智慧工地整體解決方案

1、智慧工地整體解決方案 智慧工地整體建設(shè)項目解決方案設(shè)計方案目 錄第 一 章 背景及需求- 1 -1.1 應(yīng)用背景- 1 -1.2 業(yè)務(wù)現(xiàn)狀- 1 -1.3 需求分析- 2 -1.3.1 業(yè)務(wù)需求- 2 -1.3.2 系統(tǒng)需求- 3 -1.4 總體目標(biāo)- 3 -第 二 章 系統(tǒng)總體思路- 4 -2.1 設(shè)計思想- 4 -2.2 設(shè)計原則- 4 -2.3 設(shè)計依據(jù)- 4 -2.4 設(shè)計思路- 5 -第 三 章 系統(tǒng)總體設(shè)計- 7 -3.1 總體架構(gòu)- 7 -3.1.1 系統(tǒng)拓?fù)? 8 -3.1.2 系統(tǒng)組成- 8 -3.2 系統(tǒng)特點(diǎn)- 9 -3.2.1 全網(wǎng)絡(luò)覆蓋- 9 -3.2.2 綜合監(jiān)控，全

2、面集成- 9 -3.2.3 易于擴(kuò)展，復(fù)用便捷- 9 -3.2.4 專業(yè)軟件，管控一體- 9 -第 四 章 前端感知系統(tǒng)- 11 -4.1 設(shè)計概述- 11 -4.2 視頻監(jiān)控子系統(tǒng)- 12 -4.2.1 需求分析- 12 -4.2.2 系統(tǒng)設(shè)計- 12 -4.2.3 系統(tǒng)組成- 14 -4.2.4 前端部署- 15 -4.2.5 前端配套- 17 -4.2.6 系統(tǒng)特點(diǎn)- 19 -4.3 塔吊安全管理系統(tǒng)- 20 -4.3.1 需求分析- 20 -4.3.2 系統(tǒng)設(shè)計- 21 -4.3.3 系統(tǒng)組成- 21 -4.3.4 功能介紹- 22 -4.3.5 系統(tǒng)特點(diǎn)- 24 -4.4 環(huán)境監(jiān)測系

3、統(tǒng)- 25 -4.4.1 需求分析- 25 -4.4.2 系統(tǒng)設(shè)計- 25 -4.4.3 系統(tǒng)組成- 27 -4.4.4 系統(tǒng)特點(diǎn)- 28 -第 五 章 傳輸網(wǎng)絡(luò)- 30 -5.1 傳輸網(wǎng)絡(luò)總體設(shè)計- 30 -5.1.1 傳輸網(wǎng)絡(luò)選擇- 30 -5.1.2 設(shè)計要求- 30 -5.2 傳輸網(wǎng)絡(luò)詳細(xì)設(shè)計- 30 -5.2.1 無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計- 30 -5.2.2 視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)計- 33 -第 六 章 監(jiān)控中心- 35 -6.1 存儲子系統(tǒng)- 35 -6.1.1 存儲結(jié)構(gòu)設(shè)計- 35 -6.1.2 存儲設(shè)計原則- 35 -6.1.3 存儲可靠性設(shè)計- 35 -6.1.4 存儲熱備設(shè)計- 36 -6

4、.1.5 存儲空間計算- 37 -第 七 章 管理平臺- 38 -7.1 平臺總體架構(gòu)- 38 -7.2 工地管理可視化平臺構(gòu)成- 39 -7.3 工地管理可視化平臺特點(diǎn)- 40 -7.4 工地管理可視化平臺管理功能- 41 -第 八 章 成功案例- 54 -附錄一 關(guān)鍵設(shè)備介紹- 56 -8.1 碗型鷹眼- 56 -8.1.1 產(chǎn)品介紹- 56 -8.1.2 產(chǎn)品功能- 56 -8.1.3 產(chǎn)品優(yōu)勢- 58 -8.2 熱成像攝像機(jī)- 59 -8.3 HKTC塔機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)- 61 -8.3.1 產(chǎn)品介紹- 61 -8.3.2 產(chǎn)品功能- 64 -8.3.3 產(chǎn)品優(yōu)勢- 66 -第v頁

5、智慧工地整體解決方案第 一 章 背景及需求1.1 應(yīng)用背景建筑行業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的重要物質(zhì)生產(chǎn)部門和支柱產(chǎn)業(yè)之一,在改善居住條件、完善基礎(chǔ)設(shè)施、吸納勞動力就業(yè)、推動經(jīng)濟(jì)增長等方面發(fā)揮著重要作用。與此同時，建筑業(yè)也是一個安全事故多發(fā)的高危行業(yè)。近年來，在國家、各級地方政府主管部門和行業(yè)主體的高度關(guān)注和共同努力下，建筑施工安全生產(chǎn)事故逐年下降，質(zhì)量水平大幅提升，但不可否認(rèn)，形勢依然較為嚴(yán)峻，尤其是隨著我國城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，建設(shè)工程規(guī)模也將繼續(xù)擴(kuò)大，建筑施工質(zhì)量安全仍不可掉以輕心。如何加強(qiáng)施工現(xiàn)場安全管理、降低事故發(fā)生頻率、杜絕各種違規(guī)操作和不文明施工、提高建筑工程質(zhì)量，仍將是擺在各級政府部門、

6、業(yè)界人士和廣大學(xué)者面前的一項重要研究課題。住建部2003年11月發(fā)布的20032008年全國建筑業(yè)信息化發(fā)展規(guī)劃綱要中指出建筑業(yè)企業(yè)的信息化要重點(diǎn)發(fā)展基于互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同建造應(yīng)用系統(tǒng)和建筑企業(yè)信息化的關(guān)鍵技術(shù)，推動標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，提高建筑業(yè)主管部門的管理、決策和服務(wù)水平，實現(xiàn)建筑業(yè)信息化建設(shè)跨越式發(fā)展。2010年，國務(wù)院下發(fā)國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)安全生產(chǎn)工作通知23號文件，同年質(zhì)監(jiān)總局下發(fā)164號文件，要求在建筑起重設(shè)備上必須加裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)。2014年，國家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部更是提出了加快推進(jìn)市場監(jiān)管一體化平臺建設(shè)的 布署，推進(jìn)了全國各省市建筑信息監(jiān)管一體化平臺建設(shè)的進(jìn)程。真正實現(xiàn)“數(shù)據(jù)一個庫、

7、監(jiān)管一張網(wǎng)、管理一條線”2015年11月全國安全生產(chǎn)監(jiān)督監(jiān)察系統(tǒng)推進(jìn)安全生產(chǎn)監(jiān)督檢查隨即抽查工作實施方案，強(qiáng)調(diào)建筑行業(yè)安全監(jiān)管系統(tǒng)建設(shè)的全面覆蓋工作給出指導(dǎo)意見。1.2 業(yè)務(wù)現(xiàn)狀隨著我國城市化的快速發(fā)展，政府越來越重視民生，對建設(shè)工程的質(zhì)量、安全、文明施工的監(jiān)管提出了更高的要求。近年來各級政府紛紛發(fā)文要求進(jìn)一步加強(qiáng)建筑施工領(lǐng)域企業(yè)安全生產(chǎn)工作，根據(jù)國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)安全生產(chǎn)工作的通知、福建省住建廳關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)建筑施工領(lǐng)域企業(yè)安全生產(chǎn)工作的實施意見等文件精神,工地新安裝塔吊監(jiān)控、新開工項目應(yīng)安裝施工現(xiàn)場在線監(jiān)控系統(tǒng)、完善安全生產(chǎn)動態(tài)監(jiān)控及預(yù)警預(yù)報體系等是其中重點(diǎn)。1.3 需求分析針對目前

