智慧工地：系統(tǒng)解決方案

1、智慧工地前言：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,同時，建筑業(yè)也是一個安全事故多發(fā)的高危行業(yè)。如何加強施工現(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，是擺在各級政府部門、業(yè)界人士和廣大學(xué)者面前的一項重要研究課題。在建筑領(lǐng)域，中國電子科技集團(tuán)第五十二研究所和海康威視聯(lián)手采用新一代的信息技術(shù)，充分發(fā)揮現(xiàn)有資源和技術(shù)優(yōu)勢，推動了物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)在建設(shè)工程安全質(zhì)量領(lǐng)域的應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)（ Internetof Things ，IOT）是指將各種信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)，在技術(shù)上又稱為“傳感網(wǎng)”， 被認(rèn)為是繼計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)之后的“

2、第三次IT 浪潮”。就物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而言，其本身是一項信息技術(shù)，為建筑施工質(zhì)量安全管理提供了先進(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)。建設(shè)工程安全質(zhì)量物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)背景介紹針對目前安全監(jiān)管和防范手段相對落后，全

3、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。通過建設(shè)工程安全質(zhì)量物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)，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。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，成立綜合性市級應(yīng)急管理機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)體制創(chuàng)新，能夠統(tǒng)一處置生產(chǎn)安全領(lǐng)域的各類事件。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)將構(gòu)建覆蓋政府、企業(yè)、工程現(xiàn)場三級聯(lián)動的建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督管理平臺。按照權(quán)限設(shè)置，分級管理的原則，市建設(shè)委員會、市建設(shè)工程

4、質(zhì)量安全監(jiān)督總站、區(qū)質(zhì)量安全監(jiān)督分站、企業(yè)、監(jiān)理部門等共享資源，可以查看自己權(quán)限范圍內(nèi)的信息。系統(tǒng)組成：網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用架構(gòu)圖系統(tǒng)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。將移動執(zhí)法終端、施工升降機(jī)、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)、混凝土攪拌車超載超速信息及時上傳給綜合管理平臺。系統(tǒng)同時結(jié)合工地可視化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)、塔式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)、建設(shè)工程結(jié)構(gòu)安全實時監(jiān)測系統(tǒng)等系統(tǒng)對工地監(jiān)測信息的采集，實現(xiàn)工地的實時監(jiān)督管理，最終有效提升政府部門科學(xué)管理水平。系統(tǒng)特點：1、統(tǒng)一管理平臺： 統(tǒng)一的政府可視化智能工地監(jiān)管平臺，預(yù)留多系統(tǒng)接口

5、， 系統(tǒng)可逐步升級；2、多系統(tǒng)接入：多子系統(tǒng)對建設(shè)工程安全質(zhì)量關(guān)鍵要素進(jìn)行智能感知和云計算接入；3、管理流程再造：數(shù)據(jù)共享融合，可為多個政府部門提供監(jiān)管決策支撐；4、項目監(jiān)管為中心項目從開工到竣工被納入系統(tǒng)實時監(jiān)控，通過實時現(xiàn)場安全安全質(zhì)量監(jiān)控數(shù)據(jù)結(jié)合傳統(tǒng)的監(jiān)管模式，提升科學(xué)管理水平。典型案例：杭州市建設(shè)委員會建設(shè)工程安全質(zhì)量物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)工地可視化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)背景介紹在工地分布廣泛、現(xiàn)場環(huán)境惡劣的建筑行業(yè)，確保規(guī)范施工，保證工程質(zhì)量及工地的建筑材料、設(shè)備等財產(chǎn)安全是施工單位管理者關(guān)心的頭等大事。建筑工地屬于環(huán)境復(fù)雜，人員復(fù)雜的區(qū)域。考慮到工程監(jiān)督、項目進(jìn)度、設(shè)備及人員的安全，一套有效的視

6、頻監(jiān)控系統(tǒng)對于管理者來說是非常有必要的。通過遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，管理者可以了解到現(xiàn)場的施工進(jìn)度，可以遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場的生產(chǎn)操作過程，可以遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場材料的安全。由此實現(xiàn)項目的遠(yuǎn)程監(jiān)管，強化總部對前端的支撐服務(wù)。這是科學(xué)技術(shù)助力建筑行業(yè)管理創(chuàng)新的典型應(yīng)用。系統(tǒng)設(shè)計工地可視化遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)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。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，

