探析互聯(lián)網(wǎng)+提升智慧工地安全管理的優(yōu)秀論文
信息科學(xué)技術(shù)的變革和創(chuàng)新不斷引領(lǐng)并推動(dòng)著社會(huì)的進(jìn)步，也為工程建設(shè)管理帶來(lái)了無(wú)限驚喜和可能。智慧工地就是充分利用新一代信息技術(shù)—“互聯(lián)網(wǎng)+”來(lái)提高安全管理水平，以最小的資源投入，減少安全事故，保障工地施工安全，實(shí)現(xiàn)工程效益最大化，價(jià)值最大化。將物聯(lián)網(wǎng)、智能設(shè)備、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等先進(jìn)現(xiàn)代化技術(shù)綜合應(yīng)用到工程施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理中來(lái)，已經(jīng)成為解決工地施工安全直接、有效的手段。
工地現(xiàn)狀
2003 年11 月24 日，國(guó)務(wù)院頒布的393 號(hào)令——《建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理?xiàng)l例》為維護(hù)建筑市場(chǎng)秩序、加強(qiáng)工程安全監(jiān)督與管理提供了重要法律依據(jù)，工程安全生產(chǎn)工作取得了顯著的成效，管理水平有了較大的提高，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢(shì)頭，形成了可控的安全生產(chǎn)環(huán)境。但是，就近幾年建筑工程領(lǐng)域來(lái)看，建筑施工中多發(fā)性事故仍然居高不下，尤其是高處墜落、觸電、物體打擊、機(jī)械傷害、坍塌等五類事故表現(xiàn)得尤為突出，占行業(yè)事故總量的85% 以上，安全形勢(shì)仍然不容樂(lè)觀。
住建部發(fā)布《2016 年房屋市政工程生產(chǎn)安全事故情況通報(bào)》，數(shù)據(jù)顯示，2016 年共發(fā)生27 起較大事故：模板支撐體系坍塌事故8 起、死亡30人，分別占較大事故總數(shù)的29.63% 和31.91%;起重機(jī)械發(fā)生事故7 起、死亡26 人，分別占較大事故總數(shù)的25.93% 和27.66%;土方、基坑、圍墻坍塌事故8 起、死亡25 人，分別占較大事故總數(shù)的29.63% 和26.60%。從數(shù)據(jù)上不難看出，起重機(jī)械、模板支撐系統(tǒng)、深基坑工程等依然是較大事故多發(fā)領(lǐng)域，是施工安全重災(zāi)區(qū)。
原因分析
建筑業(yè)屬于勞動(dòng)密集型行業(yè)，參加施工的人員特別多。由于建筑業(yè)具有產(chǎn)品固定、人員流動(dòng)大、露天施工、立體交叉作用多、建筑物變化大、形狀不規(guī)則等特點(diǎn)，施工中危險(xiǎn)性大、工作條件差、不安全因素多且點(diǎn)多面廣，預(yù)防難度大。而農(nóng)民工流入城市，較多從事的工作主要就是建筑施工，他們?nèi)狈Ρ匾陌踩R(shí)和自我保護(hù)意識(shí)，違章作業(yè)比較嚴(yán)重，建筑施工企業(yè)管理又跟不上、措施不力等原因，導(dǎo)致建筑施工安全事故頻繁發(fā)生，人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失十分嚴(yán)重�？傊ㄖ┕がF(xiàn)場(chǎng)在有限的場(chǎng)地集中了人、機(jī)、物，人員露天作業(yè)，人員流動(dòng)性大，施工條件變化大等特點(diǎn)，危險(xiǎn)源較多，極易造成物體打擊，高空墮落等事故，尤其是重大危險(xiǎn)源監(jiān)督不到位引起的特大、重大事故時(shí)有發(fā)生，給人民生命財(cái)產(chǎn)造成重大損失。
平均每個(gè)縣(區(qū))、市都有幾百個(gè)到上千個(gè)工地，而相應(yīng)的監(jiān)管人員才10 多個(gè)，平均每個(gè)人員要監(jiān)管幾十個(gè)工地，對(duì)建筑工地的監(jiān)管人員還是靠執(zhí)法人員去現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行巡查、抽查，部分安全事故隱患又靠肉眼觀察，安全問(wèn)題不易被察覺(jué)發(fā)現(xiàn)。專業(yè)強(qiáng)、數(shù)量多、耗時(shí)長(zhǎng)、成本高等因素已經(jīng)成為建筑施工安全監(jiān)管的一大挑戰(zhàn)。