8、安全監(jiān)管和防范手段相對落后，全國建筑施工企業(yè)信息化水平仍較低，信息化尚未深度融入安全生產(chǎn)核心業(yè)務(wù)的現(xiàn)狀，利用信息化對建筑施工安全生產(chǎn)進(jìn)行“智能化”監(jiān)管。提升政府的監(jiān)管和服務(wù)能力，更好的為企業(yè)提供服務(wù)。1.3.1 業(yè)務(wù)需求通過工地管理可視化系統(tǒng)，進(jìn)一步落實企業(yè)安全監(jiān)管責(zé)任，提高政府、企業(yè)對工程現(xiàn)場的遠(yuǎn)程管理水平，加快企業(yè)對工程現(xiàn)場安全隱患處理的速度。政府通過出臺相應(yīng)法規(guī)文件推動企業(yè)完善物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，并通過本系統(tǒng)進(jìn)一步提高安全監(jiān)管水平。通過政府統(tǒng)籌規(guī)劃，協(xié)調(diào)各業(yè)務(wù)管理部門，圍繞安全監(jiān)管制度為核心，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為技術(shù)手段，將科技技術(shù)力量與安全監(jiān)管制度緊密集合，成立綜合性省-地市級應(yīng)急管理機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)體制

9、創(chuàng)新，能夠統(tǒng)一處置生產(chǎn)安全領(lǐng)域的各類事件。企業(yè)單位業(yè)務(wù)需求：1) 遠(yuǎn)程對分散的建筑工地進(jìn)行統(tǒng)一管理，避免使用人力頻繁的去現(xiàn)場監(jiān)管、檢查，減少工地人員管理成本，提高工作效率。 2) 通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)及時了解工地現(xiàn)場施工實時情況，施工動態(tài)和進(jìn)度，防范措施是否到位，特別是對于場面比較大的工地，對于重點(diǎn)項目企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)也需要遠(yuǎn)程監(jiān)管。3) 出現(xiàn)異常狀況和突發(fā)事件時，可以及時報警，提醒管理人員及時處理；4) 對塔式起重機(jī)安全監(jiān)管上存在技術(shù)不足，普遍存在的超載和違章作業(yè)等現(xiàn)象，企業(yè)對租賃的塔式起重機(jī)信息如塔式起重機(jī)使用年限、維修狀況等了解缺乏；地面的風(fēng)速與高處的差別很大，很難判斷塔吊的合理使用時機(jī)。5) 監(jiān)管

10、建筑工地現(xiàn)場的建筑材料和建筑設(shè)備的財產(chǎn)安全，避免物品的丟失或失竊給企業(yè)造成損失；6) 將施工實況展現(xiàn)于客戶面前，向客戶展現(xiàn)工地的建設(shè)規(guī)劃和進(jìn)度，達(dá)到一個宣傳效果，也使得銷售計劃能夠合理制定；1.3.2 系統(tǒng)需求1) 通過該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)工地現(xiàn)場的實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)回傳、遠(yuǎn)程應(yīng)急指揮等功能。2) 通過該系統(tǒng)實現(xiàn)對塔式起重機(jī)等設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和監(jiān)督管理等功能。1.4 總體目標(biāo)通過本項目建設(shè)，進(jìn)一步落實企業(yè)安全監(jiān)管責(zé)任，提高企業(yè)對工程現(xiàn)場的遠(yuǎn)程管理水平，加快企業(yè)對工程現(xiàn)場安全隱患處理的速度。政府通過出臺相應(yīng)法規(guī)文件推動企業(yè)完善物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，并通過本項目進(jìn)一步提高安全監(jiān)管水平。第 二 章 系統(tǒng)總體思路2.1

11、設(shè)計思想通過工地管理可視化系統(tǒng)為政府、企業(yè)、現(xiàn)場工程管理，提供了先進(jìn)技術(shù)手段，通過安裝在建筑施工作業(yè)現(xiàn)場的各類傳感裝置，構(gòu)建智能監(jiān)控和防范體系，就能有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法和技術(shù)在監(jiān)管中的缺陷，實現(xiàn)對人、機(jī)、料、法、環(huán)的全方位實時監(jiān)控，變被動“監(jiān)督”為主動“監(jiān)控”；同時，其也將為安全生產(chǎn)監(jiān)督管理引入新理念，真正體現(xiàn)“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的安全生產(chǎn)方針。傳統(tǒng)的施工監(jiān)測、易受人為影響且效率低下。通過引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以有效提高建筑施工質(zhì)量，進(jìn)而構(gòu)建智能家居、智能建筑，并最終達(dá)到創(chuàng)造智能城市的目標(biāo)。2.2 設(shè)計原則 政府主導(dǎo)，企業(yè)主體，總體規(guī)劃，分步實施； ?？颠M(jìn)行頂層規(guī)劃、相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計； 政

12、府推進(jìn)和出臺相應(yīng)管理制度； 企業(yè)與施工現(xiàn)場按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、管理制度實施。2.3 設(shè)計依據(jù)本方案的安全防范系統(tǒng)建設(shè)主要從以下行業(yè)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)出發(fā) 智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)GB/T50314-2006 民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范JGJ/T16-2008 建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范GB/T50311-2007 建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程驗收規(guī)范GB/T50312-2007 視頻安防監(jiān)控工程設(shè)計規(guī)范GB50395-2007 入侵報警系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范GB50394-2007 安全防范工程技術(shù)規(guī)范GB50395-2007 出入口控制系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范GB50396-2007 安全防范工程程序與要求 （GA/T75

13、-94） 安全防范系統(tǒng)驗收規(guī)則 （GA308-2001） 安全防范系統(tǒng)通用圖形符號 （GA/T74-2000） 民用閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范 (GB50198-94) 視頻安防系統(tǒng)技術(shù)要求 （GB/T367-2001） 工業(yè)電視系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范 （GBJ115-87） 安全防范系統(tǒng)（浙江省標(biāo)準(zhǔn)） （DB33/T334-2001） 起重機(jī)械安全規(guī)程 （GB6067-85） 起重機(jī)試驗規(guī)范和程序 （GB5905-86） 起重機(jī)電控設(shè)備 （JB4315-86） 低壓成套開關(guān)設(shè)備制造規(guī)范 （GB7251-87） 低壓電氣外殼防護(hù)等級標(biāo)準(zhǔn) （GB4912.2-85） 起重機(jī)超載保護(hù)裝置 （GB126

14、02-90） 起重機(jī)設(shè)計規(guī)范 （GB3811-2005） 塔式起重機(jī)(安全裝置規(guī)定部分) （GB5031-2008） 塔式起重機(jī)安全規(guī)程（安全裝置規(guī)定部分） （GB5144-2006） 福州市建設(shè)工程塔式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定2.4 設(shè)計思路對于工地綜合安防管理系統(tǒng)的建設(shè)，絕不應(yīng)該是對各個子系統(tǒng)進(jìn)行簡單堆砌，而是在滿足各子系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，尋求內(nèi)部各子系統(tǒng)之間、與外部其它智能化系統(tǒng)之間的完美結(jié)合。系統(tǒng)主要依托于綜合安防管理平臺，來實現(xiàn)對眾多安防子系統(tǒng)的統(tǒng)一管理和控制，通過綜合管理平臺建設(shè)后實現(xiàn)統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)一管理界面、統(tǒng)一授權(quán)、統(tǒng)一權(quán)限卡、統(tǒng)一安防管理業(yè)務(wù)流程等，同時考慮將各安防系統(tǒng)資

15、源作為信息化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，滿足部分建設(shè)單位運(yùn)營管理的業(yè)務(wù)需求，輔助業(yè)務(wù)流程優(yōu)化?；诰C合管理平臺，前端子系統(tǒng)可接入子系統(tǒng)包括（不限于）以下系統(tǒng)： 視頻監(jiān)控系統(tǒng) 塔吊管理系統(tǒng) 環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)除此之外，平臺支持通過標(biāo)準(zhǔn)接口（如OPC等）或通過SDK接入第三方設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動?；诰C合安防管理平臺的整體解決方案支持系統(tǒng)的靈活布署，根據(jù)實際項目的設(shè)備接入規(guī)模、包含子系統(tǒng)類型及各模塊功能需求，可按需配置多種模塊化服務(wù)，按需布署相應(yīng)的服務(wù)器。在統(tǒng)一平臺管理的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)提供精細(xì)化的分級權(quán)限管理以及總部到分支的遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)管理。第 三 章 系統(tǒng)總體設(shè)計3.1 總體架構(gòu)圖1. 平臺總體架構(gòu)圖基于政府職能部門出臺的相關(guān)建筑工

