激光感应报警与VR技术结合在施工现场安全管理中的应用

胡文艺 万露 曹远洋 王旭涛

摘要：建设工程由于工程量大、施工环节多、工序复杂、施工周期长，且多为露天作业、高空作业，施工环境恶劣，加上施工人员大多文化程度低，安全意识不强，导致安全事故时有发生，严重损害了施工人员的人身安全，影响了施工质量，加大了施工成本。因此，做好建设工程施工现场的安全管理工作，就显得至关重要。将激光感应报警与VR技术结合应用在施工现场安全管理中，能极大地丰富施工人员安全教育的手段，提高安全教育的效果，有效提高工地风险识别的质量，提升施工现场的安全管理水平，保障施工人员的人身安全，提高建設工程的施工质量，减少工地伤亡事故，降低施工成本。本文阐述了激光感应报警的优点，概述了VR技术，探讨了激光感应报警与VR技术结合在施工现场安全管理中的应用。

关键词：激光感应报警 VR技术 施工现场 安全管理

Application of Laser Induction Alarm Combined With VR Technology in Safety Management of Construction Site

HU Wenyi1  WAN Lu2  CAO Yuanyang3  WANG Xutao3

（1.Guangzhou Metro Construction Management Co.， Ltd.;2.China Railway Construction South China Construction Co.， Ltd.;3.China Railway 25th Bureau Group Electrical Engineering Co.， Ltd.， Guangzhou， Guangdong Province， 510000 China）

Abstract： Construction engineering， because of the large quantities of construction link， process complex， long construction period， more for outdoor work， aerial work， construction conditions， combined with the construction personnel are mostly low degree of culture， safety awareness is not high， cause safety accidents occur frequently， serious damage to the safety of construction personnel， has affected the construction quality， increase the construction cost. Therefore， it is very important to do a good job in the safety management of the construction site. Combines laser induced alarm and VR technology， the application in the construction site safety management， can greatly enrich the means of construction personnel safety education， improve the effect of safety education， effectively improve the quality of the construction site risk identification and raising the level of safety management in construction site， ensure the safety of construction personnel， improve the quality of the construction project construction， reduce construction casualty accidents， Reduce construction costs. This paper expounds the advantages of laser induction alarm， summarizes VR technology， and discusses the application of laser induction alarm and VR technology in construction site safety management.

Key Words： Laser induction alarm; VR technology; Construction site; Safety management

近年来，随着我国经济的飞速发展，城市化进程也在不断加快，国家的各类建设工程项目发展得如火如荼，日新月异。百年大计，安全第一。建设工程由于工程量大、施工环节多、工序复杂、施工周期长，且多为露天作业、高空作业，施工环境恶劣，加上施工人员大多文化程度低，安全意识不强，导致安全事故时有发生，严重损害了施工人员的人身安全，加大了施工成本，进而影响了施工质量。因此，做好建设工程施工现场的安全管理工作就显得至关重要。激光感应报警的优点突出，探测距离远、误报率低、定位准确、抗干扰性强、防范性高、适应性广、可以联动报警等，有助于保障施工现场的人员和财产安全。VR技术可以三维动态的形式，全真模拟工地施工的真实场景、险情，有助于施工人员的安全教育。将激光感应报警与VR技术结合应用在施工现场安全管理中，能极大地丰富施工人员安全教育的手段，提高安全教育的效果[1]，有效提高工地风险识别的质量，提升施工现场的安全管理水平，减少工地伤亡事故，对于保障施工人员的人身安全、提高建设工程的施工质量、降低施工成本等，都有重要的现实意义。

1激光感应报警的优点

1.1探测距离远，误报率低

与其他的主动探测系统相比，激光感应报警系统具有更多的优点，对恶劣气候环境的适应性显著增强。激光束发射的功率密度大、光束集中、发散角小、方向性好，穿透雨水、雪花、风沙、雾、霾等的能力更强，进而降低了误报率，提高了报警的准确性、可靠性。

1.2抗干扰性强，不干扰其他设备

激光感应报警系统，其自身具有很强的抗电磁干扰性能，对警戒激光束传播通路以外的区域或者设备，不产生任何的干扰。由于激光的光束集中、发散角小，光束只在闭路中传输，当用多组激光探测器，在直线方向接续传输或小转折角传输时，都没有出现相互串扰的现象，因此不会造成漏报警。而且，激光感应报警对周围的环境没有任何的光散射，不会造成光污染。

1.3防范性高，适应性广

激光感应报警系统可实施连续交叉布防，互相不干扰，防范性高。激光感应报警的响应时间在10～500ms之间，可以根据安装环境的不同，调整响应的时间，环境适应性广。在-40～70℃的环境下可正常工作，还可与其他各种系统兼容。光感应报警系统可以全天候工作，不受恶劣环境的影响，不管是下雨、下雪、雾霾，还是沙尘天气，都可以正常工作，因而报警的稳定性高，可靠性好。

1.4定位准确

激光感应报警系统在布防时，通常会将布防的区域划分为几个部分的防区，一旦某个防区出现警情，激光感应报警系统会立即将有警情的防区发送给报警主机，发挥精确定位的功能。

1.5联动报警

激光感应报警系统具有联动报警的功能，一旦有非法者闯入了布防的区域，那么激光感应报警系统就会对周边的监控产生联动，自动转向报警区域。同时，中心监视器的画面也会自动切换到报警防区，硬盘录像机也会自动对报警区进行图像录制，现场的警灯也会进行警视报警，进而实现联动报警。

