基于物联网技术的智慧劳务管理系统研究

2022-03-09刘雪妮

河南科技 2022年2期

刘雪妮

摘要：融合物联网技术的智慧工地建设是工程建设领域改革的热点，物联网技术将辅助实现施工现场“人”和“物”的高效管理，促进施工管理水平的提升。针对传统劳务管理中存在的问题，利用物联网技术开发了智慧劳务管理系统，其主要的模块有实名制管理、考勤管理、安全教育管理、视频云监控管理、工资监管、后勤管理和统计分析报表。将智慧劳务管理系统应用于甘肃省某中药科技产业园一期项目的施工建造过程，初步实现了对施工人员智能化管理的预期功能。智慧劳务管理系统的开发与应用为深入推动物联网技术与工程建设的深度融合提供了有益参考。

关键词：物联网技术;智慧工地;劳务管理

中图分类号：TP391 文献标志码：A 文章编号：1003-5168（2022）2-0014-05

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.02.003

Research of Intelligent Labor Management System based on Internet of Things Technology

LIU Xueni

（Gansu Fourth Construction Group Co.， Ltd.， Lanzhou 730060，China）

Abstract： Smart site construction combined with Internet of things technology is the focus of reform in the field of engineering construction. Internet of things technology will assist in the efficient management of "people" and "things" on the construction site and promote the transformation and upgrading of construction management level. Aiming at the problems existing in traditional labor management， to develop an intelligent labor management system using Internet of things technology. Its main modules include real name management， attendance management， safety education management， video cloud monitoring management， salary supervision， logistics management and statistical analysis report. The intelligent labor management system is applied to the construction process of a phase I project of a traditional Chinese medicine science and Technology Industrial Park in Gansu Province， and the expected function of intelligent management of the constructor is preliminarily realized. The development and application of intelligent labor management system provides a useful reference for further promoting the deep integration of Internet of things technology and engineering construction.

Keywords： internet of things technology; smart construction site; labor management.

0 引言

随着我国社会经济的发展进步，城镇化建设的步伐不断加快，基础设施项目建设表现出了新的特征：项目的专业性、建设工序的复杂性和成本控制的精细性。在传统工程建设管理模式的基础上，如何改革创新，实现“人”“物”高效协同的管理，从而满足工程建设的需要，这是工程建设从业者应该思考的一个深刻命题。在物联网技术深度发展的背景下，“智慧建造”“智慧工地”等理念已经得到了整个建设行业的普遍认可[1-4]。他山之石，可以攻玉。智慧建造的先进理念为改革创新传统建造模式提供了一种新的途径。创新的理念需要工程建设的实践，这样才能更好地发展完善这一理念，先进理念才能具有生命力。为此，笔者对实际工程案例中智慧劳务管理系统开发试点的经验和存在的问题展开分析，为同类工程建设提供有益参考[5-8]。

1 物联网技术与工程建设融合发展现状

物联网技术作为一种新型的网络技术，已取得了长足的发展，深刻影响着工业制造和产业模式的更新换代，这一技术在各行各业受到广泛关注。物联网包含两层基本含义：一是，互联网、电信网、广播电视网是物聯网实现和发展的基础，物联网是三大网络的延伸和扩展;二是，用户应用终端从人与人之间的信息交互与通信扩展到了人与物、物与物、物与人之间的沟通连接[9]。因此，物联网技术能够使人与物的信息交流更加智能化。目前，物联网技术已在诸多领域（如家居设备、物流设备、农业生产设备、医疗设备和电网设备等）得到广泛的推广应用，但应用水平仍属于初级探索阶段，需要通过不断实践，积累经验并加以完善。