7、實時掌握工地現(xiàn)場信息，減少管理成本。系統(tǒng)組成 （圖片更改，差不多這個效果，請以visio原圖修改排版）網(wǎng)絡(luò)如圖所示，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。監(jiān)控中心配置視頻綜合平臺解碼設(shè)備，建設(shè)液晶拼接大屏幕電視墻，實現(xiàn)對前端視頻信號的實時查看和突發(fā)事件的指揮、控制、調(diào)度。功能描述工地前端系統(tǒng)：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。傳輸網(wǎng)絡(luò)：工地和監(jiān)控中心之間專線和互聯(lián)網(wǎng)兩種方式可選；工地現(xiàn)場使用網(wǎng)橋AP無線傳輸。監(jiān)控中心：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。系統(tǒng)特點綜合監(jiān)控，全面集成高清監(jiān)控，提升價值易于擴(kuò)

8、展，復(fù)用便捷專業(yè)軟件，管控一體典型案例：浙江省建工集團(tuán)有限責(zé)任公司中天建設(shè)集團(tuán)第二工程公司浙江昆侖建設(shè)集團(tuán)股份有限公司浙江寶業(yè)建設(shè)集團(tuán)有限公司網(wǎng)絡(luò)偉基建設(shè)集團(tuán)有限公司塔式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)背景介紹塔式起重機(jī)已經(jīng)成為建筑工地必不可少的大型施工機(jī)械之一，但同時塔吊安全事故也屢屢發(fā)生，雖然各地建筑安全監(jiān)督管理機(jī)構(gòu)加大監(jiān)管力度，但由于監(jiān)管手段的單一和監(jiān)管人力物力的不足，超載違章作業(yè)現(xiàn)象嚴(yán)重。 據(jù)調(diào)查，85%塔式起重機(jī)使用環(huán)節(jié)普遍存在的超載和違章作業(yè)等現(xiàn)象，導(dǎo)致塔式起重機(jī)事故的直接原因。塔式起重機(jī)安全事故頻發(fā)已經(jīng)是建筑業(yè)久治不愈的頑疾。塔式起重機(jī)安全監(jiān)管平臺主要提供給建筑安全監(jiān)督管理部門、施工企業(yè)、

9、項目部、監(jiān)理單位和塔吊產(chǎn)權(quán)單位，塔吊租賃公司等各方主體使用，主要實現(xiàn)多方主體單位的塔吊遠(yuǎn)程監(jiān)督與管理。系統(tǒng)設(shè)計中電海康自主研發(fā)的塔式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)高效率地完整實現(xiàn)建筑塔機(jī)單機(jī)運行和群塔干涉作業(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。在對塔機(jī)實現(xiàn)現(xiàn)場安全監(jiān)控、運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，實現(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。同時，系統(tǒng)平臺可實現(xiàn)工地級

10、、企業(yè)級、區(qū)域（省市）級三級網(wǎng)絡(luò)化、信息化遠(yuǎn)程安全監(jiān)督與實時管理。系統(tǒng)組成在塔式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)中，前置系統(tǒng)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)的運行情況。塔機(jī)與塔機(jī)之間采用 WSN進(jìn)行實時通信，解決群塔間相互碰撞的問題。網(wǎng)絡(luò)前置系統(tǒng)組成圖功能描述（1）塔吊實時監(jiān)控（2）塔吊運行故障分析（3）塔吊統(tǒng)計報表（4）系統(tǒng)管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)特點避免誤操作和超載為機(jī)械設(shè)備維護(hù)人員提供科學(xué)依據(jù)為管理者提供有效的科學(xué)管理手段為事故處理提供有效證據(jù)典型案

11、例杭州市建設(shè)委員會塔吊安全監(jiān)控管理系統(tǒng)及前置系統(tǒng)金華市建設(shè)委員會塔吊安全監(jiān)控管理系統(tǒng)及前置系統(tǒng)建設(shè)工程結(jié)構(gòu)安全施工實時監(jiān)測系統(tǒng)背景介紹建設(shè)工程結(jié)構(gòu)安全施工實時監(jiān)測包括對建筑工地環(huán)境監(jiān)測，大體積混凝土澆筑，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變，地基監(jiān)測，基坑支護(hù)等數(shù)據(jù)的監(jiān)測。傳統(tǒng)的監(jiān)測手段主要是人工現(xiàn)場監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和及時性較低，不能集中管理，尤其在惡劣的環(huán)境下人員工作效率低，監(jiān)測效果差。系統(tǒng)設(shè)計建設(shè)工程結(jié)構(gòu)安全施工實時監(jiān)測是在建構(gòu)筑物施工過程中，采用監(jiān)測儀器對關(guān)鍵部位各項控制指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測，并在監(jiān)測值接近控制值時發(fā)出報警，用來保證施工的安全性，同時也可用于檢查施工過程是否合理。基于傳感網(wǎng)的建設(shè)工程結(jié)構(gòu)安全施工

