1 引言

北京城市副中心工程建設(shè)是有序疏解非首都功能、 調(diào)整北京空間格局、推動(dòng)京津冀協(xié)同發(fā)展的國(guó)家部署和戰(zhàn)略舉措，作為舉世矚目的市級(jí)重點(diǎn)工程， 存在規(guī)模體量大、 施工工期緊、參建單位多、勞動(dòng)密集程度高、組織協(xié)調(diào)范圍廣、復(fù)雜交叉作業(yè)多、質(zhì)量安全管控難度大等難點(diǎn)。隨著BIM、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、移動(dòng)通信等技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用智慧工地先進(jìn)技術(shù)和管理手段加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)管[1]，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除安全風(fēng)險(xiǎn)隱患，改變傳統(tǒng)粗放式建筑施工安全管理現(xiàn)狀，提升建筑施工安全監(jiān)管水平和實(shí)效成為主流趨勢(shì)。

2 智慧建造在施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理中的應(yīng)用和實(shí)效

2.1 勞務(wù)人員實(shí)名管理精準(zhǔn)化

1）加強(qiáng)人員管理是建筑施工安全管理的重要內(nèi)容。 采用智慧工地信息系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)勞務(wù)人員的實(shí)名制管理。 運(yùn)用數(shù)字化門禁、 虹膜人臉識(shí)別和無(wú)線通信等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)信息采集和記錄，對(duì)每日現(xiàn)場(chǎng)人數(shù)、工種、勞務(wù)分包新進(jìn)入人員的近14 d 情況實(shí)施統(tǒng)計(jì)，并建立檔案，包含個(gè)人年齡、工齡、技術(shù)水平、工作經(jīng)驗(yàn)、健康狀況等詳細(xì)情況。 勞務(wù)組成復(fù)雜，在勞務(wù)系統(tǒng)中包含作業(yè)人員的真實(shí)信息，所有信息供公安系統(tǒng)備查， 利用勞務(wù)系統(tǒng)實(shí)名管理保障勞務(wù)人員合法的人身和財(cái)務(wù)安全。 并可根據(jù)人員具體情況，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)崗位科學(xué)合理調(diào)配管理，最大化發(fā)揮勞動(dòng)力資源的價(jià)值。

2）對(duì)操作危險(xiǎn)性較大的特種機(jī)械設(shè)備、焊接等人員，建立特種作業(yè)人員信息庫(kù)，記錄特種作業(yè)人員資格證書、工作經(jīng)驗(yàn)等。 同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)特種作業(yè)人員工作能效的考核，授予其相關(guān)設(shè)備操作權(quán)限， 通過采用人臉或指紋識(shí)別方式啟動(dòng)運(yùn)行特種設(shè)備，加強(qiáng)對(duì)特種設(shè)備和人員的安全管理。

3）施工工人佩戴智能安全帽，通過在工人出入通道及各施工區(qū)域部署的識(shí)讀器對(duì)安全帽上的電子標(biāo)簽進(jìn)行射頻識(shí)別并讀取導(dǎo)入的人員身份信息和位置信息， 發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)終端管理平臺(tái)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而實(shí)現(xiàn)工人考勤記錄、區(qū)域定位、流動(dòng)管理、崗位調(diào)整、危險(xiǎn)預(yù)警等。 傳統(tǒng)安全帽只有減震和硬度要求， 起到最基本的外力沖擊防護(hù)作用。 而智能安全帽由MCU 控制器、雙目立體視覺系統(tǒng)、電場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)模塊、預(yù)警模塊、指示燈、電腦終端協(xié)同而成，并與人員信息匹配錄入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別和感應(yīng)。 還有部分安全帽還可通過多電極電場(chǎng)梯度檢測(cè)，對(duì)帶電部位距離進(jìn)行測(cè)量，為工人提供安全距離的自動(dòng)判別和觸電風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警功能。

4）副中心部分項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)安裝了智能體檢機(jī)、智能健康一體機(jī)，全部項(xiàng)目在施工入口設(shè)置人體紅外線測(cè)溫儀等，對(duì)勞務(wù)人員進(jìn)行定期體檢，每日監(jiān)測(cè)體溫，體檢合格和體溫正常的勞務(wù)人員方可進(jìn)場(chǎng)上崗， 發(fā)現(xiàn)體檢不合格或體溫異常的工人及時(shí)休息就醫(yī)。

