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導讀：建筑行業(yè)是我國國民經濟的重要物質生產部門和支柱產業(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、提高建筑工程質量，是擺在各級政府部門、業(yè)界人士和廣大學者面前的一項重要研究課題。

物聯網（Internetof Things，IOT）是指將各種信息傳感設備與互聯網結合起來而形成的一個巨大網絡，在技術上又稱為“傳感網”，被認為是繼計算機和互聯網之后的“第三次IT浪潮”。

就物聯網技術而言，其本身是一項信息技術，為建筑施工質量安全管理提供了先進技術手段，通過安裝在建筑施工作業(yè)現場的各類傳感裝置，構建智能監(jiān)控和防范體系，就能有效彌補傳統方法和技術在監(jiān)管中的缺陷，實現對人、機、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，其也將為安全生產監(jiān)督管理引入新理念，真正體現“安全第一、預防為主、綜合治理”的安全生產方針。傳統的施工監(jiān)測、易受人為影響且效率低下。通過引入物聯網技術，可以有效提高建筑施工質量，進而構建智能家居、智能建筑，并最終達到創(chuàng)造智能城市的目標。

一、建設工程安全質量物聯網管理系統

1、背景介紹

針對目前安全監(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核心業(yè)務的現狀，利用信息化對建筑施工安全生產進行“智能化”監(jiān)管。

通過建設工程安全質量物聯網管理系統，進一步落實企業(yè)安全監(jiān)管責任，提高企業(yè)對工程現場的遠程管理水平，加快企業(yè)對工程現場安全隱患處理的速度。通過政府統籌規(guī)劃，協調各業(yè)務管理部門，圍繞安全監(jiān)管制度為核心，以物聯網技術為技術手段，將科技技術力量與安全監(jiān)管制度緊密集合，成立綜合性市級應急管理機構，實現體制創(chuàng)新，能夠統一處置生產安全領域的各類事件。

2、系統設計

系統將構建覆蓋政府、企業(yè)、工程現場三級聯動的建設工程質量安全監(jiān)督管理平臺。按照權限設置，分級管理的原則，市建設委員會、市建設工程質量安全監(jiān)督總站、區(qū)質量安全監(jiān)督分站、企業(yè)、監(jiān)理部門等共享資源，可以查看自己權限范圍內的信息。

3、系統組成：

物聯網應用架構圖

系統建設采用先進的物聯網技術，主要由信息采集層、網絡接入層、網絡傳輸層、信息存儲與處理層組成。將移動執(zhí)法終端、施工升降機、塔式起重機作業(yè)產生的動態(tài)情況、工地周圍的視頻數據、混凝土攪拌車超載超速信息及時上傳給綜合管理平臺。系統同時結合工地可視化遠程管理系統、塔式起重機安全監(jiān)控管理系統、建設工程結構安全實時監(jiān)測系統等系統對工地監(jiān)測信息的采集，實現工地的實時監(jiān)督管理，最終有效提升政府部門科學管理水平。

系統特點：

1）統一管理平臺：統一的政府可視化智能工地監(jiān)管平臺，預留多系統接口，系統可逐步升級；

2）多系統接入：多子系統對建設工程安全質量關鍵要素進行智能感知和云計算接入；

3）管理流程再造：數據共享融合，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實時監(jiān)控，通過實時現場安全安全質量監(jiān)控數據結合傳統的監(jiān)管模式，提升科學管理水平。

二、工地可視化遠程管理系統

1、背景介紹

在工地分布廣泛、現場環(huán)境惡劣的建筑行業(yè)，確保規(guī)范施工，保證工程質量及工地的建筑材料、設備等財產安全是施工單位管理者關心的頭等大事。建筑工地屬于環(huán)境復雜，人員復雜的區(qū)域。考慮到工程監(jiān)督、項目進度、設備及人員的安全，一套有效的視頻監(jiān)控系統對于管理者來說是非常有必要的。通過遠程視頻監(jiān)控系統，管理者可以了解到現場的施工進度，可以遠程監(jiān)控現場的生產操作過程，可以遠程監(jiān)控現場材料的安全。由此實現項目的遠程監(jiān)管，強化總部對前端的支撐服務。這是科學技術助力建筑行業(yè)管理創(chuàng)新的典型應用。