16、程質(zhì)量安全監(jiān)督管理業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)體系和責(zé)任追溯和查證體系的要求，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用技術(shù)建設(shè)建設(shè)工程質(zhì)量安全物聯(lián)網(wǎng)管理應(yīng)用平臺。3.1.1 系統(tǒng)拓?fù)鋱D2. 系統(tǒng)拓?fù)鋱D項目建設(shè)采用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，主要由信息采集層、網(wǎng)絡(luò)接入層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、信息存儲與處理層組成。如圖2所示。將移動執(zhí)法終端、塔式起重機(jī)作業(yè)產(chǎn)生的動態(tài)情況、工地周圍的視頻數(shù)據(jù)及時上傳給綜合管理平臺。綜合管理平臺對各子系統(tǒng)進(jìn)行融合，進(jìn)行報警聯(lián)動等處理。各級管理部門可以及時準(zhǔn)確了解工地現(xiàn)場的狀況，將有效提高項目管理和現(xiàn)場管理的效率。3.1.2 系統(tǒng)組成該系統(tǒng)可滿足職能部門及企業(yè)辦公需求，逐步實現(xiàn)無紙化辦公要求，系統(tǒng)總體上包括業(yè)務(wù)子系統(tǒng)、工地現(xiàn)場安

17、全監(jiān)督管理子系統(tǒng)、管理決策子系統(tǒng)、外網(wǎng)子系統(tǒng)、監(jiān)督檢測子系統(tǒng)等六大子系統(tǒng)組成。3.2 系統(tǒng)特點(diǎn)3.2.1 全網(wǎng)絡(luò)覆蓋該系統(tǒng)平臺可適應(yīng)局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、3G、4G移動網(wǎng)絡(luò)、Wifi網(wǎng)絡(luò)等多種網(wǎng)絡(luò)集合，支持NAT穿越，可穿越防火墻、網(wǎng)閘；3.2.2 綜合監(jiān)控，全面集成建筑工地的視頻監(jiān)控、傳感數(shù)據(jù)、安全防范、報警聯(lián)動、門禁等子系統(tǒng)，大多各自獨(dú)立運(yùn)行，通過不同通道上傳數(shù)據(jù)，甚至每套系統(tǒng)都配有獨(dú)立的管理人員，很難做到多系統(tǒng)的綜合監(jiān)控、集中管理，無形中降低了系統(tǒng)的高效性，增加了系統(tǒng)的管理成本。本方案采用了混合網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)，兼容模擬攝像機(jī)和IP攝像機(jī)，可采集串口信號、開關(guān)量信號，支持其他子系統(tǒng)的可靠接入，可

18、以對環(huán)境監(jiān)測、安全防范、門禁、消防等子系統(tǒng)進(jìn)行集成。系統(tǒng)集成改變了各系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行的局面，滿足了系統(tǒng)用戶“減員增效”的需求。該技術(shù)不單是對各獨(dú)立系統(tǒng)功能的簡單疊加，而是對各功能進(jìn)行了整合優(yōu)化，并進(jìn)行了智能關(guān)聯(lián)。用戶可以根據(jù)需要對各功能進(jìn)行關(guān)聯(lián)，滿足規(guī)則后可以觸發(fā)相應(yīng)功能。3.2.3 易于擴(kuò)展，復(fù)用便捷強(qiáng)大的可擴(kuò)展性和伸縮性，是系統(tǒng)投資的長期保障，系統(tǒng)的伸縮復(fù)用性是用戶投資的根本的保證，當(dāng)一個施工現(xiàn)場完成后，拆解的設(shè)備可以迅速部署到其他施工現(xiàn)場，保護(hù)用戶投資；此外我們采用目前最先進(jìn)的構(gòu)建大型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的J2EE平臺架構(gòu)，采用微核心插件技術(shù)、支持從PC、服務(wù)器到小型機(jī)的遷移，支持操作系統(tǒng)移植，支持服務(wù)

19、器負(fù)載均衡技術(shù)，可以隨著系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，通過簡單的調(diào)整服務(wù)器的部署可以輕松實現(xiàn)從前端市級監(jiān)控中心省級監(jiān)控中心一直到全國范圍的多層次的縱向延伸和多區(qū)域聯(lián)網(wǎng)的橫向擴(kuò)展，而無需更換版本和產(chǎn)品升級。而這種擴(kuò)展，絲毫不影響系統(tǒng)的原有穩(wěn)定性。3.2.4 專業(yè)軟件，管控一體由于前端施工現(xiàn)場數(shù)量龐大，一般都分布在多個地域，綜合監(jiān)控技術(shù)的采用又增加了數(shù)據(jù)處理量，單級系統(tǒng)的部署已不能滿足要求，需采用多服務(wù)器分布部署甚至多級級聯(lián)的方式來實現(xiàn)。工地監(jiān)控平臺軟件可以支持超大規(guī)模的部署，能滿足多級綜合監(jiān)控的應(yīng)用需求。軟件采用模塊化構(gòu)建方式，可因需裁剪；采用Web Service作為對外的服務(wù)接口協(xié)議，方便二次開發(fā)商集

20、成；方便的增值業(yè)務(wù)集成；統(tǒng)一的平臺內(nèi)部協(xié)議；統(tǒng)一的部署和管理。第 四 章 前端感知系統(tǒng)4.1 設(shè)計概述本系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)工地現(xiàn)場的遠(yuǎn)程預(yù)覽、遠(yuǎn)程云控制球機(jī)轉(zhuǎn)動、遠(yuǎn)程接收現(xiàn)場報警、遠(yuǎn)程與現(xiàn)場進(jìn)行語音對話指揮等功能外，本系統(tǒng)與其他常規(guī)監(jiān)控系統(tǒng)比起來著重突出聯(lián)網(wǎng)、高清、無線三方面貼近工地行業(yè)應(yīng)用的設(shè)計方案。本系統(tǒng)具有如下功能：1) 施工現(xiàn)場遠(yuǎn)程巡查通過施工現(xiàn)場本身就具有的互聯(lián)網(wǎng)，可以直接在監(jiān)控中心顯示屏上看到各施工點(diǎn)的現(xiàn)場情景圖像，也可以通過監(jiān)控中心的監(jiān)控電腦向前端攝像機(jī)、高速球發(fā)出控制指令，調(diào)整攝像機(jī)鏡頭焦距或控制云臺進(jìn)行局部細(xì)節(jié)觀察，對施工現(xiàn)場進(jìn)行遠(yuǎn)程實時抽檢監(jiān)控。在監(jiān)督施工現(xiàn)場是否規(guī)范施工的同

21、時，保證建筑材料及設(shè)備的財產(chǎn)安全，并對違反規(guī)定的施工企業(yè)進(jìn)行處罰提供證據(jù)。2) 錄像存儲及回放錄像文件存儲在工地前端NVR 里，既滿足了存儲，又不會適時占用很多上行帶寬，管理人員可以隨時遠(yuǎn)程訪問各施工現(xiàn)場的錄像記錄，并可按時間、企業(yè)名稱、攝像機(jī)編號等要素進(jìn)行錄像資料的智能化快速檢索和回放顯示，在必要的情況下還可以將相關(guān)錄像資料轉(zhuǎn)存到杭州市建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督總站指揮中心。3) 視頻監(jiān)控不僅能在白天實時監(jiān)控，且在夜間可以對施工現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)控；4) 若前端主動發(fā)出報警信息后，監(jiān)控中心監(jiān)控圖像應(yīng)自動切換到發(fā)生報警的施工現(xiàn)場圖像；5) 中心系統(tǒng)能對所有設(shè)備進(jìn)行管理；6) 系統(tǒng)能對登錄平臺用戶進(jìn)行管理，系

