用設(shè)備，保證動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)持續(xù)運(yùn)行。

當(dāng)生產(chǎn)安全事故發(fā)生時(shí)，要第一時(shí)間停止施工，將傷員轉(zhuǎn)移到安全區(qū)域，并通知醫(yī)療人員救治。如果是設(shè)備出現(xiàn)故障，也應(yīng)先撤離施工作業(yè)人員，防止生產(chǎn)安全事故升級(jí)，再安排專(zhuān)業(yè)的檢修人員進(jìn)行處理。如果發(fā)生有毒有害氣體大規(guī)模泄漏，由于涉及的區(qū)域很廣，不確定性較強(qiáng)，就應(yīng)及時(shí)組織全體作業(yè)人員進(jìn)行疏散。

5 存在的問(wèn)題

5.1 智慧工地建造成本較高

建筑工程智慧工地是建立在計(jì)算機(jī)技術(shù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)終端等技術(shù)手段的基礎(chǔ)上，但這些技術(shù)手段需要大量的硬件載體和電子設(shè)備支撐，在傳統(tǒng)的建筑工程項(xiàng)目中增加了大量成本，導(dǎo)致部分建設(shè)單位因?yàn)橘Y金和成本問(wèn)題放棄建造智慧工地安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)，因而高昂的建造成本也成了阻礙建筑工程智慧工地安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)發(fā)展的主要原因。

5.2 施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境復(fù)雜

由于建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境較為復(fù)雜，基于視頻監(jiān)控的安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)還無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)存在的安全隱患進(jìn)行較為準(zhǔn)確的自動(dòng)識(shí)別、報(bào)警功能，并且存在較多誤報(bào)、漏報(bào)的情況，因此仍需采集大量建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)的視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的處理、分析，并在多種不同的施工作業(yè)場(chǎng)景下調(diào)試安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的報(bào)警閾值，探索更多的自動(dòng)識(shí)別、報(bào)警方法。

5.3 作業(yè)人員文化水平較低

由于現(xiàn)今建筑工程項(xiàng)目施工作業(yè)人員大多文化水平較低，對(duì)機(jī)械設(shè)備的操作和使用了解不夠，安全意識(shí)不足，會(huì)出現(xiàn)違章操作和違章作業(yè)的現(xiàn)象，并且部分施工走也人員不能熟練使用移動(dòng)終端，對(duì)安全預(yù)警信息不熟悉，無(wú)法根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況快速做出正確的響應(yīng)。

6 建議和措施

6.1 加強(qiáng)人員安全教育培訓(xùn)

首先應(yīng)了解需要對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行哪些安全教育培訓(xùn)，熟悉作業(yè)人員需要掌握的新技術(shù)，發(fā)現(xiàn)新技術(shù)存在的安全隱患，對(duì)薄弱環(huán)節(jié)和重點(diǎn)部位進(jìn)行標(biāo)記，并制定總體培訓(xùn)計(jì)劃，在培訓(xùn)計(jì)劃實(shí)施過(guò)程中，注重團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)和多模式教學(xué)，理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，定期進(jìn)行安全教育培訓(xùn)考核、評(píng)價(jià)，鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)內(nèi)部和團(tuán)隊(duì)之間的相互學(xué)習(xí)、競(jìng)爭(zhēng)和激勵(lì)，只有符合要求者才能上崗作業(yè)。

6.2 加大政策扶持指導(dǎo)力度

為了推進(jìn)建筑工程智能工地建設(shè)，需要相關(guān)政府部門(mén)出臺(tái)相應(yīng)的扶持政策，加大投資力度，以政策推動(dòng)、引導(dǎo)和規(guī)范智能工地建設(shè)，減輕建設(shè)單位的經(jīng)濟(jì)壓力。對(duì)一些中小型企業(yè)應(yīng)進(jìn)行扶持和指導(dǎo)，給予政策優(yōu)惠，讓建筑工程智慧工地的安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)得到推廣和普及。

6.3 推進(jìn)技術(shù)革新交流學(xué)習(xí)

建設(shè)單位開(kāi)展建筑工程智能工地建設(shè)，必須加強(qiáng)與其他先進(jìn)企業(yè)的交流學(xué)習(xí)。在交流學(xué)習(xí)的過(guò)程中，分享經(jīng)驗(yàn)，共同改進(jìn)，推進(jìn)技術(shù)革新，避免重復(fù)性的低質(zhì)量、不必要的研究。其次，向國(guó)外引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和管理方式，摒棄落后的傳統(tǒng)觀念，進(jìn)一步發(fā)揮建筑工程智慧工地的功能。

7 結(jié)語(yǔ)

建筑工程智慧工地安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)能夠有效降低生產(chǎn)安全事故的發(fā)生率，有利于保障作業(yè)的生命安全，提高建設(shè)效率，是智慧工地不可或缺的安全保障系統(tǒng)。因此，需要更多的科研資金和科研工作者投入到系統(tǒng)的研發(fā)和改進(jìn)當(dāng)中，共同促進(jìn)建筑工程智慧工地安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)的發(fā)展。

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收稿日期：2021-06-17

作者簡(jiǎn)介：劉耘暢（1986—），男，重慶人，碩士研究生，工程師，研究方向：安全管理。

Application Analysis of Safety Risk Early Warning System for Smart Construction Sites in Construction Engineering

LIU Yunchang

（CISDI Engineering Co.， Ltd. Chongqing 400013）

Abstract： Today， Internet technologies， such as intelligence and information technology， have penetrated into various fields， including the field of construction engineering. In most building construction processes， traditional construction methods and management methods have been gradually replaced by emerging technologies， such as artificial intelligence， information transmission， and virtual reality. In this context， it is an inevitable trend to introduce intelligent and informatized security risk early warning systems for areas with greater risks such as construction engineering. This article will analyze the application of security risk early warning systems on smart construction sites in construction projects， aiming to provide theoretical support and empirical guidance for the development of safety risk early warning systems for smart construction sites.

Keywords： construction engineering; smart construction site; safety risk warning; application analysis