12、實時監(jiān)測系統(tǒng)，改變傳統(tǒng)的周期性、人工監(jiān)測方式，將新興無線傳感網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于建設(shè)工程監(jiān)測領(lǐng)域，設(shè)計出智能化、信息化的監(jiān)測系統(tǒng)，為建設(shè)工程結(jié)構(gòu)安全施工的實時監(jiān)測提供有效、便捷的方式。本系統(tǒng)將各類監(jiān)測點的信息匯集到統(tǒng)一的監(jiān)控平臺，實現(xiàn)各個監(jiān)測點的信息共享，實現(xiàn)對整個用戶單位管轄范圍內(nèi)所有建筑工地統(tǒng)一管理。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工程結(jié)構(gòu)安全施工實時監(jiān)測系統(tǒng)是基于具有自主知識產(chǎn)權(quán)的無線傳感網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)， 該系統(tǒng)主要由監(jiān)控中心管理軟件、 WSN協(xié)調(diào)器、 WSN路由器、 WSN采集器以及各類測量傳感器組成。功能描述本系統(tǒng)采用無線傳感網(wǎng)技術(shù)將分布式布置的各個監(jiān)測點信息匯總后，由 WSN協(xié)調(diào)器通過以太或者移動網(wǎng)絡(luò) （3G/GPR

13、S）上傳到監(jiān)控中心管理軟件。 監(jiān)控中心管理軟件可以對各個監(jiān)測點信息實現(xiàn)共享，實時分析監(jiān)測點的狀態(tài)信息并根據(jù)預(yù)設(shè)的報價閥值產(chǎn)生報警。根據(jù)用戶需求，報警方式可以采用聲光報警、短信報警等方式。此外，本系統(tǒng)提供建筑工程施工現(xiàn)場 GIS 服務(wù)，并將各個監(jiān)測點的位置及狀態(tài)與 GIS 結(jié)合，為用戶提供直觀、現(xiàn)象的展示服務(wù)。系統(tǒng)特點采用新興無線傳感網(wǎng)技術(shù)設(shè)計，具備全面感知、網(wǎng)絡(luò)傳輸以及智能分析處理等特點，是典型網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用；基于自主設(shè)計的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計，具備自組網(wǎng)、自組織、自維護(hù)功能；支持多種傳輸方式，具有工作頻段靈活，可擴(kuò)展性好，魯棒性強，網(wǎng)絡(luò)容量大，覆蓋范圍廣等特點；為用戶提供友好的 Web界面

14、，直觀顯示無線傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、施工工地地理位置、各個監(jiān)測點實時數(shù)據(jù)等信息；系統(tǒng)對工程施工現(xiàn)場的各個監(jiān)測點狀況進(jìn)行實時跟蹤分析，原始數(shù)據(jù)采集和處理完全不用人工參與，避免人為因素操作造成錯誤分析；采用分布式采集方式，將數(shù)據(jù)采集單元分散布置在靠近傳感器的地方，減少模擬量的傳輸距離，提高了系統(tǒng)的抗外界干擾能力；系統(tǒng)為具有管理權(quán)限的用戶提供多種報警方式，包括聲光報警、短信報警等。典型案例錢江新城中信銀行新建杭州火車東站杭州市萬象城二期工程福建地鐵則徐站寧波地鐵天一站混凝土攪拌車超載超速管理系統(tǒng)背景介紹隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，混凝土攪拌車數(shù)量有很大增長，但是其超速、超載等原因造成了很多交通事故，給交通安全帶來