22、統(tǒng)為不同級別用戶配置權(quán)限功能，保證不具備權(quán)限的用戶不可以隨便查看他人管轄范圍內(nèi)的工地現(xiàn)場圖像。7) 本系統(tǒng)設(shè)計使用性價比極高的高清攝像機(jī)及高清球機(jī)，分辨率為200萬，可以看清工地現(xiàn)場的作業(yè)細(xì)節(jié)，無論是對現(xiàn)場施工指揮、監(jiān)管，還是事后追蹤現(xiàn)場情況，都能保證看得清，有據(jù)可依。4.2 視頻監(jiān)控子系統(tǒng)4.2.1 需求分析在事故多發(fā)的施工現(xiàn)場，保證施工質(zhì)量、施工人員的人身安全和工地的建筑材料、及設(shè)備的財產(chǎn)安全是建筑企業(yè)管理者關(guān)心的頭等大事；每個建筑企業(yè)或者是開發(fā)商在地區(qū)或者全國都會有很多的建筑工地，這些工地分布很散，很難有足夠的人力和精力去頻繁的到現(xiàn)場去監(jiān)管、檢查，所以造成管理上的困難。根據(jù)上述內(nèi)容，對建

23、筑企業(yè)用戶具體的需求分析如下： 遠(yuǎn)程對分散的建筑工地進(jìn)行統(tǒng)一管理，避免使用人力頻繁的去現(xiàn)場監(jiān)管、檢查，減少工地人員管理成本，提高工作效率。 通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)及時了解工地現(xiàn)場施工實時情況，施工動態(tài)和進(jìn)度，防范措施是否到位，特別是對于場面比較大的工地，對于重點(diǎn)項目企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)也需要遠(yuǎn)程監(jiān)管。 監(jiān)管建筑工地現(xiàn)場的建筑材料和建筑設(shè)備的財產(chǎn)安全，避免物品的丟失或失竊給企業(yè)造成損失； 將施工實況展現(xiàn)于客戶面前，向客戶展現(xiàn)工地的建設(shè)規(guī)劃和進(jìn)度，達(dá)到一個宣傳效果，也使得銷售計劃能夠合理制定； 防范外來人員的翻墻入侵、越界出逃，非法入侵危險區(qū)及倉庫等場所，保證工地的財產(chǎn)和人身安全。4.2.2 系統(tǒng)設(shè)計本方案為滿足施

24、工企業(yè)對施工現(xiàn)場的安全和管理需求，采用先進(jìn)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、視頻數(shù)字壓縮處理技術(shù)和視頻監(jiān)控技術(shù)，加強(qiáng)建筑工地施工現(xiàn)場的安全防護(hù)管理，實時監(jiān)測施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)措施的落實情況，對施工操作工作面上的各安全要素等實施有效監(jiān)控，同時消除施工安全隱患，加強(qiáng)和改善建設(shè)工程的安全與質(zhì)量管理，實現(xiàn)建設(shè)工程監(jiān)管模式的創(chuàng)新，同時加強(qiáng)了建筑工地的治安管理，促進(jìn)社會的穩(wěn)定和諧。采用政府部門、企業(yè)、施工現(xiàn)場三級聯(lián)動架構(gòu)，有效實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)共享，并提供建筑公司管理系統(tǒng)對接接口，方便進(jìn)行二次開發(fā)。通過企業(yè)平臺，可以促使企業(yè)更好地對工地進(jìn)行安全質(zhì)量監(jiān)管，落實企業(yè)責(zé)任主體。同時可以方便企業(yè)進(jìn)行自我監(jiān)管，實時掌握工地現(xiàn)場信息，減

25、少管理成本。平臺體系結(jié)構(gòu)設(shè)計從根本上決定了系統(tǒng)所能提供的業(yè)務(wù)服務(wù)的規(guī)模和水平?；谑聦嵣系墓I(yè)標(biāo)準(zhǔn)的J2EE平臺和SOA面向服務(wù)的架構(gòu)，是當(dāng)前幾乎所有的企業(yè)級業(yè)務(wù)平臺所普遍采用的，被反復(fù)證明是目前最強(qiáng)壯、最博大、最高效、最具伸縮性和業(yè)務(wù)擴(kuò)展能力的平臺架構(gòu)之一。軟件采用了在J2EE三層體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上構(gòu)建的面向業(yè)務(wù)的四層體系結(jié)構(gòu)，如下圖所示：圖3. 工地監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)鋱D4.2.3 系統(tǒng)組成圖4. 工地監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)鋱D如上圖所示，建筑工地視頻監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)由三部分組成：前端施工現(xiàn)場、傳輸網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控中心。1) 工地前端系統(tǒng)工地前端系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)現(xiàn)場圖像采集、錄像存儲、報警接收和發(fā)送、傳感器數(shù)據(jù)采集和網(wǎng)絡(luò)傳輸。

26、前端監(jiān)控設(shè)備主要包括分布安裝在各個區(qū)域的球型鷹眼全景相機(jī)、高清紅外星光網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)，用于對建筑工地的全天候圖像監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集和安全防范，滿足對現(xiàn)場監(jiān)控可視化、報警方式多樣化和歷史數(shù)據(jù)可查化的要求。當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)事件時，工地現(xiàn)場管理人員可以通過緊急報警按鈕向企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和上級單位報警，啟動應(yīng)急預(yù)案，滿足應(yīng)急指揮協(xié)同化的要求。2) 傳輸網(wǎng)絡(luò)工地和監(jiān)控中心之間可采用專線和互聯(lián)網(wǎng)兩種方式，專線方式帶寬有保證，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定，通過軟件預(yù)覽的實時圖像效果清晰，真正做到不僅看得見而且看得清，提示系統(tǒng)價值，但是租用專線價格比較昂貴；采用互聯(lián)網(wǎng)方式，價格相對便宜，但是由于共享帶寬，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性不如專線，高清攝像機(jī)

27、的效果無法發(fā)揮到最大值。工地現(xiàn)場的傳輸可以采用無線AP傳輸和有線傳輸兩種方式，無線傳輸能適應(yīng)工地現(xiàn)場復(fù)雜的環(huán)境，這樣可以避免因為網(wǎng)線的損壞而不能傳輸?shù)膯栴}。而有線傳輸則信號傳輸比較穩(wěn)定，但是容易受現(xiàn)場環(huán)境限制，比如塔吊的升級會對網(wǎng)線的長度有所要求，這樣容易損壞網(wǎng)線。3) 監(jiān)控中心監(jiān)控中心是本系統(tǒng)的核心所在，是執(zhí)行日常監(jiān)控、系統(tǒng)管理、應(yīng)急指揮的場所。內(nèi)部署視頻監(jiān)控綜合管理平臺，包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)模塊、管理服務(wù)模塊、接入服務(wù)模塊、報警服務(wù)模塊、流媒體服務(wù)模塊、存儲管理服務(wù)模塊、Web服務(wù)模塊等等，它們共同形成數(shù)據(jù)運(yùn)算處理中心，完成各種數(shù)據(jù)信息的交互，集管理、交換、處理、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)于一體，是視頻監(jiān)控系統(tǒng)

28、能穩(wěn)定、可靠、安全運(yùn)行的先決條件。支持隨時抽查全部視頻監(jiān)控資源，接收報警信息，查閱各類統(tǒng)計數(shù)據(jù)，實現(xiàn)管理的高度集中化，做到管控一體集中處理。平臺支持分布式部署，當(dāng)系統(tǒng)容量較大時，能夠有效降低局部服務(wù)器性能和網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力，提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性。4.2.4 前端部署前端攝像機(jī)是整個安全防范系統(tǒng)的原始信號源，主要負(fù)責(zé)各個監(jiān)控點(diǎn)現(xiàn)場視頻信號的采集，并將其傳輸給視頻處理設(shè)備。監(jiān)控前端的設(shè)計將結(jié)合實際監(jiān)控需要選擇合適的產(chǎn)品和技術(shù)方法，保障視頻監(jiān)控的效果。作為工地監(jiān)控系統(tǒng)的視頻源頭，攝像機(jī)對整套監(jiān)控系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用。對攝像機(jī)的基本要求是：防塵、防水、圖像清晰真實、安裝調(diào)試簡便。1、圖像真實清晰攝像機(jī)種類很