建筑市場(chǎng)管理不完善，對(duì)安全管理的認(rèn)識(shí)不夠。當(dāng)前，在建筑企業(yè)時(shí)常存在著這樣一種普遍現(xiàn)象：重質(zhì)量、輕安全、最低價(jià)中標(biāo)和包死價(jià)工程，從而使得安全管理的資金投入不足或完全沒(méi)有安全管理的經(jīng)費(fèi)。一些公司在中標(biāo)后，將工程分包給有關(guān)的專業(yè)施工隊(duì)伍，甚至有一些建筑企業(yè)為了拿到工程不惜惡意壓低價(jià)格，用于安全生產(chǎn)的經(jīng)費(fèi)被忽略，在中標(biāo)后無(wú)法拿出多余的經(jīng)費(fèi)購(gòu)置安全管理必要設(shè)備、器材、工具及宣傳資料等，因此就導(dǎo)致施工現(xiàn)場(chǎng)的混亂，增加了事故發(fā)生的可能性。
智慧工地系統(tǒng)集成
智慧工地將互聯(lián)網(wǎng)+ 工程運(yùn)用到現(xiàn)場(chǎng)施工安全中，構(gòu)建智慧工地監(jiān)管應(yīng)用系統(tǒng)，彌補(bǔ)傳統(tǒng)監(jiān)管方法的不足和缺陷，變被動(dòng)監(jiān)管為主動(dòng)監(jiān)管，切實(shí)貫徹“安全第一，預(yù)防為主”的方針。利用“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，構(gòu)建覆蓋政府、企業(yè)、工程現(xiàn)場(chǎng)(項(xiàng)目部)三級(jí)聯(lián)動(dòng)的智慧工地安全監(jiān)管平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)互通互聯(lián)，資源共享，動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控。按照權(quán)限設(shè)置，分級(jí)管理的原則，市行政主管部門、建設(shè)工程安全監(jiān)督站、企業(yè)(施工、監(jiān)理)單位等共享資源，可以查看自己權(quán)限范圍內(nèi)的信息。
塔吊安全監(jiān)控系統(tǒng)。塔式起重機(jī)已經(jīng)成為建筑工地必不可少的大型施工機(jī)械之一，但同時(shí)安全事故也屢屢發(fā)生，給施工企業(yè)的經(jīng)營(yíng)帶來(lái)巨大風(fēng)險(xiǎn)，造成嚴(yán)重的社會(huì)不良影響。雖然各地安全監(jiān)督機(jī)構(gòu)大力監(jiān)管，但由于監(jiān)管手段的單一和監(jiān)管人力物力的不足，違章作業(yè)的情況時(shí)有發(fā)生。因此建立建筑起重機(jī)械安全監(jiān)控系統(tǒng)，將起重機(jī)械現(xiàn)場(chǎng)管控、預(yù)防報(bào)警與遠(yuǎn)程監(jiān)控管理平臺(tái)無(wú)縫融合，及時(shí)有效地預(yù)警各種安全隱患、制約處罰違規(guī)操作，切實(shí)防范和減少建筑機(jī)械安全事故，已是勢(shì)在必行。
塔式起重機(jī)安全監(jiān)控系統(tǒng)由4 大模塊組成：工程管理、設(shè)備管理、實(shí)時(shí)監(jiān)控及系統(tǒng)管理。系統(tǒng)是通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)塔機(jī)安裝“黑匣子”，通過(guò)遠(yuǎn)程高速無(wú)線傳輸，對(duì)重量、高度、幅度、力矩、回轉(zhuǎn)及風(fēng)速等參數(shù)數(shù)據(jù)記錄、顯示、聲光報(bào)警、輸出、控制，實(shí)現(xiàn)塔吊運(yùn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、全過(guò)程監(jiān)控，當(dāng)塔吊運(yùn)行有違章行為時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)判別并立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒塔吊司機(jī)停止違章行為。從技術(shù)手段上保障了對(duì)塔機(jī)使用過(guò)程和行為的`及時(shí)監(jiān)管，切實(shí)防范、管控設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的危險(xiǎn)因素和安全隱患，有效地防范和減少了塔機(jī)安全生產(chǎn)事故發(fā)生。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)及企業(yè)管理平臺(tái)也可以及時(shí)了解報(bào)警情況，采取措施避免違章作業(yè)，從而把事故隱患消除在萌芽狀態(tài)，降低工程安全事故隱患。施工升降機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。升降機(jī)作為一種常用的建筑機(jī)械設(shè)備，在施工現(xiàn)場(chǎng)得到了大量的運(yùn)用，存在無(wú)證人員盲目操作升降機(jī)，樓層�？坎坏轿唬d運(yùn)行，安拆和加節(jié)不到位，導(dǎo)致導(dǎo)軌架不穩(wěn)固等現(xiàn)象。