基于Beacon 技术与可穿戴式设备的施工现场人员管理技术研究

王 磊，沈 垒

（中铁二局集团电务工程有限公司，四川 成都 610031）

1 Beacon 技术的含义和运用

1.1 Beacon 技术含义

Beacon，通信术语是信标的意思。Beacon（毕垦）是基于C/C++及java 语言的开发，助力于用户对服务器运行资源以及系统中的关键Tuxedo/WebLogic 应用服务运行资源进行监控和数据分析，具有及时监控、历史数据的分析以及多样的各种按时报警（声音、手机短信、电子邮件等方式）功能，是企业进行Tuxedo/WebLogic 等应用服务器监控的最佳平台和工具。

1.2 Beacon 技术的运用

信标通信主要采用蓝牙的通信传输形式。2013年9月，苹果公司发布了一种基于低功耗蓝牙的通信协议，名称为iBeacon。它的工作方式是配备有iBeacon 协议的低功耗蓝牙设备向周围发送自己特有的ID，接收到该ID 的应用软件会根据该ID 采取一系列的动作（注：以下提到的iBeacon 都是指使用有iBeacon 通信协议的设备）[1]。比如，在鞋子上安装iBeacon，当用户带有手机靠近鞋子的时候，手机上就可以收到iBeacon**的鞋子的各种信息以及优惠政策等。在2015年，iBeacon发展迅猛，主要是由于国内几大互联网巨头公司的推动，其中发展最快的是微信。在微信的基础上，鲜老虎等公司基于微信的平台开发了商场摇一摇互动、室内导航、餐饮行业打赏服务、摇钱虎等场景化营销模式。到2016年，关于iBeacon 的产品不管是硬件产品还是软件产品都已经相当完善。2016年，从事iBeacon的企业都会发展更多关于iBeacon 的产品，并开发更多的使用功能，为用户带来更加方便快捷的使用体验。

在国内，将该技术运用在施工现场管理没有任何类似案例，本次研究为首次。类似的技术在商场运用中常见。目前，国内有家公司利用手机室内定位进行导航、互动寻宝、商超优惠、停车找车等应用已经很成熟[2]。智石科技在国内首个推出了穿戴式设备与室内定位相结合的技术，通过自行发明研究的蓝牙网关+Beacon 设备（胸牌、手环、校徽等各种方式），可以对该设备进行精确定位，实现精度高达0.5 m。在某游乐园，小孩只用佩戴一个手环，父母就能放心让他们在各处玩耍。因为精准的定位可以方便父母随时找到他们，而且在万达云基地上，管理人员还可以通过手环进行定位、追踪其轨迹以及数据采集等。

2 运用Beacon 技术解决施工中施工人员管理的问题

2.1 劳务管理方面

（1）可以统计工人出勤，根据出勤统计情况建立工人工资台帐，有效降低劳务纠纷问题；

（2）监控分析劳务人员上岗状态，有效了解施工现场人员动态；

（3）规范劳务作业队管理，即可以记录劳务人员违规行为，监督安保巡检情况，从侧面加强劳务管理。

2.2 安全管理

（1）实时监控记录具有可追溯性，对易发生安全事故的区域进行实时监控，可以节约相应的安全管理成本。如果发生意外情况，可以随时查询事故发生的原委。

（2）可以预防一些不必要的事故发生或者提前预警制止违规操作，可以对一些容易造成事故的操作程序设定预警值，让管理人员提前介入，防止事故发生，减少相应损失。

2.3 文明施工

（1）实时监控施工现场的噪声、扬尘，出现异常状态可报警采取相应措施，管理人员可以根据具体情况有针对性地进行处理；

（2）智能平台可以综合分析所采集的数据，为施工环境治理提出相应方案。

2.4 物质方面管理

（1）清点物资方面，可识别现场施工材料并清单数量，解决物质清单的工作问题；

（2）实时记录物质情况，对物质的使用情况与施工现场用料情况进行对比分析，减少现场物质清单的负担，让管理人员随时了解物质损耗情况。

3 Beacon 技术运用在施工人员管理方面需要解决的问题及解决方案

3.1 后台管理软件

用于部署智慧工地云平台的云端平台，可集中管理部署于各个工地的本地平台和业务系统，是本次研究的核心技术。施工后台管理软件是本次研究的重要部分，是整个施工管理的展示平台，应用于PC 端和移动端[3]。项目管理者或项目决策者在平台可实时了解施工现场的人员信息、物资信息和人员施工点位。

在各系统应用上，可以根据项目的具体情况或者项目的需求设置多个管理模块，从而实现各种施工现场需要的功能，如劳务人员实名制管理、安全管理、物质材料管理等，根据项目的需要制定相应的管理方式。

3.2 基于蓝牙传输的网络搭建

施工现场环境复杂，永久性建筑少，现场供电和照明情况较差。如何随土建施工进度进行管理网络的部署，是本次研究的第二个重点。

3.3 施工现场的设备供电

与现场基础网络的搭建类似，需探究如何在现场较差的环境中进行设备电源的供应。由于复杂性和现场的环境情况，集中供电模式不利于网络的稳定，需要采用本地供电的形式，在Beacon 信标上安装蓄电池。由于蓄电池的能量有限，因此要选出一种最节能的蓝牙传输方式。

3.4 云网络储存

设备云台的部署和建成后，将产生大量的施工现场数据。此时，需考虑数据的存储、管理者物理位置的不同、如何基于互联网对产生的有效数据进行共享、删除现场采集的无效数据等问题[4]。

（1）采用存储全域虚拟化技术对具有海量存储要求的情景提供存储构架，解决储存瓶颈问题，以更有效地分配相应资源，合理使用存储空间，达到合理分配储存空间的目的。

（2）采用集群技术解决数据丢失的问题，并加强储存节点的性能，提升系统的安全性和可靠性。

（3）采用离散存储技术，可以使用户更加高效率地读写数据，增强了用户的工作效率，并提高业务的持续性。

（4）采用统一完善的数据接口，直接降低了用户与其他平台兼容成本，同时降低了平台的维护成本，减少用户的管理难度。

（5）采用开放的集成构架，使其可以兼容目前市面上的主流存储设备，为用户提供更多的资源选择。

（6）采用数据备份和容灾技术，保证了云储存数据的安全可靠，不易丢失，确保了用户数据的安全问题。

4 结 论

结合实验项目的工程特点，运用理论分析、现场试验、监控量测等方法，解决了智能家居综合控制系统技术难题，取得主要成果如下：实验项目综合考虑以合理成本建设高智能化施工现场的管理，运营现场人员数量和工作管理，通过管理软件统计人员数量，能及时对项目实施的进度、质量、安全进行辅助管理，为现场的施工行为管理提供有效的科技手段，通过研究掌握了后台管理软件、基于蓝牙传输的网络搭建、施工现场的设备供电、云网络存储等关键技术。

从执行过程来看，理论研究、实验验证、现场施工实践结论基本吻合。施工管理技术可执行性强、简单易操作，保障了现场施工有序推进，确保了项目综合管理系统技术实现了高智能化运营管理。在高层建筑施工大规模的应用中，整体网络的集成度高，解码速度快，运用响应速度快，不但保证系统安全，方便施工安装，而且降低了成本。严密的试验研究和联合测试技术，保证了硬件产品的外美内实，最终使得系统安全可靠且经济性高。