29、多，其本源是內(nèi)部核心部件“圖像傳感器+數(shù)字處理芯片”，針對不同的行業(yè)有完全不同的優(yōu)化方案。圖像清晰度主要取決于圖像傳感器線數(shù)，線數(shù)越高，圖像解析力越高，能獲取更多的圖像細(xì)節(jié)。此外鏡頭倍數(shù)也將影響用戶捕獲圖像的景深，廣角取景能獲取全景概況，長焦取景能獲取人臉面部特征，因此，用戶對圖像要求與使用場景密切相關(guān)。當(dāng)然，在特殊場景下還需要特殊功能進(jìn)行匹配，比如：超低照度、逆光等等。2、安裝調(diào)試簡便攝像機(jī)多安裝于難以摘取的位置，因此使用過程中的再度調(diào)試是較麻煩的，增加維護(hù)成本。攝像機(jī)應(yīng)該提供OSD操作菜單供用戶遠(yuǎn)程調(diào)試及參數(shù)修改。工地現(xiàn)場監(jiān)控縮略圖如下圖所示：視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)施基本配置如下表：序號覆蓋范圍

30、選用設(shè)備類型實現(xiàn)目的1工地出入口高清槍式攝像機(jī)和人臉抓拍機(jī)監(jiān)控進(jìn)出人員，能看清進(jìn)出物品細(xì)節(jié)。人員通道設(shè)置人臉抓拍機(jī)2建筑材料堆放處高清槍式攝像機(jī)監(jiān)控建筑材料所在區(qū)域，防止材料被盜3材料加工區(qū)高清槍式攝像機(jī)監(jiān)控工作人員，能看清是否規(guī)范作業(yè)4塔吊上方高清網(wǎng)絡(luò)球機(jī)監(jiān)控塔吊作業(yè)層情況，監(jiān)控整個工地情況。5圍墻周界及內(nèi)部區(qū)域高清網(wǎng)絡(luò)球機(jī)監(jiān)控圍墻周界及內(nèi)部區(qū)域巡視6制高點(diǎn)（如塔吊上）碗型鷹眼360度全景畫面，多方向、多角度觀察畫面7制高點(diǎn)（如塔吊上）熱成像測溫攝像機(jī)對整個工地進(jìn)行實時全天候監(jiān)控及防火監(jiān)控表1 視頻監(jiān)控點(diǎn)位配置表點(diǎn)位設(shè)計說明：工地出入口攝像機(jī)工地是人員出入的場所，需在每個門口設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)，實時

31、監(jiān)控進(jìn)出人員和貨物，安裝攝像機(jī)時需考慮夜晚的光線很差，并且要求每監(jiān)控點(diǎn)要看清楚進(jìn)出人員的樣貌等。本系統(tǒng)設(shè)計固定紅外槍形高清攝像機(jī)，實時記錄出入人員信息。紅外攝像機(jī)負(fù)責(zé)24小時監(jiān)控整個場景。人員通道配置人臉抓拍機(jī)，對進(jìn)出人員進(jìn)行人臉抓拍。建筑材料堆放處監(jiān)控攝像機(jī)建筑材料堆一般零散放置很多材料，經(jīng)常發(fā)生被偷盜現(xiàn)象，我們設(shè)計在材料堆放置紅外高清筒型攝像機(jī)，24小時監(jiān)控材料的取用與還回，避免偷盜事件發(fā)生，和當(dāng)發(fā)生偷盜行為時高清攝像機(jī)清晰的畫面為破案提供證據(jù)，保證企業(yè)利益。材料加工區(qū)監(jiān)控攝像機(jī)目前工地大部分采用自行加工的方式來加工鋼筋，所以對于材料的切割機(jī)操作區(qū)就需要我們專門的監(jiān)控設(shè)施來監(jiān)控施工期間的相

32、關(guān)操作人員是否按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行規(guī)范操作。塔吊上方智能球機(jī)塔吊是整個工地的制高點(diǎn)，可以俯瞰整個工地現(xiàn)場的作業(yè)情況，我們設(shè)計使用我們的高清網(wǎng)絡(luò)球機(jī)，管理者足不出戶，只要在辦公室內(nèi)輕輕搖動搖桿，即可控制球機(jī)轉(zhuǎn)動到任何一個位置，通過變焦變倍即可看清塔吊操作臺的作業(yè)情況，也可以看清遠(yuǎn)處樓層和地面的詳細(xì)作業(yè)情況，大大降低了工程管理得難度，也節(jié)約了成本。 圍墻位置智能球機(jī)在工地的四面圍墻上，根據(jù)約每50米的間隔，布設(shè)一臺高清網(wǎng)絡(luò)球機(jī)，該網(wǎng)絡(luò)球機(jī)，在建設(shè)初期可對工地內(nèi)的開工情況進(jìn)行實時巡視；在建設(shè)中后期，主體建筑建起后，兼做轉(zhuǎn)為周界監(jiān)控和周界報警防范使用，對可疑人員翻墻或跨區(qū)域會產(chǎn)生報警，并及時在平臺端彈出相

33、應(yīng)報警畫面，保證可疑人員入侵和工地安全。熱成像測溫攝像機(jī)在工地制高點(diǎn)（塔吊）上設(shè)置熱成像測溫型攝像機(jī)，對工地全景進(jìn)行實時監(jiān)控。對溫度異常進(jìn)行實時報警。同時，熱成像攝像機(jī)在野外可以作為全景區(qū)域的監(jiān)控，對區(qū)域內(nèi)的人員進(jìn)行監(jiān)控。4.2.5 前端配套4.2.5.1 監(jiān)控點(diǎn)配套（1）安裝支架室內(nèi)攝像機(jī)的安裝固定，根據(jù)攝像機(jī)型號和現(xiàn)場情況可采用壁裝、吊裝及角裝等多種形式的安裝支架，安裝高度應(yīng)不低于2.5m。安裝在室外的攝像機(jī)，當(dāng)可借助建筑物附著安裝時，選用相應(yīng)的安裝支架安裝；若無合適的建筑物供附著安裝，則需要選用視頻監(jiān)控專用立桿，安裝高度應(yīng)不低于3.5m。（2）室外端接箱室外攝像機(jī)的供電、信號等需要在室外

34、進(jìn)行匯集，需用專用的防水箱進(jìn)行端接。端接箱內(nèi)部安裝架的設(shè)計充分考慮設(shè)備的安裝位置，同時具有防雨、防塵、防高溫、防盜等功能。不便于在立桿上部安裝設(shè)備箱的，在地面設(shè)置設(shè)備機(jī)柜，其設(shè)計按照相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，同時應(yīng)具有防塵、防雨、防破壞等功能。4.2.5.2 接地及供電對前端供電和控制部分，需要采取有效的避雷接地措施，充分保障前端的穩(wěn)定性和可靠性。前端監(jiān)控的防雷接地主要從以下三個方面進(jìn)行：1、直擊雷防護(hù)在直擊雷非防護(hù)區(qū)的每個視頻監(jiān)控點(diǎn)均配置預(yù)放電避雷針，安裝于監(jiān)控點(diǎn)立桿頂部。提前預(yù)放電避雷針利用雷云電場周圍電場強(qiáng)度向針尖發(fā)射高壓脈沖特性，提前一定的時間引導(dǎo)雷電放電，不至于使局部雷云電荷積累形成過大的

35、雷擊強(qiáng)度，降低監(jiān)控點(diǎn)雷擊接閃強(qiáng)度和電子設(shè)備雷擊電磁脈沖強(qiáng)度，提高了室外監(jiān)控點(diǎn)的保護(hù)裕度。2、供電設(shè)施的雷擊電磁脈沖防護(hù)電源防雷系統(tǒng)主要是防止雷電波通過電源對前端設(shè)備造成危害。為避免高電壓經(jīng)過避雷器對地泄放后的殘壓或因更大的雷電流在擊毀避雷器后繼續(xù)毀壞后續(xù)設(shè)備，以及防止線纜遭受二次感應(yīng)，本系統(tǒng)對前端室外防水箱220V電源進(jìn)線以及室外防水箱到攝像機(jī)的低壓電源線路進(jìn)行避雷接地。220V電源進(jìn)線避雷標(biāo)稱放電電流不小于10KV，接地線纜建議不小于6mm2。3、均壓等電位連接技術(shù)等電位連接是將正常不帶電（或不帶信息）的、未接地或未良好接地的設(shè)備金屬外殼、電纜的金屬外皮、金屬構(gòu)架、金屬管線與接地系統(tǒng)作電氣連