物联网技术在工程建设领域不断发展，众多学者和工程师开展了不同侧重方面（质量控制、进度控制、施工安全、结构安全监测、智能预警等）的探索实践。总体来看，物联网技术与工程建设融合发展方兴未艾，同时也是大势所趋，必将深刻改变工程建设管理的模式，促进建筑行业转型升级。王晓波[10]以电网工程建设为载体，详细阐述了物联网技术在智慧工地建设过程中发挥的优势作用，并将智慧工地建设的目标概括为四个方面，即感知实时化、服务在线化、监管透明化、分析智能化，同时其还描绘了智慧工地建设的总体架构，即基础设施层、工地感知层、现场管理层、远程监控层，其中工地感知层是智慧工地建设的核心，包括可视化感知、建设资源感知、场地空间感知、高危环节感知和绿色施工感知。鹿焕然[11]系统研究了基于物联网技术的智慧工地建设的基础理论，阐述了建设实施的必要性，对智慧工地建设进行了整体规划和设计，并以BS冰上体育馆工程建设为例，对智慧工地建设实施和管理效果进行了评价，肯定了智慧工地建设带来的经济效益和社会效益，同时指出了诸多有待解决的问题，如前期资金投入较大、智慧工地建设尚未形成具体的行业标准、技术方面还须继续改进等。程千勋[12]针对高速公路建设过程中质量控制的难点问题，将物联网技术应用于工程建设质量管理中，取得了较好的管理效果。张庆洋等[13]将物联网技术应用于装饰工程项目，以吴兴区乡村振兴培训中心装饰项目为例，开发了一套适合装饰工程项目使用的智能物料管控系统平台，实现了数据自动化采集、库存实时感知更新以及安装施工的可视化，实现了对“物”的精细化高效管理。钟康健等[14]将物联网技术与建筑信息模型、数字化技术融合，实现了智慧桥梁施工管理平台建设，物联网技术使得现场管理效率和數据信息的可靠性有了显著提高。张宪[15]开展了物联网技术在建设成本控制中的应用研究，研究表明物联网技术可以实现对材料费的精准控制、对机械设备的实时感知性维护，提升数据的可靠性，保障成本核算的及时性。王延博等[16]基于物联网技术，建立了“云—边—端”一体架构的施工安全预警平台，该平台能够对施工现场海量信息数据实时采集、共享，利用模糊数学的方法对现场各项影响因素进行分析，实现了动态智能分析、预警。殷志坚等[17]利用物联网技术，对温州某项目中大截面型钢混凝土梁的施工进行监控，研究表明物联网技术能够实现施工过程的实时监控，具有高精度和高可靠性，同时解决了人工监测费时费力的难题。冯正茂等[18]基于物联网技术，对高支模系统安全进行了监测，结果表明物联网技术促进了高支模施工和管理的精细化、智能化转变;物联网技术可以与各类工程施工的安全监测、质量检查、工程施工建设技术结合，从而实现高效管理。

2 工程概况

本项目是甘肃省某中药科技产业园一期项目，主要工程内容包括质检楼、磨粉车间、精品车间、食品车间、仓库1#、仓库2#、辅助用房、办公楼、值班周转房、食堂、门卫、连廊及室外工程。总建筑面积为25 198.8 m2，计划工期410 d，除了框架结构形式的土建工程外，还有采暖及防排烟系统、室内排水及消防系统和电力配电照明系统等安装工程。本项目涉及的主要分部分项工程施工内容包含工程测量、地基基础工程、主体工程、装饰工程、屋面工程、水电暖和安全防护工程。项目建设内容繁杂，工序重叠交叉，建设过程同时受疫情防控的影响，施工效率下降，导致项目建设工期非常紧张。

3 智慧劳务管理系统开发

智慧工地建设的核心是以人为本，要实现“人”和“物”的高效协同，首先要实现对“人”的高效管理。“人”的高效管理反过来可以保障工程建设质量，促进成本的精细化控制，有效缩短工程建设周期，同时极大程度上减少各类安全事故的发生率，提高施工过程规范化和安全管理水平，最终实现一举多赢的效果。为此，在本项目的施工建设过程中，首先推行智慧劳务管理系统的工程应用，以期实现劳务人员的高效管理。

基于物联网的劳务管理信息技术是指利用物联网技术，集成各类智能终端设备，对建设项目现场劳务工人实现高效管理的综合信息化系统。在本项目的实施过程中，项目部积极试点推行基于物联网技术的智慧劳务管理系统。系统能够实现实名制管理、考勤管理、安全教育管理、视频监控管理、工资监管、后勤管理以及基于业务的各类统计分析等，提高对项目现场施工作业人员的管理能力，辅助提升政府对劳务用工的监管效率，保障劳务工人与企业的利益。智慧劳务管理系统中的子模块如图1所示。

下面对该智慧劳务管理系统的不同子模块建设的必要性和技术内容进行分析。

3.1 实名制管理模块

传统劳务管理中，施工现场的人员信息（身份证信息、劳动合同、单位、工资卡号、资质证书、所在班组、从事工种等）庞杂，信息化管理是非常普遍的管理手段，然而在实际管理实践中仍存在不少问题。首先，大型工程中施工现场人员信息录入工作量巨大，实名制信息化管理是必然要求，这就要求劳务管理系统具有非常高的可靠性。其次，一线施工工人具有强流动性的特点，特别是短期聘用的临时工，这对劳务管理系统的实时“感知”性能提出了非常高的要求。如果管理系统不能实时更新人员信息，将会带来非常多的管理漏洞和安全风险。再者，传统劳务管理系统中存在权责及管理目标不明确的问题，现场人员的管理不仅仅是建立查阅的数据库，还要通过数据库提供的实时信息对人员进行精准管控，实现“点穴式”高效管理。