15、隱患，也給企業(yè)造成損失，嚴(yán)重影響了和諧城市建設(shè)的進(jìn)程。中國電子科技集團(tuán)第52 研究所經(jīng)過多年研發(fā)與實踐運行經(jīng)驗，研發(fā)的以衛(wèi)星定位系統(tǒng)為基礎(chǔ)，集通訊控制、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、智能化管理等一體的智能混凝土攪拌車監(jiān)控管理系統(tǒng)必將大大改善目前的混凝土攪拌車管理難題，嚴(yán)防混凝土攪拌車超載、限制行車速度、保證行車安全，加強對混凝土攪拌車超載超速監(jiān)管力度，使得混凝土攪拌車運輸更加規(guī)范、安全、有序。系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)是按照先進(jìn)、可靠、長遠(yuǎn)發(fā)展的要求進(jìn)行設(shè)計，充分體現(xiàn)模塊化系統(tǒng)集成的設(shè)計思想。網(wǎng)絡(luò)滿足無線和有線報警聯(lián)動的功能要求，同時考慮系統(tǒng)增值服務(wù)的發(fā)展空間，力爭實現(xiàn)一個高度信息化、自動化的超載超速監(jiān)控系統(tǒng)。整個系統(tǒng)由管理

16、中心、數(shù)據(jù)采集端、遠(yuǎn)程監(jiān)控終端等組成，包括超載監(jiān)控子系統(tǒng)、超速監(jiān)控子系統(tǒng)、綜合管理子系統(tǒng)、執(zhí)法聯(lián)動子系統(tǒng)等。系統(tǒng)組成混凝土攪拌車監(jiān)控管理系統(tǒng)主要有 4 部分組成：超載監(jiān)控子系統(tǒng)、超速監(jiān)控子系統(tǒng)、管理中心子系統(tǒng)和報警聯(lián)動子系統(tǒng)。超載監(jiān)控子系統(tǒng)：從攪拌站工控系統(tǒng)采集混凝土攪拌車的運載土方量，并上報到管理中心。超速監(jiān)控子系統(tǒng)：實時采集 GPS信息等，并判斷該混凝土攪拌車是否超速、位置是否正常，同時通過 GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到管理中心。綜合管理子系統(tǒng)：系統(tǒng)核心所在，部署超載超速綜合管理系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)模塊、管理服務(wù)模塊 Web服務(wù)模塊等。執(zhí)法聯(lián)動子系統(tǒng)： 系統(tǒng)的報警處理模塊。 可以由用戶根據(jù)實際需要配

17、置響應(yīng)的報警聯(lián)動選項。功能描述地理位置信息顯示實時采集裝載數(shù)據(jù)車輛實時位置定位實時采集超速信息報警聯(lián)動網(wǎng)絡(luò)形式多樣的統(tǒng)計報表系統(tǒng)特點先進(jìn)性：大力采用 3G移動通信、 GPS、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫等一系列成熟、可繼承、具備廣闊發(fā)展前景的先進(jìn)技術(shù)。實用性：堅持實用性為主的原則，避免使用不成熟、過分超前的技術(shù)和產(chǎn)品。可靠性：從系統(tǒng)設(shè)計理念到系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計， 再到產(chǎn)品選型， 都持續(xù)秉承系統(tǒng)可靠性原則。安全性：在構(gòu)建系統(tǒng)時，使用中電五十二所關(guān)于系統(tǒng)安全的多年來的設(shè)計思想，全面實現(xiàn)系統(tǒng)防入侵、數(shù)據(jù)防泄漏。開放性：在設(shè)計和設(shè)備選型時，科學(xué)預(yù)測未來擴(kuò)容需求，進(jìn)行余量設(shè)計。易管理性、易維護(hù)性。典型案例：杭州市混凝土攪拌車超載超速管理系統(tǒng)案例：杭州市建設(shè)委員會建設(shè)工程安全質(zhì)量物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)（圖一）浙江省建工集團(tuán)有限責(zé)任公司中天建設(shè)集團(tuán)第二工程公司浙江昆侖建設(shè)集團(tuán)股份有限公司浙江寶業(yè)建設(shè)集團(tuán)有限公司偉基建設(shè)集團(tuán)有限公司（圖二）杭州市塔吊安全監(jiān)控管理系統(tǒng)（圖三）福建地鐵則徐站寧波地鐵天一站新建杭州火車東站（圖四）杭州市萬象城二期工程網(wǎng)絡(luò)杭州市混凝土攪拌車超載超速管理系統(tǒng)（圖五）圖一圖二圖三網(wǎng)絡(luò)圖四圖五網(wǎng)絡(luò)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,同時，建筑業(yè)也是一個安全事故多發(fā)的高危行業(yè)。如何加強施工現(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