36、接，防止在這此物件上由于感應(yīng)雷電高壓或接地裝置上雷電入地高電位的傳遞造成對設(shè)備內(nèi)部絕緣、電纜芯線的反擊。監(jiān)控點(diǎn)設(shè)備（含電源避雷器、控制信號避雷器）宜采用單點(diǎn)接地方式實現(xiàn)等電位連接，獨(dú)立接地電阻小于10。4、系統(tǒng)供電系統(tǒng)設(shè)備建議采用UPS供電，電源質(zhì)量建議滿足下列要求：穩(wěn)態(tài)電壓偏移不大于2%；穩(wěn)態(tài)頻率偏移不大于0.2Hz；電壓波形畸變率不大于5%。4.2.6 系統(tǒng)特點(diǎn)4.2.6.1 工地現(xiàn)場無線傳輸工地現(xiàn)場使用3G或4G進(jìn)行無線傳輸，充足的帶寬保證了圖像預(yù)覽的流暢，不用布線，無需擔(dān)心傳統(tǒng)工地監(jiān)控線材損壞反復(fù)修復(fù)的問題，而且節(jié)省了大量的電源和信號線，還有設(shè)備都可以反復(fù)利用，比如這個工地竣工后可以拆

37、下來換到其他工地繼續(xù)使用，不用增加任何成本。4.2.6.2 高清監(jiān)控，細(xì)節(jié)更完美現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，主要功能是記錄事件的經(jīng)過，在更多關(guān)鍵細(xì)節(jié)上做的還不夠。隨著視頻監(jiān)控技術(shù)的高速發(fā)展，用戶對于視頻監(jiān)控產(chǎn)品的要求也在不斷提高，“讓我們看得更清楚”是許多用戶提出的一個非常迫切的需求。高清視頻監(jiān)控相比標(biāo)清視頻監(jiān)控具有明顯的技術(shù)和應(yīng)用優(yōu)勢：圖像清晰度更高，在一些重要監(jiān)控點(diǎn)，應(yīng)采用高清攝像機(jī)可以獲取高清晰度的監(jiān)控畫面，能更清楚地呈現(xiàn)現(xiàn)場施工情況。高清監(jiān)控技術(shù)的采用，使場景覆蓋范圍更廣，減少單位面積監(jiān)控點(diǎn)的數(shù)量，可以提高監(jiān)控效能，減少設(shè)備投資。使細(xì)節(jié)更清晰，大大提高智能視頻分析的精度，有利于圖像識別和智能視

38、頻分析的應(yīng)用。隨著建筑工地視頻監(jiān)控系統(tǒng)的推廣，比較高清監(jiān)控和標(biāo)清監(jiān)控后，用戶對高清監(jiān)控提出了迫切的需求。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的使用可以大大提升綜合監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用價值。4.2.6.3 全景監(jiān)控，感觀舒適、操作方便一體化碗型全景攝像機(jī)或球型全景攝像機(jī)以單攝像機(jī)實現(xiàn)360全景監(jiān)控，同時可提供多個高清無畸變局部圖像，有效的解決了傳統(tǒng)監(jiān)控方案中存在的問題和弊端4.3 塔吊安全管理系統(tǒng)4.3.1 需求分析塔式起重機(jī)是現(xiàn)代施工中必不可少的關(guān)鍵設(shè)備，是施工企業(yè)裝備水平的標(biāo)志性重要裝備之一。隨著近年來建筑行業(yè)塔機(jī)的大量使用，由于塔機(jī)違規(guī)超限作業(yè)和塔機(jī)群干涉碰撞等引發(fā)的各類塔機(jī)運(yùn)行安全事故頻繁發(fā)生，造成了巨大的生命財產(chǎn)損失

39、。典型事故現(xiàn)場：數(shù)百起事故，數(shù)百人傷亡損失慘重、教訓(xùn)慘痛巨大損失、沉重負(fù)擔(dān)根治必須通過先進(jìn)的技術(shù)手段據(jù)國內(nèi)權(quán)威部門對1200例塔機(jī)事故的調(diào)查分析中發(fā)現(xiàn)，塔機(jī)傾翻和斷臂等事故占了塔機(jī)事故的70，而這些事故的主要原因是超載和違章作業(yè)引起的。目前，全國在用的建筑起重機(jī)70多萬臺，并且每年以2萬臺的數(shù)量在逐年增加，如不采取積極有效的措施進(jìn)行治理，事故增加的勢頭將不可遏制。2010年7月19日，國務(wù)院下發(fā)關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)安全生產(chǎn)工作的通知，以煤礦、非煤礦山、交通運(yùn)輸、建筑施工、危險化學(xué)品、煙花爆竹、民用爆炸物品、冶金等行業(yè)(領(lǐng)域)為重點(diǎn)，全面加強(qiáng)企業(yè)安全生產(chǎn)工作，規(guī)定多達(dá)32條。通知第三條第9點(diǎn)：強(qiáng)制

40、推行先進(jìn)適用的技術(shù)裝備。大型起重機(jī)械要安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)；積極推進(jìn)信息化建設(shè)，努力提高企業(yè)安全防護(hù)水平。2008年8月7日，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5031-2008塔式起重機(jī)頒布施行，明確要求塔式起重機(jī)“配備安全報警與顯示記錄裝置”。市場迫切需要在塔式起重機(jī)搭建一套安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，來降低安全生產(chǎn)事故發(fā)生，最大限度杜絕人員傷亡。4.3.2 系統(tǒng)設(shè)計在塔式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)中，通過高精度傳感器采集塔機(jī)的風(fēng)速、載荷、回轉(zhuǎn)、幅度和高度信息，控制器根據(jù)實時采集的信息做出安全報警和規(guī)避危險的措施，同時把相關(guān)的安全信息發(fā)送給服務(wù)器，塔機(jī)的監(jiān)管部門可通過客戶端查看到網(wǎng)絡(luò)中每個塔機(jī)的運(yùn)行情況。在群塔的解決方案

41、中，塔機(jī)與塔機(jī)之間采用WSN進(jìn)行實時通信，從而在單塔的解決方案的基礎(chǔ)上，能夠得到塔機(jī)之間的位置信息，解決群塔間相互碰撞的問題。4.3.3 系統(tǒng)組成塔式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，基于傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)、數(shù)據(jù)融合處理、無線傳感網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信技術(shù)，高效率地完整實現(xiàn)建筑塔機(jī)單機(jī)運(yùn)行和群塔干涉作業(yè)防碰撞的實時監(jiān)控與聲光預(yù)警報警功能，并在報警的同時自動中止塔機(jī)危險動作。實現(xiàn)了開放式的實時監(jiān)控，在對塔機(jī)實現(xiàn)現(xiàn)場安全監(jiān)控、運(yùn)行記錄和聲光報警的同時，通過遠(yuǎn)程高速無線數(shù)據(jù)傳輸，將塔機(jī)運(yùn)行工況安全數(shù)據(jù)和預(yù)警報警信息實時發(fā)送到GIS可視化監(jiān)控平臺，并能在報警時自動觸發(fā)手機(jī)短信向相關(guān)人員報警，從而實

42、現(xiàn)實時動態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程報警和遠(yuǎn)程告知，使得塔機(jī)安全監(jiān)控成為開放的實時動態(tài)監(jiān)控。從技術(shù)手段上保障了對塔機(jī)使用過程和行為的及時監(jiān)管，切實防范、管控設(shè)備運(yùn)行過程中的危險因素和安全隱患，有效地防范和減少了塔機(jī)安全生產(chǎn)事故發(fā)生。4.3.4 功能介紹4.3.4.1 前置系統(tǒng)主要功能 向操作者顯示塔機(jī)當(dāng)前的工作參數(shù)，即：載重、幅度、力矩、起升高度和回轉(zhuǎn)角度。 在達(dá)到額定載荷的90%時，系統(tǒng)發(fā)出聲光報警提醒操作者注意。 當(dāng)塔機(jī)在超風(fēng)速條件下作業(yè)時，發(fā)出聲光報警。 當(dāng)塔機(jī)運(yùn)行靠近高壓線或建筑物等禁行區(qū)時，發(fā)出聲光報警。 當(dāng)多臺塔機(jī)同時作業(yè)，塔機(jī)有發(fā)生碰撞可能時，發(fā)出報警并阻止向危險方向運(yùn)動。 參數(shù)記錄：可記

