建筑工地可视化安全管理监控系统应用探究

韩波涛 尹增森

摘 要：建筑工地的施工安全是关系到人员的生命安全，安全管理对于建筑项目尤其重要。可视化技术的出现，为施工安全管理提供了有效手段。本文首先对可视化技术进行了介绍，然后对于建筑工地安全管理可视化的监控系统的建立进行了分析，为今后建筑工地可视化安全管理监控系统的建立提供一些借鉴。

关键词：建筑工地 可视化 安全管理

中图分类号：TU714 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）11（c）-0084-03

建筑项目施工不仅涉及到土木工程、排水、配电等诸多领域，不仅施工难度大，而且施工工期较长。因此，建筑工地人员流动较大，同时材料搬运、机械设备施工较多，这给建筑施工现场的安全管理带来了极大的难度。如果仅仅依靠安全管理人员在现场进行巡视发现问题，由于建筑施工区域较大，需要投入大量的人力来完成。可视化技术的诞生，大大简化了建筑工地現场安全管理工作。目前江苏省正在大力建设数字工地智慧安监，南京NO.2016G01地块项目作为江苏省数字工地智慧安监试点项目，在建筑工地的安全管理中采用可视化监控系统，不仅能够将建筑工地的实时情况在屏幕显示出来，而且系统还能够对现场违规操作、安全隐患等给予报警，大大提升了安全管理效率。

1 可视化安全管理技术

场地布局、地形等施工空间环境的创设，能够涉及到两项技术，一种为激光扫描，另一种为建模技术。在施工现场，对数据的收集可以采用实时位置跟踪传感器，实时可视化，其流程如图1所示。

1.1 可视化虚拟显示环境

虚拟现实环境主要由两部分组成：一部分为真实环境的实体；另一部分为属性组成，同时还包括许多的基本元素，如表面、对象、属性等。采用激光扫描，不仅可以获得场景的表面，同时还可以获得静态对象，在扫描过程中，进行一次扫描，就会有一个独特的坐标系统，将扫描结果纳入集中。虚拟环境一大特点就是照明，我们了解光在现实世界中，不会持续存在，而光在模拟环境中，能够良好的定向作用。 在虚拟现实环境中，可以通过对Auto CAD软件的合理应用，进行对象的创建，利用虚拟相机，从不同的视角出发，对场景进行定义。关系主要反映元素之间的相关性。另外，利用传感器，可以接收实时数据，然后再将其传送到数据服务器，这样实现动态对象属性的更新。

1.2 实施数据分布

对于相关信息的传递，需要将其传送到本地服务器以及远程3D查看器，这样才能满足项目管理者的信息需求，因此对可视化系统数据服务器提出了更高的要求，包括数据订购功能、发布功能，同时还要利用局域网以及互联网，实现信息的访问共享。虚拟现实环境主要包括两个方面：一方面为复杂的静态结构；另一方面为人员、材料以及设备等动态对象，这样对于复杂的建筑活动，人们能够更易于理解。虚拟环境的元素能够与实时传感器的数据相连，在这一情况下，传感器数据的更新，需要采用当地数据处理器。对于虚拟现实环境信息更新，在发布和查询机制的影响下，可以使数据收集器同步进行，用户想要查询数据，通过访问局域网或者访问互联网就可以及时地获取到数据，帮助项目参与者做出正确的决策。建筑项目施工不仅涉及到土木工程、排水、配电等诸多领域，不仅施工难度大，而且施工工期较长。因此，建筑工地人员流动较大，同时材料搬运、机械设备施工较多，这给建筑施工现场的安全管理带来了极大的难度。如果仅仅依靠安全管理人员在现场进行巡视发现问题，由于建筑施工区域较大，需要投入大量的人力来完成。可视化技术的诞生，大大简化了建筑工地现场安全管理工作，建筑工地可视化安全管理系统不仅能够将建筑工地的实时情况在屏幕显示出来，而且系统还能够对现场违规操作、安全隐患等给予报警，大大提升了安全管理效率。

2 建筑工地安全管理可视化

从图2为南京NO.2016G01地块项目施工现场场景，我们直观地看见项目的施工现场情况，所收集的数据，结合位置跟踪技术进行。采用的数据主要包括土方工程材料、施工人员的出口、临时建筑以及安全保护设备等。