利用施工升降機(jī)智能控制器(包括高度傳感器、重量傳感器、人數(shù)識(shí)別傳感器、IC 讀卡器(指紋傳感器或眼睛虹膜傳感器)、傾角傳感器、軌道障礙物傳感器、籠內(nèi)視頻監(jiān)控)，對(duì)升降機(jī)進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)、預(yù)警及智能控制，全方位保證升降機(jī)械的安全運(yùn)行和自動(dòng)運(yùn)行，包括有升降機(jī)超載、超人數(shù)、超速度(防墜)、高度限位、門鎖狀態(tài)、傾斜、軌道障礙物、籠內(nèi)視頻監(jiān)控以及操作人員身份驗(yàn)證，提供實(shí)時(shí)預(yù)警，并進(jìn)行自動(dòng)控制。利用無(wú)線傳輸技術(shù)數(shù)據(jù)同步上傳到服務(wù)器中，管理部門可取得相應(yīng)統(tǒng)計(jì)報(bào)表，實(shí)現(xiàn)信息化監(jiān)管。
深基坑監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。隨著大量高層樓層的興建，施工技術(shù)的不斷進(jìn)步，基坑的數(shù)量和規(guī)模不斷增大，地下工程和深基坑的建設(shè)，除對(duì)建筑物本身造成影響，對(duì)周邊環(huán)境的破壞亦不能忽視。地下工程和深基坑的建設(shè)若不當(dāng)，可能造成其周邊道路開(kāi)裂或塌陷、周圍地下管網(wǎng)線路因位移過(guò)大而破壞、相鄰周邊建筑因不均勻沉降等原因而開(kāi)裂甚至倒塌等等，危及廣大市民的生命及財(cái)產(chǎn)安全。傳統(tǒng)的基坑監(jiān)測(cè)是在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)完畢后，編寫監(jiān)測(cè)報(bào)告，停留在人工模式，勞動(dòng)強(qiáng)度大，處理速度較慢，受人為干擾影響較大。這種落后的監(jiān)測(cè)方式，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的查找和分析比較困難，分析和評(píng)價(jià)工作往往滯后于工程運(yùn)行的需要，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)報(bào)基坑的安全隱患，直接影響基坑的運(yùn)行安全，也很難滿足現(xiàn)代化基坑監(jiān)測(cè)管理需要。基坑監(jiān)測(cè)的任務(wù)量和難度隨之提高，對(duì)施工方和監(jiān)測(cè)方的安全監(jiān)測(cè)也提出了更高的要求。
深基坑監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由5 大模塊組成：機(jī)構(gòu)管理、監(jiān)測(cè)管理、基坑分布、實(shí)時(shí)監(jiān)控、系統(tǒng)管理。系統(tǒng)用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)(3G/4G)連接監(jiān)測(cè)儀器(全站儀、水準(zhǔn)儀、測(cè)斜儀等)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)無(wú)線發(fā)送給監(jiān)測(cè)平臺(tái)，監(jiān)測(cè)平臺(tái)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，并通過(guò)短信進(jìn)行預(yù)警、報(bào)警，及時(shí)反饋監(jiān)測(cè)結(jié)果。建立實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)傳輸、實(shí)時(shí)計(jì)算、科學(xué)預(yù)警、智能報(bào)警、協(xié)同管理的監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)深基坑監(jiān)測(cè)模式上的創(chuàng)新。高支模監(jiān)控系統(tǒng)。在建筑工程施工中，高支模施工在施工過(guò)程中具有一定的困難，也是施工過(guò)程中容易發(fā)生事故的重大危險(xiǎn)源，是比較容易出現(xiàn)安全事故的環(huán)節(jié)之一。