43、錄16000個工作循環(huán)數(shù)據(jù)，可下載后保存、查看，方便統(tǒng)計管理。 系統(tǒng)可以顯示所管理塔機(jī)的分布及相關(guān)基本信息。 顯示塔機(jī)開關(guān)機(jī)時間。 實時顯示塔機(jī)載荷、幅度、回轉(zhuǎn)角度、起升高度、起升速度等信息。塔機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集通過傳感器實時采集吊重、變幅、高度、回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角、環(huán)境風(fēng)速等多項安全作業(yè)工況指標(biāo)數(shù)據(jù)。實時顯示通過顯示屏幕以圖形數(shù)值實時顯示當(dāng)前工作參數(shù)和報警信息，使司機(jī)直觀了解塔機(jī)工作狀態(tài)，正確操作.單機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控監(jiān)控單臺塔機(jī)的運(yùn)行安全指標(biāo)，包括吊重、起重力矩、變幅、高度、工作回轉(zhuǎn)角及作業(yè)高度風(fēng)速。單機(jī)防碰撞監(jiān)控監(jiān)控單塔與建筑物的干涉防碰撞、禁行區(qū)域、塔機(jī)自身各種限位，在臨近額定限值時發(fā)出聲光預(yù)警及報警。

44、群塔防碰撞監(jiān)控群塔實時干涉作業(yè)的防碰撞，直觀全面的掌握周邊塔機(jī)與自身當(dāng)前干涉情況。表2 塔吊系統(tǒng)功能列表傳感器介紹傳感器總共有5類傳感器，分別是：測重傳感器、風(fēng)速傳感器、回轉(zhuǎn)傳感器、幅度傳感器和高度傳感器。下面是對各個傳感器功能的要求，其中量程和精度參照GB 5144-2006。測重傳感器 量程：大于塔式起重機(jī)額定起重量的110%。 精度：測量誤差不得大于實際值的5。 采集頻率：每隔100ms采集一次。 安裝位置：塔式起重機(jī)起升纜繩定滑輪內(nèi)。風(fēng)速傳感器 量程：大于塔式起重機(jī)工作極限風(fēng)速。 精度：1m/s。 采集頻率：每隔100ms采集一次。 安裝位置：塔頂?；剞D(zhuǎn)傳感器 量程：0360。 精度：

45、1。 采集頻率：每隔50ms采集一次。 安裝位置：回轉(zhuǎn)齒輪上。幅度傳感器 量程：0100m。 精度：1m。 采集頻率：每隔50ms采集一次。 安裝位置：變幅機(jī)構(gòu)的齒輪上。高度傳感器 量程：0200m。 精度：1m。 采集頻率：每隔100ms采集一次。安裝位置：起升機(jī)構(gòu)齒輪上。4.3.4.2 監(jiān)控平臺主要功能監(jiān)控平臺的主要目的是實現(xiàn)工地、地州建委二級網(wǎng)絡(luò)化、信息化遠(yuǎn)程安全監(jiān)督與實時管理。系統(tǒng)可顯示所管理塔機(jī)的分布及所有基本信息，具體包括：顯示塔機(jī)開、關(guān)機(jī)和工作時間、時段。實時顯示塔機(jī)載荷、幅度、回轉(zhuǎn)角度、起升高度、起升速度等數(shù)據(jù)、信息。單獨(dú)顯示超載塔機(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù)。全部數(shù)據(jù)可以按多種條件分析整理、

46、報表打印。根據(jù)用戶要求和功能設(shè)置，數(shù)據(jù)可及時上報管理部門。具體細(xì)分功能如下圖。4.3.5 系統(tǒng)特點(diǎn) 避免誤操作和超載此系統(tǒng)可實時向操作者顯示塔機(jī)當(dāng)前的工作參數(shù)，如起重量、幅度、力矩等，改變了以往靠操作者估計的經(jīng)驗操作。在達(dá)到額定載荷的90%時，本系統(tǒng)會發(fā)出報警，提醒操作者注意，超過額定載荷時，系統(tǒng)會自動切斷工作電源，強(qiáng)迫終止違規(guī)操作。 為機(jī)械設(shè)備維護(hù)人員提供科學(xué)依據(jù)機(jī)械設(shè)備維護(hù)人員可實時掌握塔機(jī)的工作狀態(tài)，根據(jù)本系統(tǒng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，預(yù)先知道零部件的使用壽命情況，使機(jī)械修理具有針對性，改變只有零部件損壞了才去修理的被動局面，從根本上減少杜絕設(shè)備隱患。 為管理者提供有效的科學(xué)管理手段本系統(tǒng)對每一臺塔機(jī)

47、的工作過程進(jìn)行全程記錄，管理者可實時調(diào)取信息，實現(xiàn)信息化管理，使管理多臺塔機(jī)變得輕松自如，為管理部門評價操作者的技能、工作效率、有無違章劣跡等提供有效數(shù)據(jù)，使監(jiān)督工作落到實處。 為事故處理提供有效證據(jù)該系統(tǒng)具有超大容量的參數(shù)記錄功能，連續(xù)記錄每一個工作循環(huán)的全部參數(shù)并存儲，可存儲塔機(jī)30萬次工作循環(huán)的記錄（相當(dāng)于塔機(jī)使用5年的工作時間），且存儲記錄只讀文件，不會被隨意更改。安全管理人員只要通過查閱“黑匣子”的歷史記錄，即可全面了解到每一臺塔機(jī)的使用狀況。4.4 環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)4.4.1 需求分析建筑工地遍地開花， 揚(yáng)塵和噪聲得不到有效控制，在施工過程中由于施工運(yùn)輸車輛粘帶泥土、建筑材料逸散以及施

48、工機(jī)械等造成揚(yáng)塵和噪聲污染極其嚴(yán)重，已經(jīng)成為影響城市空氣質(zhì)量的主要原因之一，甚至影響周圍居民的正常生活，也是政府監(jiān)管部門的亟待解決的民生問題。因施工過程中產(chǎn)生的揚(yáng)塵和噪聲污染，一直是施工工地與附近居民最主要糾紛問題，也是環(huán)境監(jiān)管部門比較關(guān)注的部分。為了有效監(jiān)控建筑工地?fù)P塵污染和噪聲，接受市民的監(jiān)督和投訴，共建綠色環(huán)保建筑工地，有必要進(jìn)行建設(shè)工程環(huán)境自動監(jiān)控系統(tǒng)，體現(xiàn)政府監(jiān)管單位和相關(guān)企業(yè)的社會責(zé)任。4.4.2 系統(tǒng)設(shè)計工地環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)對建筑工地固定監(jiān)測點(diǎn)的揚(yáng)塵、噪聲、氣象參數(shù)等環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集、存儲、加工和統(tǒng)計分析，監(jiān)測數(shù)據(jù)和視頻圖像通過有線或無線（3G/4G）方式進(jìn)行傳輸?shù)胶蠖似脚_。該系統(tǒng)

49、能夠幫助監(jiān)督部門及時準(zhǔn)確的掌握建筑工地的環(huán)境質(zhì)量狀況和工程施工過程對環(huán)境的影響程度。滿足建筑施工行業(yè)環(huán)保統(tǒng)計的要求，為建筑施工行業(yè)的污染控制、污染治理、生態(tài)保護(hù)提供環(huán)境信息支持和管理決策依據(jù)。圖5. 系統(tǒng)拓?fù)鋱D圖6. 系統(tǒng)設(shè)備組成圖7. 系統(tǒng)框架設(shè)計圖4.4.3 系統(tǒng)組成本系統(tǒng)是由噪聲實時監(jiān)控系統(tǒng)、揚(yáng)塵實時監(jiān)控系統(tǒng)、視頻疊加系統(tǒng)、錄音采集系統(tǒng)、報警及控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集/傳輸/處理系統(tǒng)、信息監(jiān)控平臺和客戶終端等部分組成的集數(shù)據(jù)采集、信號傳輸、后臺數(shù)據(jù)處理、終端數(shù)據(jù)呈現(xiàn)等功能為一體的城市環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。a. 噪聲實時監(jiān)控系統(tǒng)：我司具有自主生產(chǎn)和校準(zhǔn)單位，具備噪聲監(jiān)測儀計量器具生產(chǎn)許可證，提供全天候戶