2.2 安全教育體驗(yàn)式培訓(xùn)生動(dòng)化

北京城市副中心工程安全體驗(yàn)培訓(xùn)中心， 成立于2016年，共有50 余項(xiàng)安全體驗(yàn)培訓(xùn)項(xiàng)目，涵蓋了建筑施工現(xiàn)場(chǎng)主要風(fēng)險(xiǎn)源。采用先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實(shí)和多維立體技術(shù)，配合VR、IR等設(shè)備，實(shí)景模擬高空墜落、物體打擊、觸電火災(zāi)等危害，增強(qiáng)培訓(xùn)體驗(yàn)和效果。 部分項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)也設(shè)置體驗(yàn)式培訓(xùn)教育基地，還將傳統(tǒng)的以說教為主的安全培訓(xùn)，改為線上安全事故案例教育和刷身份證進(jìn)行安全基礎(chǔ)題考核模式。 網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)與虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)教育相結(jié)合， 豐富的網(wǎng)絡(luò)安全教育視頻與身臨其境的體驗(yàn)場(chǎng)景相結(jié)合， 使安全教育培訓(xùn)與施工現(xiàn)場(chǎng)結(jié)合更加緊密，更具有針對(duì)性和實(shí)效性，切實(shí)提高了施工人員的安全防護(hù)意識(shí)和全員安全責(zé)任感。

2.3 機(jī)械設(shè)備監(jiān)測(cè)監(jiān)控智能化

機(jī)械設(shè)備是施工現(xiàn)場(chǎng)安全管控重點(diǎn)，是物體打擊、高空墜落、機(jī)械碰撞、違規(guī)操作等安全事故風(fēng)險(xiǎn)源。 對(duì)塔吊、升降機(jī)、起重設(shè)備、卸料平臺(tái)、吊籃、外用電梯等安裝智能傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的載重、幅度、傾角或回轉(zhuǎn)度，以及其運(yùn)行環(huán)境因素等， 通過智慧平臺(tái)系統(tǒng)將傳感器傳回的數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)械設(shè)備工作狀態(tài)判斷，并在出現(xiàn)超載、碰撞、違規(guī)操作等危險(xiǎn)前，發(fā)出警報(bào)或者執(zhí)行設(shè)定操作指令，進(jìn)行聲光報(bào)警、斷電、降速等[2]，確保施工現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行安全。

2.4 深基坑和高支模監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

1）深基坑智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用。 在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安裝傳感器等智能設(shè)備，采用錨桿應(yīng)力監(jiān)測(cè)基坑周圍穩(wěn)定狀況等，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)測(cè)平臺(tái)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析和及時(shí)預(yù)警處理，確?；幼鳂I(yè)的安全穩(wěn)定性。 基坑監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)主要如下內(nèi)容：（1）利用數(shù)據(jù)服務(wù)器和計(jì)算服務(wù)器組建基坑風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)硬件平臺(tái)；（2）將收集到的基坑風(fēng)險(xiǎn)信息上傳至風(fēng)險(xiǎn)管理平臺(tái)；（3）將基坑相關(guān)變形信息上傳至數(shù)據(jù)服務(wù)器；（4）將當(dāng)前基坑與歷史基坑信息比對(duì)，得出分析結(jié)果；（5）將基坑相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)信息通過三維模型進(jìn)行展示；（6）判斷當(dāng)前基坑收集到的數(shù)據(jù)是否出現(xiàn)異常，之后對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行推送，顯示基坑大數(shù)據(jù)技術(shù)的利用效果等。

2）高支模智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用。 高支模作業(yè)施工難度大、作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)高，除了高支模施工方案，現(xiàn)場(chǎng)采用高支模智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)輔助施工作業(yè)， 主要是在模板或支撐桿上加裝傳感器，采集實(shí)時(shí)壓力、位移等數(shù)據(jù)傳輸至平臺(tái)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，及時(shí)預(yù)警和采取措施，提高高風(fēng)險(xiǎn)支護(hù)模架作業(yè)安全系數(shù)。

2.5 安全巡視檢查高效化

副中心多個(gè)項(xiàng)目建立了基于BIM+ 物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)的智慧管理平臺(tái)，平臺(tái)包含安全生產(chǎn)智能化管控系統(tǒng)模塊，此系統(tǒng)集成智能安全帽、智能閘機(jī)、塔吊碰撞檢測(cè)系統(tǒng)、深基坑監(jiān)測(cè)、高支模監(jiān)測(cè)、智能環(huán)境檢測(cè)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)人機(jī)料法環(huán)的監(jiān)測(cè)和管控，從而變傳統(tǒng)安全管理的被動(dòng)“監(jiān)督檢查”為主動(dòng)的“監(jiān)控檢查”。 通過各類攝像頭、XR 或AI 眼鏡、各類傳感器等智能設(shè)備， 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)捕捉現(xiàn)場(chǎng)的違章作業(yè)和安全風(fēng)險(xiǎn)隱患等。 將施工現(xiàn)場(chǎng)常出現(xiàn)的18 大類安全問題及風(fēng)險(xiǎn)隱患納入BIM 系統(tǒng)，搭建危險(xiǎn)源數(shù)據(jù)庫(kù)和隱患清單等，采取自動(dòng)識(shí)別智慧管理系統(tǒng)，通過BIM 數(shù)據(jù)決策系統(tǒng)給予識(shí)別和預(yù)警[3]。通過現(xiàn)場(chǎng)傳感器數(shù)據(jù)及時(shí)與風(fēng)險(xiǎn)隱患數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)， 自動(dòng)記錄并生成表單，安全員照此督促整改、檢查和復(fù)查。 部分項(xiàng)目創(chuàng)建了工程施工安全管理App， 并與基于BIM 的智慧平臺(tái)關(guān)聯(lián)，將安全日常檢查項(xiàng)目編入手機(jī)端App，現(xiàn)場(chǎng)檢查勾選檢查項(xiàng)目，并上傳檢查記錄單等，實(shí)現(xiàn)快速查找和有序記錄施工現(xiàn)場(chǎng)安全問題。 實(shí)現(xiàn)了對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)安全事中管控和事后督查，部分實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程巡視，較傳統(tǒng)的人工現(xiàn)場(chǎng)巡視檢查，易出現(xiàn)巡視覆蓋不到位、巡視頻次跟不上，風(fēng)險(xiǎn)隱患判斷不專業(yè)不準(zhǔn)確等問題，基于BIM 的智慧管理平臺(tái)和智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提升了施工安全巡視檢查效率。