高支模的安全事故，不僅會(huì)造成高支模和現(xiàn)澆混凝土損壞的直接經(jīng)濟(jì)損失，危及現(xiàn)場(chǎng)施工人員生命，影響著施工作業(yè)的順利進(jìn)行，還可能造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，直接關(guān)系到企業(yè)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。高支模安全檢測(cè)方法目前主要還停留在傳統(tǒng)的光學(xué)觀測(cè)、人工報(bào)警的基礎(chǔ)上。層出不窮的高支模安全事故，使傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法固有的缺點(diǎn)暴露無(wú)遺。通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備自動(dòng)采集模板沉降、立桿變形、立桿位移、立桿傾角、支架整體水平位移和立桿軸力數(shù)據(jù)，對(duì)高大模板支撐實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、超限預(yù)警、危險(xiǎn)報(bào)警的監(jiān)測(cè)目標(biāo)。采用高精度傳感器和自動(dòng)采集儀，可方便監(jiān)測(cè)支模體系的變化，提高監(jiān)控水平。高支模實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)警報(bào)系統(tǒng)，創(chuàng)新使用聲光報(bào)警。當(dāng)監(jiān)測(cè)值超過(guò)預(yù)警值時(shí)，施工人員在作業(yè)時(shí)能從機(jī)器上讀取預(yù)警信號(hào)，安裝在現(xiàn)場(chǎng)的警報(bào)器會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)聲，監(jiān)測(cè)單位通過(guò)及時(shí)通知現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和監(jiān)理人員，為現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員爭(zhēng)取有限的時(shí)間進(jìn)行緊急避險(xiǎn)，停止施工，迅速撤離，減少災(zāi)難事故對(duì)人員及周邊設(shè)施造成的傷害。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)。工地視頻監(jiān)控系統(tǒng)是通過(guò)在工地現(xiàn)場(chǎng)生活區(qū)、大門、材料堆放區(qū)、制高點(diǎn)(塔吊)等安裝高視頻清槍機(jī)和球機(jī)，監(jiān)控覆蓋整個(gè)工地現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)區(qū)和生活區(qū)，項(xiàng)目部和企業(yè)可以隨時(shí)隨地監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況，掌握工程實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，抓拍違章作業(yè)行為，加強(qiáng)企業(yè)對(duì)安全生產(chǎn)的管理，了解安全生產(chǎn)狀況。
企業(yè)和項(xiàng)目部通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)上傳相關(guān)數(shù)據(jù)，后臺(tái)服務(wù)器端整合、分析數(shù)據(jù)，最后在手機(jī)終端進(jìn)行查閱。整一套集成系統(tǒng)也提高了政府在項(xiàng)目工程上管理和監(jiān)控的效率，規(guī)范了施工現(xiàn)場(chǎng)的安全管理，提供管理依據(jù)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展�！盎ヂ�(lián)網(wǎng)+”下的智慧工地，實(shí)現(xiàn)的是對(duì)工程施工現(xiàn)場(chǎng)安全的全面掌握，工地、企業(yè)、政府管理人員可以足不出戶，就能及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握工地和控制工地施工安全情況�！爸腔酃さ亍钡膹V泛應(yīng)用不單只是方便了建筑施工單位管理施工現(xiàn)場(chǎng)，同時(shí)也為政府的監(jiān)控提供了施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控的平臺(tái)，政府可以通過(guò)施工單位項(xiàng)目部每日實(shí)時(shí)上傳的數(shù)據(jù)了解工程安全情況，增加了政府對(duì)工程安全的可控性。
特種作業(yè)人員管理系統(tǒng)。建筑施工特種作業(yè)人員是指在房屋建筑和市政工程施工活動(dòng)中，從事可能對(duì)本人、他人及周圍設(shè)備設(shè)施的安全造成重大危害作業(yè)的人員。為加強(qiáng)對(duì)建筑施工特種作業(yè)人員的管理，防止和減少生產(chǎn)安全事故。目前工地上特種作業(yè)人員無(wú)證作業(yè)的現(xiàn)象非常突出，建筑施工特種作業(yè)人員必須經(jīng)建設(shè)主管部門考核合格，取得建筑施工特種作業(yè)人員操作資格證書，方可上崗從事相應(yīng)作業(yè)。