50、外傳聲器單元，對傳感器的戶外監(jiān)測安全和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性提供可靠保障；b. 揚(yáng)塵實時監(jiān)控系統(tǒng)：對揚(yáng)塵進(jìn)行連續(xù)自動監(jiān)測，揚(yáng)塵每分鐘采集一次數(shù)據(jù)，并實時上傳至服務(wù)器供后臺程序統(tǒng)計和分析。揚(yáng)塵監(jiān)測包括PM10和PM2.5兩個參數(shù)，并同時實時上傳個數(shù)據(jù)中心和監(jiān)控平臺；c. 視頻疊加系統(tǒng)：測量的噪聲值、揚(yáng)塵值可直接疊加到實時視頻監(jiān)控畫面上，讓監(jiān)管人員及時、直觀的了解施工現(xiàn)場的揚(yáng)塵情況。監(jiān)管人員還可以查閱視頻了解污染情況以便采取相應(yīng)措施，控制現(xiàn)場揚(yáng)塵排放量和了解排放源；d. 錄音采集系統(tǒng)：對現(xiàn)場產(chǎn)生的噪聲大小進(jìn)行監(jiān)測和判斷，當(dāng)噪聲超標(biāo)達(dá)到預(yù)設(shè)超標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，則對現(xiàn)場噪聲進(jìn)行錄音存檔工作；e. 報警及控制系統(tǒng)：本噪聲揚(yáng)塵

51、監(jiān)測系統(tǒng)具有噪聲、揚(yáng)塵超標(biāo)現(xiàn)場輸出功能，用這些超標(biāo)信號可以控制警示設(shè)備和治理設(shè)備的控制；警示設(shè)備如報警燈、治理設(shè)備如降塵設(shè)備霧炮；f. 數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理系統(tǒng)：i. 采集、存儲各種監(jiān)測數(shù)據(jù)，并按后臺服務(wù)器指令定時向后臺服務(wù)器傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)和設(shè)備工作狀態(tài)。ii. 對所收取的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行判別、檢查和存儲；對采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)按照統(tǒng)計要求進(jìn)行統(tǒng)計分析處理。g. 信息監(jiān)控平臺提供基于Web的管理系統(tǒng)，在線顯示各前端污染源的實時揚(yáng)塵和氣象參數(shù)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對實時監(jiān)測儀的參數(shù)調(diào)控，實現(xiàn)對歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析（包括不同建筑時期、不同區(qū)域、不同工程性質(zhì)的對比分析），實現(xiàn)在線數(shù)據(jù)下載、圖像查詢等功能。并具有污染物超標(biāo)

52、報警功能，權(quán)限管理功能，可向不同層面的管理者展示所需的信息。h. 客戶終端：客戶終端支持采用智能移動平臺（如智能手機(jī)、平板電腦）、桌面 PC 機(jī)、網(wǎng)絡(luò)電視等各種能接入公網(wǎng)的設(shè)備。4.4.4 系統(tǒng)特點(diǎn)1）、系統(tǒng)基于B/S架構(gòu)，適應(yīng)于多種操作系統(tǒng)下的使用；2）、采用TCP/IP協(xié)議，具有完美兼容性能；3）測量參數(shù)可選：PM2.5/PM10/TSP4）支持第三方平臺提取數(shù)據(jù)（環(huán)保平臺、建委平臺、城管平臺）；5）支持氣象參數(shù)（溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、大氣壓）擴(kuò)展接入；6）支持AQI(CO、NO2、SO2、03、TVOC)監(jiān)測，實現(xiàn)環(huán)境全面監(jiān)控；7）支持治理設(shè)備接入(噴淋、霧炮) ；8）支持高亮LED屏

53、接入,現(xiàn)場實時查看噪聲、PM2.5、PM10、氣象等數(shù)據(jù);第 五 章 傳輸網(wǎng)絡(luò)5.1 傳輸網(wǎng)絡(luò)總體設(shè)計5.1.1 傳輸網(wǎng)絡(luò)選擇根據(jù)施工現(xiàn)場的需求，傳輸網(wǎng)絡(luò)主要采用專線方式。專線方式需要從監(jiān)控中心到施工現(xiàn)場拉專線，這種方式下使用私有IP地址即可，不需要租用固定公網(wǎng)IP地址，通過專線，前端系統(tǒng)穩(wěn)定地將實時視頻和數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。5.1.2 設(shè)計要求通信網(wǎng)絡(luò)的逐步完善，為綜合監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用提供了條件。傳輸網(wǎng)絡(luò)起到連接前端施工現(xiàn)場和總部監(jiān)控中心的橋梁作用，也是系統(tǒng)非常關(guān)鍵的部分，傳輸網(wǎng)絡(luò)的性能直接決定著系統(tǒng)監(jiān)控中心圖像和數(shù)據(jù)的質(zhì)量。5.2 傳輸網(wǎng)絡(luò)詳細(xì)設(shè)計5.2.1 無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計由于建筑工地現(xiàn)場監(jiān)控

54、環(huán)境的特殊性，布線困難，因此無線布控以其自身的靈活性高，擴(kuò)展性強(qiáng)，維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)，被許多建筑工程公司廣泛采用。建立好無線監(jiān)控系統(tǒng)后，可加強(qiáng)建筑工地施工現(xiàn)場安全防護(hù)管理，實時監(jiān)測施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)措施的落實情況，對施工操作工作、基面上的各安全要素如塔吊、井字架、中小型施工機(jī)械、安全網(wǎng)、外腳手架、臨時用電線路架設(shè)坑防護(hù)、邊坡支護(hù)，以及施工人員安全帽配戴等實施有效監(jiān)控，及時有效的消除施工安全隱患。5.2.1.1 需求分析監(jiān)控對象：實時生產(chǎn)作業(yè)，物品設(shè)備狀態(tài)，人員進(jìn)出，意外事故監(jiān)控等。工地地形：一般工地大小直徑不超過2公里，工地形狀不定，有狹長有方圓監(jiān)控點(diǎn)位：安裝攝像頭的點(diǎn)位不定，吊塔，路燈，工程電梯等

55、都可能需要，且周圍路面有可能被破壞，重新施工等。5.2.1.2 系統(tǒng)拓?fù)涔さ乇O(jiān)控中心一般位于工棚內(nèi)部，而各個監(jiān)控點(diǎn)至監(jiān)控點(diǎn)通常有遮擋，吊塔相對較高，與工棚可直視，所以選取吊塔作為中繼點(diǎn)，其他各監(jiān)控點(diǎn)傳輸至吊塔，然后再回傳至監(jiān)控中心。監(jiān)控點(diǎn)設(shè)備連接：各地面監(jiān)控點(diǎn)，使用無線傳輸設(shè)備，與攝像頭有線直連，數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心接收點(diǎn)。當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)與監(jiān)控中心遮擋嚴(yán)重時，可以在中間找一個中繼點(diǎn)，比如數(shù)據(jù)先傳輸?shù)降跛?，再通過吊塔傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。（無線傳輸設(shè)備有兩個百兆網(wǎng)口，可以同時接兩路攝像頭）吊塔上設(shè)備連接：1) 單做監(jiān)控點(diǎn)使用無線傳輸設(shè)備與攝像頭連接，無線傳輸至中繼點(diǎn)或監(jiān)控中心。 2) 既是監(jiān)控點(diǎn)又是中繼點(diǎn)吊塔一般比較高，能投俯視工地各個角落，所以當(dāng)其他監(jiān)控點(diǎn)與監(jiān)控中心有遮擋時，可以把吊塔設(shè)為中繼點(diǎn)。使用兩個無線傳輸設(shè)備有線直連（背靠背），一個用于接收其他監(jiān)控點(diǎn)的視頻數(shù)據(jù)，另一個傳輸數(shù)據(jù)到其他中繼點(diǎn)或監(jiān)控中心。監(jiān)控中心/工棚頂部設(shè)備連接： 一般監(jiān)控中心端需要覆蓋的角度比較廣，所以使用