2.6 安全法規(guī)工程資料區(qū)塊鏈管理精細(xì)化

采用區(qū)塊鏈技術(shù)將現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員每日進(jìn)場(chǎng)掃碼信息和體溫監(jiān)測(cè)信息，將安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、法律法規(guī)、規(guī)范性文件資料，將工程文件、各階段施工組織方案、現(xiàn)場(chǎng)檢查照片、安全例會(huì)記錄、安全隱患排查記錄，將農(nóng)民工工資發(fā)放臺(tái)賬等多項(xiàng)資料進(jìn)行封存，形成可追溯的電子化區(qū)塊資料，確保工程項(xiàng)目資料安全真實(shí)齊全可靠[4]。

2.7 施工現(xiàn)場(chǎng)綠色施工環(huán)境檢測(cè)智能化

施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置揚(yáng)塵在線視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備，PM2.5、PM10、TSP等空氣顆粒物檢測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境參數(shù)。 安裝溫濕度等氣象參數(shù)檢測(cè)設(shè)備，以及噪聲智能化監(jiān)測(cè)設(shè)備。 電焊施工現(xiàn)場(chǎng)使用移動(dòng)式焊接煙塵凈化器，部分項(xiàng)目使用焊接機(jī)器人。 部分項(xiàng)目使用噴涂機(jī)器人和貼磚機(jī)器人， 代替人力提高效率的同時(shí)，有效減少含有害物質(zhì)的涂料和粘膠對(duì)人體健康影響。 部分項(xiàng)目使用機(jī)器狗等設(shè)備對(duì)現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)區(qū)域或有限空間進(jìn)行實(shí)測(cè)實(shí)量和環(huán)境檢測(cè)。 設(shè)置自動(dòng)噴淋系統(tǒng)，灑水降塵在線監(jiān)測(cè)與霧炮聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)等。 現(xiàn)場(chǎng)出入口設(shè)置高壓洗車臺(tái)、運(yùn)渣車自動(dòng)清洗設(shè)施或循環(huán)水強(qiáng)制自動(dòng)洗車棚等， 采用新能源掃地車和非道路移動(dòng)機(jī)械。 施工現(xiàn)場(chǎng)開展建筑垃圾減量化管理，部分項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)有再生資源化處置設(shè)備。

2.8 生活區(qū)節(jié)能減排管理智能化

副中心行政辦公區(qū)工程集中設(shè)置生活區(qū)， 區(qū)內(nèi)由多個(gè)項(xiàng)目的13 家施工單位組建，生活區(qū)的安全管理責(zé)任重大。 生活區(qū)采用智慧化物業(yè)管理，實(shí)行封閉式集中管理，使用裝配式臨建房77 棟，不符合安全要求的彩鋼板房全部拆除。 生活區(qū)內(nèi)設(shè)置門衛(wèi)室、食堂、盥洗設(shè)施、淋浴間、洗衣房、晾衣區(qū)以及突發(fā)事件緊急隔離區(qū)等。 安裝無(wú)線智能煙感報(bào)警和電氣火災(zāi)監(jiān)控報(bào)警設(shè)備， 在日常消防應(yīng)急演練中檢測(cè)智能火災(zāi)預(yù)警和智能消防系統(tǒng)反應(yīng)靈敏度，減少生活區(qū)消防安全隱患。 嚴(yán)格按要求進(jìn)行垃圾分類。采用智能節(jié)水節(jié)電系統(tǒng)管理。生活區(qū)內(nèi)設(shè)置智慧燈桿、太陽(yáng)能路燈、太陽(yáng)能景觀燈等。 生活區(qū)進(jìn)出口設(shè)置車輛號(hào)牌自動(dòng)識(shí)別設(shè)施。 生活區(qū)15 個(gè)食堂均設(shè)置煙油自動(dòng)凈化設(shè)備， 污水經(jīng)隔油處理安全達(dá)標(biāo)。 食品食材進(jìn)行可追溯管理，留樣區(qū)智能動(dòng)態(tài)管理，采用光盤行動(dòng)二維碼等方式踐行節(jié)約。

3 結(jié)語(yǔ)