采用I C 卡、指紋識(shí)別、人臉識(shí)別等技術(shù)，核定司機(jī)人員身份等信息，并記錄操作人員和班次，杜絕無(wú)證操作現(xiàn)象，對(duì)多次違規(guī)操作人員實(shí)行扣分管理，定時(shí)進(jìn)行繼續(xù)教育，提供查閱從業(yè)人員的素質(zhì)。
應(yīng)用信息化技術(shù)建立建筑施工企業(yè)特種作業(yè)人員管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)特種作業(yè)人員管理方式自動(dòng)化、管理內(nèi)容數(shù)字化、管理過(guò)程流程化，是確保實(shí)現(xiàn)特種作業(yè)人員有效管理的必要措施。
實(shí)施效果
轉(zhuǎn)變監(jiān)管模式。通過(guò)系統(tǒng)的實(shí)施，一方面實(shí)現(xiàn)了由事后被動(dòng)管理向事前主動(dòng)管理的轉(zhuǎn)變;另一方面，過(guò)去，在事故發(fā)生后進(jìn)行搶救被動(dòng)措施，應(yīng)用系統(tǒng)后，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)手段，實(shí)施對(duì)某些事故進(jìn)行預(yù)警、報(bào)警，將安全隱患遏制在萌芽狀態(tài);另一方面，由靜態(tài)管理向?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)管理轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)的監(jiān)管模式，只能實(shí)現(xiàn)對(duì)靜態(tài)、滯后信息的傳輸和處理，利用物聯(lián)網(wǎng)之后，能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)施工安全實(shí)時(shí)信息掌握，并能實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互、遠(yuǎn)程控制。提升項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)管理水平。改進(jìn)了項(xiàng)目部和企業(yè)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管理的方法，提高管理效能，利用物聯(lián)網(wǎng)，使得項(xiàng)目經(jīng)理、集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)與管理人員、監(jiān)理單位能在辦公室、家中、移動(dòng)中查看施工安全情況，監(jiān)控安全施工。
助力智慧城市建設(shè)。目前，智慧城市建設(shè)在全國(guó)如火如荼地展開(kāi)，新一代信息技術(shù)在建設(shè)工程施工現(xiàn)場(chǎng)領(lǐng)域全面應(yīng)用，有助于智慧城市的建設(shè)。
改善政府執(zhí)法形象。通過(guò)智慧工地的實(shí)施，一是減少了工作人員的自由裁量權(quán)和人情處理;二是以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、圖片、視頻等為執(zhí)法依據(jù)，實(shí)現(xiàn)了量化、透明化管理，對(duì)廉政建設(shè)和防止商業(yè)賄賂起到了積極作用，有利于改善和提升政府形象。
經(jīng)濟(jì)效益
通過(guò)工程安全監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施，構(gòu)建了多層級(jí)的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)信息技術(shù)手段規(guī)范了監(jiān)管體系，明確建設(shè)行政主管部門、安全監(jiān)督機(jī)構(gòu)、施工企業(yè)各方職責(zé)和權(quán)限，提高行政主管部門監(jiān)管效能，減少人員配備，實(shí)現(xiàn)一次投入，常年收益。
企業(yè)通過(guò)實(shí)施智慧工地安全監(jiān)管系統(tǒng)，一是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)安全事故的有效防范，避免發(fā)生安全事故;二是有效減少或避免施工現(xiàn)場(chǎng)材料和設(shè)備的偷盜行為，避免因此引發(fā)的經(jīng)濟(jì)損失;三是可以提高施工現(xiàn)場(chǎng)的管理效率。
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