融合物联网技术，打造施工现场人员信息化管理的升级版是非常有必要的，同时也是智慧工地建设的核心组成部分。基于物联网技术，建立现场施工人员的基础数据库，每位进入项目施工现场的作业人员都在实名制子模块中生成唯一的二维码，二维码分为正常状态和异常状态。如果现场作业人员出现缺勤、违规操作、进入危险管控区域、未参加安全教育等违规行为时，相应人员的二维码将被标识为异常状态，系统将实时感知，并预警提醒管理人员采取相应的管控措施。通过对系统的不断完善，最终实现对施工现场作业人员的基础信息采集、进场实名登记、通行授权、黑名单鉴别、人员年龄管控、人员合同登记、职业证书登记以及人员退场管理。

3.2 考勤管理模块

项目施工现场分为施工区、材料装卸加工区、生活区。利用物联网终端门禁等设备，对劳务工人进出指定区域通行信息自动采集，统计考勤信息。同时，该系统对长期未进场人员进行授权自动失效和再次授权管理，并将二维码转为异常状态，提醒管理人员核实异常人员的安全状态，实现安全事故的实时感知预警。

3.3 安全教育管理模块

施工现场作业人员的安全教育是保障人员安全施工非常重要的措施。在进入施工现场前，作业人员必须保证完成三级安全教育;在进入现场后，还应进行日常的安全教育工作。在安全教育管理子模块中，建立安全施工的学习资料（安全施工的法律法规、安全施工常識、特殊作业操作规程、安全事故警醒案例等）和学后考核题库;同时，作业人员通过该系统可以在手机端登录、学习和状态查询，实现安全教育管理移动应用;现场作业人员及时学习学习资料，并参与学习效果的考核;子模块系统中将实时记录各类作业人员的学习状态，将未学习和未通过考核的作业人员的二维码转为异常状态，实时预警;对长期不参与学习和考核的人员实行重点分类管理，在施工现场通行过程中限制其通行，并实行工资绩效的惩罚措施。通过对施工现场作业人员安全教育状态的实时感知，最终实现时时讲安全，人人重安全，充分发挥智慧劳务管理系统的作用，为各类事故的发生“做减法”，为项目的效益“做加法”。

3.4 视频云监控管理模块

视频监控是实现智慧管理系统实时感知的重要手段，是管理人员对现场“人”和“物”感知的“神经元”，是项目施工组织管理深入末端细节的“千里眼”，其重要作用不言而喻。在国内各类工程项目建设施工过程中，工程师们开展了大量的试点工作，积累许多成果和经验，也暴露出了许多问题[19-22]。在施工现场规划安装视频监控设备，能够实时感知项目的施工进度和作业人员的行为。一方面，对于大型工程，项目每天的建成状态都在发生较大差异，通过实时分析监控视频图像，能够全面掌控项目推进的速度和存在的问题，及时纠偏，高效施工，实现对进度和成本的精准控制。另一方面，通过视频监控子模块能够对通行人员人像信息自动采集，并与登记信息进行人工比对，及时查询采集记录，实时监控各个通道的人员通行行为，并支持远程监控查看及视频监控资料存储。视频监控子模块能够对关键工程部位、隐蔽工程部位的人员施工行为过程进行监控，实现施工过程无死角云视频监控，保障人员安全和施工质量。同时，系统能够初步实现对作业人员违规行为（如未佩戴安全帽、未系安全绳、吸烟、翻越安全网墙等）的智能识别，并且对违规行为进行预警。

3.5 工资监管模块

在我国长期形成的城乡二元户籍管理制度下，农民工是我国实现城镇化、工业化的特殊群体，是城镇化建设的中坚力量，为城市的建设做出了巨大贡献，是全面构建和谐社会的重要保障。然而，工程项目建设中企业拖欠农民工工资的行为广泛存在，逐渐成为严重的社会问题。劳动报酬事关农民工的切身利益，事关企业的声誉和形象，事关社会大局的稳定。在行业内普遍拖欠农民工工资的背景下，国家、社会、施工企业等各个层面有责任、有必要加强工资的监管，保障农民工劳有所得，积极调动农民工劳动的积极性，降低施工企业的经营管理风险。