2、系統設計

工地可視化遠程監(jiān)控管理系統能夠實現工地現場的遠程預覽、遠程云控制球機轉動、遠程接收現場報警、遠程與現場進行語音對話指揮等功能。采用政府部門、企業(yè)、施工現場三級聯動架構，有效實現視頻數據共享，并提供建筑公司管理系統對接接口，方便進行二次開發(fā)。通過企業(yè)平臺，可以促使企業(yè)更好地對工地進行安全質量監(jiān)管，落實企業(yè)責任主體。同時可以方便企業(yè)進行自我監(jiān)管，實時掌握工地現場信息，減少管理成本。

3、系統組成

建筑工地視頻監(jiān)控系統架構由三部分組成：前端施工現場、傳輸網絡、監(jiān)控中心。

監(jiān)控中心配置視頻綜合平臺解碼設備，建設液晶拼接大屏幕電視墻，實現對前端視頻信號的實時查看和突發(fā)事件的指揮、控制、調度。

功能描述

工地前端系統：負責現場圖像采集、錄像存儲、報警接收發(fā)送、傳感器數據采集和網絡傳輸。

傳輸網絡：工地和監(jiān)控中心之間專線和互聯網方式可選；工地現場使用網橋AP無線傳輸。

監(jiān)控中心：系統的核心所在，是執(zhí)行日常監(jiān)控、系統管理、應急指揮的場所。

系統特點

綜合監(jiān)控，全面集成，高清監(jiān)控，提升價值

易于擴展，復用便捷，專業(yè)軟件，管控一體

三、塔式起重機安全監(jiān)控管理系統

1、背景介紹

塔式起重機已經成為建筑工地必不可少的大型施工機械之一，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)督管理機構加大監(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)現象嚴重。

據調查，85%塔式起重機使用環(huán)節(jié)普遍存在的超載和違章作業(yè)等現象，導致塔式起重機事故的直接原因。塔式起重機安全事故頻發(fā)已經是建筑業(yè)久治不愈的頑疾。塔式起重機安全監(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)、項目部、監(jiān)理單位和塔吊產權單位，塔吊租賃公司等各方主體使用，主要實現多方主體單位的塔吊遠程監(jiān)督與管理。

2、系統設計

公司研發(fā)的塔式起重機安全監(jiān)控管理系統高效率地完整實現建筑塔機單機運行和群塔干涉作業(yè)防碰撞的實時監(jiān)控與聲光預警報警功能，并在報警的同時自動中止塔機危險動作。 

在對塔機實現現場安全監(jiān)控、運行記錄和聲光報警的同時，通過遠程高速無線數據傳輸，實現實時動態(tài)的遠程監(jiān)控、遠程報警和遠程告知，使得塔機安全監(jiān)控成為開放的實時動態(tài)監(jiān)控。從技術手段上保障了對塔機使用過程和行為的及時監(jiān)管，切實防范、管控設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安全生產事故發(fā)生。

同時，系統平臺可實現工地級、企業(yè)級、區(qū)域（省市）級三級網絡化、信息化遠程安全監(jiān)督與實時管理。

3、系統組成

在塔式起重機安全監(jiān)控管理系統中，前置系統通過高精度傳感器采集塔機的風速、載荷、回轉、幅度和高度信息，控制器根據實時采集的信息做出安全報警和規(guī)避危險的措施，同時把相關的安全信息發(fā)送給服務器，塔機的監(jiān)管部門可通過客戶端查看到網絡中每個塔機的運行情況。塔機與塔機之間采用WSN進行實時通信，解決群塔間相互碰撞的問題。

功能描述

（1）塔吊實時監(jiān)控

（2）塔吊運行故障分析

（3）塔吊統計報表

（4）系統管理

系統特點

避免誤操作和超載

為機械設備維護人員提供科學依據

為管理者提供有效的科學管理手段

為事故處理提供有效證據

四、建設工程結構安全施工實時監(jiān)測系統

1、背景介紹

建設工程結構安全施工實時監(jiān)測包括對建筑工地環(huán)境監(jiān)測，大體積混凝土澆筑，鋼結構應力應變，地基監(jiān)測，基坑支護等數據的監(jiān)測。傳統的監(jiān)測手段主要是人工現場監(jiān)測，監(jiān)測數據的準確性和及時性較低，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。

系統設計

建設工程結構安全施工實時監(jiān)測是在建構筑物施工過程中，采用監(jiān)測儀器對關鍵部位各項控制指標進行監(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。

基于傳感網的建設工程結構安全施工實時監(jiān)測系統，改變傳統的周期性、人工監(jiān)測方式，將新興無線傳感網技術應用于建設工程監(jiān)測領域，設計出智能化、信息化的監(jiān)測系統，為建設工程結構安全施工的實時監(jiān)測提供有效、便捷的方式。本系統將各類監(jiān)測點的信息匯集到統一的監(jiān)控平臺，實現各個監(jiān)測點的信息共享，實現對整個用戶單位管轄范圍內所有建筑工地統一管理。

