智慧工地在安全管理中的应用

迟陈 李洁

摘 要：我国建筑业安全事故频发暴露出目前建筑工程安全管理存在很多问题，但是随着智慧工地技术逐渐引入到建筑施工安全管理中，提高了施工现场的智能化与信息化以及安全管理水平。本文分模块介绍智慧工地在安全管理中的应用，并选取南京国际博览中心三期项目作为案例，进行应用情况与不足分析。

关键词：智慧工地; 安全管理

中图分类号：TU714.4      文献标识码：A         文章編号：1006-3315（2021）11-219-002

1.引言

二十一世纪以来，建筑业在我国国民经济中承担着支柱作用。根据我国住建部官网统计，2020年全国建筑业企业完成建筑业总产值263947亿元。但是建筑业属于高危险性行业，安全事故频发的问题制约着建筑业的可持续发展^[1]。根据我国住建部官网2009-2019年建筑施工事故统计，对我国这十年的安全事故总起数以及人员死亡数进行了统计，如图1所示。

2004年以来，我国不断出台建筑工程的各项法律、法规、规章、条例，例如2004年我国正式施行《建设工程安全生产管理条例》、建设部出台《建筑施工企业安全生产许可证管理规定》、国务院颁布《危险性较大的分布分项工程安全管理办法》，2008年通过《企业安全文化建设评价准则》等等，一系列的法律法规条例的出台也逐步完善了建筑工程安全生产管理体系，约束建筑施工企业以及建设行业的从业人员，不断提高建筑工程安全管理水平，也使得图中2009-2015年的安全事故与死亡人数逐年递减。但是，近年来我国建筑企业、项目以及从业人员数量连续保持增长，建筑业进入迅猛发展期，相对应的安全管理水平并没有同步提升，从而导致图中从2015年起安全事故数和死亡人数逐年递增的情况，由此看来，我国的建筑业安全形势仍旧非常严峻，需要进一步采取管理措施。

建筑业的信息化水平仅高于农业，在22个行业中位列倒数第二，与国际建筑业信息化率0.3%的平均水平相比，我国建筑业信息化率仅约为0.03%，差距高达10倍左右。近年来，政府越来越重视加强各行各业的信息化建设。2016年，住建部出台的《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》提出，以企业信息化、行业监管与服务信息化、应用专项信息技术及制定信息化标准为主要任务，全面提高建筑业信息化水平。在科技进步和政策支持的双重驱动背景下，信息技术与建筑领域的融合已然成为一种新的发展方向，智慧工地顺应建筑业信息化的趋势应运而生^[2]。

2017年起，智慧工地作为一种信息化手段，慢慢进入人们的视野。“智慧工地”可以理解为借助云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能、建筑信息模型等各类信息技术，对“人、机、料、法、环”等关键因素控制管理，形成的互联协同、信息共享、安全监测及智能决策平台，共同构建而成的工程项目信息化系统。智慧工地的出现在施工安全方面有效地缓解了传统人工安全管理存在的问题，提高了安全管理水平^[3]。

2.建筑工程安全管理现状

为探究造成目前建筑业安全形势严峻的原因，对建筑工程施工现场安全管理情况进行实地调研，得出传统的人工安全管理存在以下问题。

（1）人员管理能力差

人员管理能力差主要体现在两方面：一是建筑企业用工不规范，人员信息不符、人员作业证明造假、人员接受培训时长不符合规范;二是对人的工作状态不完全掌握，包括场内安全帽佩戴情况、所处区域、安全教育情况等等。

（2）施工机械监测技术落后

随着建筑规模和建造技术的不断发展，越来越多的建筑对机械设备的作业要求不断提高，因此机械设备也逐渐趋于大型化和精密化，这也导致传统的人工方式难以对设备进行维修保养和故障检修，产生安全隐患^[4]。

（3）危险源监测不到位

建筑坍塌事故是三大类主要安全事故之一，建筑坍塌主要包括基坑、脚手架、模板的坍塌，这些结构与部位都属于危险源，主要依靠人工经验操作，对于构件的受力、荷载、形变等关键因素缺乏监测和控制。

（4）安全检查效果差

建筑施工项目往往规模大，现场环境复杂，存在的安全隐患也是动态隐蔽且24小时存在，传统方式主要依靠项目安全管理人员工作时间的人工巡查，这种方式存在巡查面窄、时间有限、隐患排查效果差等局限性，无法应对复杂的工地环境^[5]。

3.智慧工地在安全管理中的应用模块

借鉴2020年5月出台的《江苏省建设工程智慧安监技术标准》实施内容，将目前市面上应用在安全管理的智慧技术划分为：作业人员管理模块、设备监测及预警模块、危险源监测模块和安全检查模块四个模块^[6]。

（1）作业人员模块

传统的人员管理方式很难做到实时监管每一个作业人员，进而容易导致安全事故发生。作业人员管理是利用智慧技术，例如安全帽佩戴识别、人员定位等技术，对建筑施工现场的作业人员和管理人员的日常活动及作业活动进行限制和监管。