激光感应报警系统示意图如图1 所示。

2 VR技術概述

VR（VirtualReality）技术，即虚拟现实技术，它是一种新型的智能技术，以多媒体为载体，包含了3D技术、计算机技术、多传感交互技术、三维图形生成技术以及高分辨率技术等，通过模拟三维虚拟环境，给用户提供一个真实的工作环境，结合计算机网络技术、仿真技术、人工智能技术等传感技术进行综合应用。VR技术可以模拟人的感官功能，在计算机创造的虚拟环境中，通过模拟人的简单肢体动作、语言，进行实时的交互，并建立多维的信息空间。VR系统各部分的组成图如图2所示。

VR技术可以实现模拟化运行，应用的范围十分广泛。随着VR技术的不断发展、完善、成熟，逐渐被运用到各个领域中。在建筑施工安全管理方面应用VR技术，能够极大地提高施工人员安全教育的效果，提升施工现场安全管理的水平，进而保障整个建筑工程的施工质量维持在较高的水平。

3激光感应报警与VR技术结合在施工现场安全管理中的应用

由于建设工程多为露天、高空作业，施工环境恶劣，危险性高，加上施工人员安全意识不强，施工不够规范，建设的过程中难免发生各种各样、不同程度的安全事故，损害了施工人员的人身安全，也给施工企业造成了很大的经济损失，加大了施工成本。激光感应报警与VR技术结合应用在施工现场安全管理中，可有效发现、识别施工现场的各种安全风险，提高安全教育的效果，提升施工人员的安全意识，减少工地伤亡事故，进而提高施工现场安全管理的水平[2]。

3.1提高风险识别的质量

在建设工程施工现场的安全管理中，传统的风险识别方法主要依靠安保人员的经验判断，往往带有很强的主观性，无法反映出施工现场真实的安全情况，无法为现场施工的安全提供强有力的保障。而将激光感应报警结合VR技术应用在建设工程施工现场的风险识别工作中，可以把施工现场的各种场景画面以动态视频的方式进行实时的记录，并储存起来，实现真实、直观、有效的风险评估，有助于发现更多的风险源，提高施工现场风险识别的质量[3-4]。

3.2动态掌握监视及报警情况

激光感应报警定位准确，可以进行综合监控，实现联动报警，动态掌握监视及报警情况。响应时间短，发现警情能迅速判断，及时报警，在建设工程施工现场的自动化安全管理、安全技术防范、提高安全状况等方面，发挥很大的促进作用，极大地降低安保人员的劳动强度，提高施工现场安全管理的水平。

3.3提高安全管理质量

激光感应报警系统可将施工现场的视频图像或险情信号传送至主控制中心，以及各个分控室，安全管理人员不必到达警情现场，就可对施工现场各个监察区域的安防状态进行集中、实时、动态的监视，如果发现异常情况，采用内部对讲系统，进行统一的通知及人员调配，实现远程控制，运筹帷幄之中，决胜千里之外，节省大量的安保人员，大大降低安全管理人员的工作强度，提高安全管理的效率和质量。

3.4丰富安全教育的手段

建设工程施工现场，传统的安全教育主要是对全体参与施工的人员进行灌输式的安全知识培训，人员被动地接受培训，没有学习的积极性，在提升人员的安全意识方面效果较差。对此，将VR技术应用在对参与施工人员的安全教育中，将平面的图片通过技术手段转化为立体的视频动画，直观形象，生动有趣，激发了参与施工的人员的学习积极性，他们在观看视频的过程中，可以直观地了解到事故发生的原因，以及造成的后果，从而在以后的施工中，提高自身的安全意识，提前做好相应的防范措施，进行规范操作[5-6]。

4结语

综上所述，将激光感应报警与VR技术结合应用在建设工程施工现场的安全管理中，能够发现更多的风险源，提高施工现场风险识别的质量，动态掌握监视及报警情况并及时排除，降低安全管理人员的工作强度，提高安全管理的效率和质量，丰富安全教育的手段，提高安全教育的效果，避免施工安全事故的发生，促进我国工程建设的安全、健康、可持续发展。

参考文献

[1]康苗，朱艳军，陈诚，等.建筑施工现场作业人员安全培训模式的改进[J].安全，2021，42（8）：65-70.

[2]刘占省，孙啸涛，史国梁.智能建造在土木工程施工中的应用综述[J].施工技术（中英文），2021，50（13）：40-53.

[3]闫高峰.基于VR技术的建筑工程施工安全管理体系分析[J].山西建筑，2021，47（9）：189-191.

[4]彭玲茜，潘瑜，范自盛.基于VR技术的建筑施工安全教育系统构建及应用[J].福建建筑，2020（5）：140-144.

[5]盛静.基于VR技术的建筑施工事故体验系统开发与应用研究[J].数字通信世界，2020（3）：160-161.

[6]孙传翔，林欣，刘翀.面向建筑行业的VR协同设计系统研究[J].土木建筑工程信息技术，2019（4）：1-6.