工资监管模块充分体现了智慧工地建设中“监管透明化”的要求。智慧劳务管理系统将实时记录和存储劳务进行分包，记录劳务工人工资结算、发放的执行与确认工作，严格纪录施工人员的劳动合同签订与解除工作，对接银行系统实现工资发放流水的监控，保障工资支付至施工人员本人账户，避免包工头的截留和再分配。同时，实行系统内和线下双公示工作，做到公正透明，充分调动施工人员劳动的积极性。另外，将工资监管模块和其他模块实现关联，对出现违规行为、异常状态、被预警的人员给予一定的惩罚，对正常状态的积极分子给予一定的奖励，奖罚分明，最终体现在劳动报酬中。

3.6 后勤管理模块

衣食住行是人工作生活的基本要求，与每个人息息相关。对于建设项目的施工现场来说，往往工作环境艰苦，如何让施工人员感受到“工地就是工人之家”，打造品质之家是每个项目管理人员应该思考的人文关怀问题，也是为之奋斗的管理目标。

融合物联网技术，后勤管理模块体现了智慧工地建设中“服务在线化”的要求。对于后勤管理模块的建设，首先，要对后勤管理工作分类重点规划，建立信息化数据库，如区域分配、食品供应、人员调度、卫生管理、水电气费用的缴纳等;其次，应该对食材和劳保用品的采购、使用、保管三个方面工作进行严格管控，将工作责任到人，避免腐败现象滋生，保障食品安全，避免食物中毒现象的发生，同时在子模块中实时更新管理数据，实现实时感知，便于管理人员决策管控;对劳务工人进行住宿分配管理，记录劳动用品的实时领取发放信息，实现一卡通在项目的消费应用。虽然后勤管理模块初步实现了预期的功能，但距离“工人之家”的建设目标还有很多需要完善的地方，还应深入施工人员中了解他们所思所想，真正为他们解决工作和生活中的难题，如夏天的防暑降温、冬季的保暖防冻、夫妻团聚等问题，真心实意为他们办好事、办实事。

3.7 统计分析报表子系统模块

对于现代建筑行业和建筑企业，统计分析工作是评价项目施工管理水平的重要手段。一般地，合理开展统计分析工作，可以辅助管理者清晰快速地掌握项目实施的全过程状态，有效支撑管理者的决策响应，达到预期的管理目标。对于施工现场的劳动力管理状态进行统计分析同样十分必要。因此，在智慧劳务管理系统中增加了统计分析的子模块，以便为项目管理者快速提供分析决策必要的信息，同时也是智慧工地建设中“分析智能化”的必然要求。

基于前述模块记录的基础数据，提供政府标准报表，实现施工现场作业人员地域、年龄、工种、出勤数据等统计分析，同时能够提供企业需要的各类格式报表定制。利用手机设备可以实现施工现场作业人员信息查询、数据实时统计分析查询。

智慧劳务管理系统中子模块的开发建设过程中，应该达到的技术指标包含以下三个方面。

①应将劳务实名制信息化管理的各类物联网设备进行现场组网运行，实现互联互通。该智慧劳务管理系统应具备符合要求的安全认证、权限管理、表单定制等功能。

②系统应提供与物联网终端设备的数据接口，实现对身份证阅读器、视频监控设备、门禁设备、通行授权设备、工控机等设备的数据采集与控制。门禁方式可采用IC卡闸机门禁、人脸或虹膜识别用机门禁、二维码间机门禁、RFID[23]无障碍通行等。可对现场人员进出的项目划设区域进行授权管理，不同的授权人员只能通行对应的区域。应设立安全疏散通道。门禁控制器应能记录进出场人员信息，统计进出场时间，并实时传输到云端服务器;应能支持断网工作，数据可在网络恢复以后及时上传;断电设备无法工作，但已采集记录数据可以保留30 d。

③系统能够进行统一的规则设置，可以实现对人员年龄超龄控制、黑名单管控、长期未进场人员控制、未接受安全教育人员控制，可以由企业统一设置，也可以由项目部灵活配置。系统应能及时统计项目劳务用工相关数据，企业可以实现多项目的统计分析。同时，能够通过移动终端设备实现人员信息查询、安全教育登记、查看统计分析数据、运程视频监控等实时应用，实现与其他管理系统进行数据集成共享的功能。

4 结语

目前，智慧工地建设的工程应用仍然处于初步探索发展的阶段，如何推动物联网技术与工程建设的深度融合，还需要更多的工程实践积累经验，同时也需要更多理念、技术的改革创新。通过甘肃省某中药科技产业园一期项目在智慧劳务管理方面的试点应用，初步实现了项目劳务管理的预期目标，也为进一步完善系统功能积累了宝贵经验，同时，应该看到还存在前期人力物力投入较多、系统智能化水平偏低、管理人员的管理水平与系统的协同性偏低、系统的重复利用率偏低等问题，在今后的项目建设中还须深入研究来解决这一系列问题。

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