（2）设备监测及预警模块

设备监测及预警可以全时监测设备及构造物作业过程中的安全指标，从而实现安全指标的远程监测。一旦监测数据超出安全阈值，就会触发现场和管理中心的警报，提醒管理人员及时进行应急处理，从而避免因设备因素导致的安全事故的发生。

（3）危险源监测模块

根据危险源理论，危险性有潜在的性质，在一定的条件下就可能发展成为安全事故，因此对危险源的控制就至关重要，利用智慧监测对危险源进行实时的监测，出现超出安全阈值的情况及时报警，能够在事故发生前及时控制事态进一步发展，提升安全管理水平。

（4）安全隐患检查模块

安全隐患检查应用了危险源理论，对于安全隐患的识别和监控能够很大程度上减少安全事故的发生。通过智能设备与安全管理人员的相辅相成，有效地识别工地上出现的安全隐患。例如移动端巡检系统、远程视频监控等等。

4.案例应用及评价

（1）工程概况——南京国际博览中心三期项目

南京国际博览中心位于南京市建邺区，北侧与金沙江西街相邻，南侧与江山大街隔韩二河相邻，东侧与江东中路相邻，西侧与燕山路相邻。项目用地面积8.42万平方米，会展展厅建筑高度为22.5米，办公及商业楼建筑高度最高为128米。整体效果图如图2。

（2）应用情况

该项目在安全管理方面共使用了16个智慧技术系统，硬件与软件投入共计257万元，其中硬件设备总计投入约为216万元，约占总投入的84%，软件平台总机投入约为41万元，约占总投入16%。主要应用在：

1）机械设备设施管理智能化：通过在塔吊上安装传感器，自动采集塔吊工作信息，并自动根据起重量、起重力矩判定其是否超载，据此自动进行降档减速、声光预警、电源切断等操作，可以实现机械设施设备的智能化管理。

2）安全体验教育培训生动化：智慧工地是基于VR技术的管理系统，让施工者真实体会虚拟场景中各种安全隐患以及其导致的严重后果，进而在心理上产生触动，在今后施工作业中自发纠正、约束自身行为。高度沉浸感的特征可以实现安全体验教育培训的生动化。

3）劳务实名制度管理精准化：运用生物识别、计算机信息安全技术、数字信号模拟、门禁安全控制技术搭建智慧工地，可以全面采集现场人员身份证信息、进出信息、考勤信息，并定期汇总，准确掌握现场人员出勤状态及工作方位，精准管控人员这一现场管理风险源。

4）安全巡视检查管理高效化：安全巡视检查是建筑工程安全管理常用手段，基于智慧工地的安全巡视检查具有更高的效率。通过搭建专门的智慧工地安全巡检系统，在系统内快速构建安全隐患清单、危险源数据库、高危工程数据库，辅助现场安全巡视检查人员识别、监控、记录危险源。

（3）应用不足

智慧工地技术作为一种新技术新理念，在实际应用过程中也存在一些问题，可以归纳为以下三点。

1）人员的不适应性：智慧设备与技术的使用对于人员素质的要求较高，与该行业作业人员受教育程度整体较低存在矛盾，主要体现在智能使用的不熟练、培训学习效果差、存在抵触心理等等。

2）设备性能存在问题，有待提高：机械设备的精密化和智能化的同时，也容易产生故障，故障的产生在一定程度上会造成工作量的增加，阻碍了智慧工地在安全管理中的发展，需要进一步完善。

3）配套设施及制度跟不上：智慧工地的建设是全方位多层次的，不单单是购置使用智慧设备，该项目在管理制度的完善、人员素质的提高、管理平台的完善等还有欠缺，须建立和完善与智慧工地相适应的各项配套管理制度。

5.结语

本文从我国安全事故统计情况入手，对传统人工安全管理的不足进行介绍。针对目前市面上使用的智慧工地技术在安全管理中的应用进行模块划分和介绍，并分析智慧工地在安全管理中的优缺點。为了更好地提高智慧工地在安全管理中的应用水平，本文认为应当加强智慧工地应用的规范和制度建设、重视对作业人员智慧设备的使用接受度和熟练度的培训以及提升智慧设备本身的适用性。

参考文献：

[1]毛志兵.推进智慧工地建设助力建筑业的持续健康发展[J]工程管理学报，2017，31（05）：80-84

[2]朱贺，张军，宁文忠，魏树臣，杜佃峰.智慧工地应用探索——智能化建造、智慧型管理[J]中国建设信息化，2017（09）：76-78

[3]郭雨薇.我国建筑施工安全管理问题研究[D]吉林大学，2015

[4]陈光辉，顾权，张娅妮.城市轨道交通PPP项目利益相关者关系评价——以北京地铁4号线为例[J]建设科技，2019（21）：70-75

[5]刘勤文，魏嘉玮，陈嫚嫚，吕婷，伏梓瑄.南京市绿色建筑现状的调查分析[J]江西建材，2016（15）：7-8

[6]陈康，李希胜.基于BIM的结构健康监测研究[J]土木建筑工程信息技术，2020，12（02）：15-21

作者简介：迟陈，1994年生，男，汉族，江苏南京人，硕士研究生在读，研究方向为工程管理。李洁，1970年出生，女，汉族，甘肃陇南人，教授，博士研究生，主要研究方向为工程管理。