建設工程結構安全施工實時監(jiān)測系統是基于具有自主知識產權的無線傳感網應用系統，該系統主要由監(jiān)控中心管理軟件、WSN協調器、WSN路由器、WSN采集器以及各類測量傳感器組成。

2、功能描述

本系統采用無線傳感網技術將分布式布置的各個監(jiān)測點信息匯總后，由WSN協調器通過以太或者移動網絡（3G/GPRS）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)測點信息實現共享，實時分析監(jiān)測點的狀態(tài)信息并根據預設的報價閥值產生報警。

根據用戶需求，報警方式可以采用聲光報警、短信報警等方式。此外，本系統提供建筑工程施工現場GIS服務，并將各個監(jiān)測點的位置及狀態(tài)與GIS結合，為用戶提供直觀、現象的展示服務。

3、系統特點

采用新興無線傳感網技術設計，具備全面感知、網絡傳輸以及智能分析處理等特點，是典型物聯網應用；

基于自主設計的無線傳感器網絡協議設計，具備自組網、自組織、自維護功能；

支持多種傳輸方式，具有工作頻段靈活，可擴展性好，魯棒性強，網絡容量大，覆蓋范圍廣等特點；

為用戶提供友好的Web界面，直觀顯示無線傳感網網絡拓撲結構、施工工地地理位置、各個監(jiān)測點實時數據等信息；

系統對工程施工現場的各個監(jiān)測點狀況進行實時跟蹤分析，原始數據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，將數據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，提高了系統的抗外界干擾能力；

系統為具有管理權限的用戶提供多種報警方式，包括聲光報警、短信報警等。

五、混凝土攪拌車超載超速管理系統

1、背景介紹

隨著經濟的發(fā)展，混凝土攪拌車數量有很大增長，但是其超速、超載等原因造成了很多交通事故，給交通安全帶來隱患，也給企業(yè)造成損失，嚴重影響了和諧城市建設的進程。

經過多年研發(fā)與實踐運行經驗，研發(fā)的以衛(wèi)星定位系統為基礎，集通訊控制、計算機網絡、智能化管理等一體的智能混凝土攪拌車監(jiān)控管理系統必將大大改善目前的混凝土攪拌車管理難題，嚴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。

2、系統設計

系統是按照先進、可靠、長遠發(fā)展的要求進行設計，充分體現模塊化系統集成的設計思想。滿足無線和有線報警聯動的功能要求，同時考慮系統增值服務的發(fā)展空間，力爭實現一個高度信息化、自動化的超載超速監(jiān)控系統。整個系統由管理中心、數據采集端、遠程監(jiān)控終端等組成，包括超載監(jiān)控子系統、超速監(jiān)控子系統、綜合管理子系統、執(zhí)法聯動子系統等。

3、系統組成

混凝土攪拌車監(jiān)控管理系統主要有4部分組成：超載監(jiān)控子系統、超速監(jiān)控子系統、管理中心子系統和報警聯動子系統。

超載監(jiān)控子系統：從攪拌站工控系統采集混凝土攪拌車運載土方量，并上報到管理中心。

超速監(jiān)控子系統：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網絡發(fā)送到管理中心。

綜合管理子系統：系統核心所在，部署超載超速綜合管理系統，包括數據庫服務模塊、管理服務模塊Web服務模塊等。

執(zhí)法聯動子系統：系統的報警處理模塊。可以由用戶根據實際需要配置響應的報警聯動選項。

功能描述

地理位置信息顯示

實時采集裝載數據

車輛實時位置定位

實時采集超速信息

報警聯動

形式多樣的統計報表

系統特點

先進性：大力采用3G移動通信、GPS、計算機網絡、數據庫等一系列成熟、可繼承、具備廣闊發(fā)展前景的先進技術。

實用性：堅持實用性為主的原則，避免使用不成熟、過分超前的技術和產品。

可靠性：從系統設計理念到系統架構的設計，再到產品選型，都持續(xù)秉承系統可靠性原則。

安全性：在構建系統時，使用中電五十二所關于系統安全的多年來的設計思想，全面實現系統防入侵、數據防泄漏。

開放性：在設計和設備選型時，科學預測未來擴容需求，進行余量設計。

案例：

圖一 

圖二 

圖三 

圖四