智慧工地的安全监测优化方案

（1）智慧工地中的安全培训教育

在安全教育方面，Behzadan 和Kamat 采用远程录像、增强现实和超宽带（UWB）技术开发了一款可以实时重现施工现场的教学软件，向学生提供可视化位置感知，实现在真实环境和虚拟物体的实时交互。目前，随着虚拟现实技术的发展与应用，越来越多的建筑公司都引入了VR 智能安全培训系统，其基于C / S架构建立体验平台，利用VR 头盔、行走动态体验平台、蛋椅等硬件，配合HTC VIVE、大屏显示器等多种VR 智能设备、传感设备，打造全交互式三维实训仿真场景。合肥耀安科技有限公司在传统安全体验馆的基础上，创新性地开发了“VR+互联网”的安全体验馆，将VR、AR、互联网、二维码等技术进行融合，集成VR 安全体验系统、3D 模拟消防灭火体验系统、隐患排查游戏体验系统、安全标志识别系统等。目前，该体验馆已服务于众多建筑施工企业，如安徽建工集团、中铁四局、合肥建工集团等单位对高处坠落、机械伤害、坍塌事故、触电伤害、物体打击等情景都进行了安全VR 体验培训。

2019 年，耀安科技有限公司提出了“物联网+安全培训”的基于SaaS 模式（Software as a Service，软件即服务）的“安培在线”远程安全教育平台（图5.30）。该平台涵盖在线学习、在线练习与考试、App 收集移动学习、云课程中心、安全知识管理、安全培训管理六大核心功能。利用这一平台，中能建安徽电建一公司、中国化学第三工程公司、淮北矿业集团等单位实现了三级安全教育，全面提升了员工的安全素质，取得良好的社会效益。

图5.30　基于VR技术的安全培训体系架构

（图片来源：王攀（2019）.基于VR 技术的安全培训体验系统）

（2）智慧工地中的安全检查

在综合安全排查方面，借助BIM 的可视化特点，从项目整体角度出发综合考虑项目安全，通过虚拟施工和碰撞检测，能大幅降低安全事故发生的概率和造成的损失。广联达科技股份有限公司发布的基于BIM 5D 的项目协同管理平台，实现了在BIM 模型中更直观地查看安全问题、安全风险，通过闭环管理流程对各责任方的安全管理行为进行有效监管，当遇到未及时处理的情况，平台会自动报警，便于管理人员对安全问题作出监督和决策，如图5.31 所示。

图5.31　BIM5D对施工安全实时监控

（图片来源：广联达BIM　5D 产品）

而在虚拟施工和碰撞检测上，BIM 技术的使用补齐了传统安全管理中存在的诸多问题：如交流方式限于口头和文字、管理局限于现场巡查、记录和反馈缺少直观的沟通和渠道等。在位于厦门市海沧内湖东北侧，海沧大道西侧的东南航运中心项目中，操作人员借助BIM 技术的三维可视化、仿真模拟、信息集成等功能，实现了建筑工程的安全生产（图5.32）。该项目利用BIM 三维可视化特点，结合VR 技术，进行3D 施工安全防护模拟巡查和论证，寻求可视化交底的新型方式；充分利用BIM 的仿真模拟技术，协调各阶段施工总平面和空间冲突，优化施工机械部署方案，完善施工设备安全体系，实现安全生产；该项目发挥了BIM 模型信息集成的优势，创建了人机协作的高效计量与加工环境，形成了创新、研发的安全文明管理体制（图5.33）。

图5.32　BIM+VR的可视化交底

（图片来源：邓孝璐（2018）.《BIM 技术在施工安全文明管理领域的应用探索》）

(www.xing528.com)

图5.33　基于BIM的施工场地布置

（图片来源：邓孝璐（2018）.《BIM 技术在施工安全文明管理领域的应用探索》）

在工地消防安全排查方面，深圳一得科技有限公司在与石家庄桥西区联合启动的“智慧烟感”工程中，率先将NB-IoT 技术应用于城区火情警报，为石家庄提供24 h 火情自动应援施救。2018 年，江苏伽玛科技有限公司发布第四代基于NB-IoT、LoRaWAN 等新技术的战马智能消防系统，在悦达西郊庄园等住宅已广泛使用。目前，作为市场上生产智能烟感设备的代表企业有浙江大华技术股份有限公司和中消云科技股份有限公司，随着5G 时代的到来，这些企业纷纷计划构建5G+智慧消防的系统，实现防消结合、远程灭火。

此外，Irizarry 等于2012 年推出一种搭载摄像头的小型四旋翼飞行器（图5.34），为安全管理人员提供与施工工人的语音交互平台，并提供可以实时访问工地情况的视频和图像，以实现工地安全检查。借助这一技术，陕建四建集团对施工现场进行了不定期的无人机航拍安全检查，排查安全无死角，同时帮助现场平面规划布置，大大提高了项目安全管理水平。

图5.34　无人机巡查陕建四建集团双创基地棚户区改造项目施工现场

（图片来源：何旭（2020）.陕建四建集团：无人机+安全文明施工）

随着存储空间和数据传输价格的降低，视频移动巡检成为可能。点贸科技自主研发的视屏移动巡检平台能够通过定位和实时视频传输，实现危大工程中，相关旁站人员能够按要求现场履职，对于复杂项目，还可以实现专家远程研判。针对隐蔽工程验收，不仅能要求负责人现场履职，还能自动形成视频记录，按照工程日期、项目名称、部位等进行命名和存储，方便检索，也为后续的可能存在的争议提供可靠的依据。并且该移动巡检平台附加AI 技术，还能辅助现场从多角度识别安全隐患，例如人员安全防护措施的佩戴，区域入侵预警等，随着AI 技术的完善，应用面也会越来越广。

（3）智慧工地中的安防监控

智慧工地项目在整个施工现场、围场、生活区、物料堆放区、施工设备等重点区域安装摄像机和视频服务器，做到视频监控全方位覆盖，实现对施工现场及办公区、工人生活区动态实时了解。借助5G / Wi-Fi 等无线网络传输，把作业场景传送到智慧工地Web 界面或移动终端App 的监控管理平台，可实现对24 h 内监测到的数据进行统一的调取、录像、存储和用户管理等功能。同时，政府监管部门和建筑企业等授权人员可借助互联网，在计算机、手机上进行随时随地的远程监控，有效遏制了工地违规作业现象，便于及时发现问题和排除安全隐患。

2018 年5 月，广西建工集团在建工城7 号地项目中运用了广联达梦龙的海康威视iVMS-8700 安防综合管理平台，实现项目视频监控管理（图5.35）。在平台上建立需要搭设的项目，录入项目信息、分配项目设备地址。在将视频监控系统联网之后，输入已分配的项目设备地址，即可实现项目远程视频监控管理。

图5.35　智慧工地视频监控

（图片来源：广联达《数字施工　建筑未来》）

佛山市掌控易智能科技有限公司已为1 000 余个建筑工地的安全保护驾航，在佛山五区、江门、茂名、湛江、清远等地利用远程视频监控系统帮助监管部门和建设单位、施工单位，对施工现场的安全生产进行动态实时监控，并利用大数据、互联网的先进技术，实现施工现场重大危险源24 h 全程监控和记录。