在南京NO.2016G01地块项目施工现场，对动态现象的追踪，使用了UWB技术，追踪的动态对象有起重机舱室、现场工人等。对于UWB，为每个人配备，至少1个，并利用UWB进行数据的收集，并在本地服务器上进行发布，并采用服务器，对速度、位置等相关信息进行计算。同时采用6个UWB，并将其安装起重机的各个部位，在支架上，安装4个UWB，在起重机舱室和起重机吊钩上分别安装1个UWB。

对整个施工现场进行模拟，并准确的标记相关元素，已知这些元素给定时间位置。在未有警告发生时，例如，对于起重机的临近区域，颜色呈黄色，但是一旦工人走入，颜色会发生改变，由黄色变为红色，发生这一改变，意味着工人存在危险。为避免出现警报无用的情况，用户可以对起重机的临近区域进行定义。起重机驾驶室操作人员的视野有限，当操作人员想要将建筑材料放置在一个看不见的位置，为了准确的找到位置，操作人员可以通过虚拟现实环境，找到放置的位置。

3 建筑工程施工现场可视化安全监控系统建立

建立建筑施工现场可视化安全监控系统的关键问题在于可操作性和实现的手段。随着计算机应用技术、超大规模集成电路技术、图像处理技术、网络通讯技术等高新技术日新月异的发展，安全监控技术也是突飞猛进的。国内逐步成熟的网络通信、网络视频、生物识别、信息对比、智能监控技术，可以为建筑施工现场可视化提供更加系统化的技术支持。完备的通信设施、先进的监控器材、成熟的网络视频技术是建筑施工现场可视化安全监控系统可行性的技术保证。

（1）可视化安全监控系统的开发是一个庞大的工程，前期要进行需求分析，包括技术条件、前端监控点、传输网络、平台设备及机房建设。系统设计与实现中需要设计原则的拟定、监控点布置要点及动态变化、平台框架设计、网络视频与平台的接人、运行和维护。系统构建后期进行实证分析和测试，包括系统测试、功能测试、实证应用效果、专家评估。建筑项目施工不仅涉及到土木工程、排水、配电等诸多领域，不仅施工难度大，而且施工工期较长。因此，建筑工地人员流动较大，同时材料搬运、机械设备施工较多，这给建筑施工现场的安全管理带来了极大的难度。如果仅仅依靠安全管理人员在现场进行巡视发现问题，由于建筑施工区域较大，需要投入大量的人力来完成。可视化技术的诞生，大大简化了建筑工地现场安全管理工作，建筑工地可视化安全管理系统不仅能够将建筑工地的实时情况在屏幕显示出来，而且系统还能够对现场违规操作、安全隐患等给予报警，大大提升了安全管理效率。

（2）对于前端监控点的选择，要利用科学合理的分析方法，结合建筑施工现场安全管理人员工作中的实践经验，选择合适的前端监控点。通过调查问卷法、专家访谈法、头脑风暴法等来对建筑施工现场的项目经理、安全管理人员、现场施工环境等。进行科学调查，定性分析合适的前端监控点。

（3）对于摄像头的选择，需要进行严谨的广泛的市场调查，了解摄像头的性能和价格后合理采购，既要经济也要适用，结合施工现场的情况安装对应相应性能的摄像头，如塔吊适合3600广视角摄像头。对于系统用户的使用上，结合工地实际的管理情况，设定对应权限、职责分明，做到工地上真正的隐患视觉化、透明化，纠偏措施真正有管理人员去落实。

（4）我国现在没有明确的建筑相关法律规定建筑施工现场需要可视化安全监控管理，目前只有让可视化安全监控系统在施工现场安全管理上产生真正的成效，那么它的发展才会得到施工企业、社会各界人士以及法律的支持。

4 结语

随着科学技术的发展，目前可视化技术已经不再是单纯的可视化显示功能，通过软件系统建立的监控系统能够实现建筑工地现场监控、危险报警等多种功能。将可视化技术应用在建筑工地的安全管理中，不需要安全管理人员去现场实地巡视，通过监控系统即可高效地完成安全管理工作，可以有效地提升企业安全管理工作，降低安全管理人力的投入。

参考文献

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