物聯網技術在建筑工程安全管理的應用

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摘要：建筑業是高風險行業，施工安全事故發生會對社會經濟發展產生不利影響。許多專家研究如何降低安全風險，但不能有效消除安全隱患。國內外興起的基于RFID的物聯網可在施工現場安全事故發生前預測事故發生可能性，是解決事故頻發的重要技術措施。研究借助物聯網技術搭建工程信息一體化平臺，實現信息空間、建筑結構與管理空間高度融合，系統完成建筑施工設備設施、人員環境等安全信息交換通信，進行全面安全隱患排除。

關鍵詞：物聯網技術；建筑工程；施工安全管理

物聯網是將計算機與人物聯系形成網絡，輸入計算機形成系統信息網絡。基于RFID的物聯網可以應用于施工安全管理中，技術操作簡單。研究物聯網技術在建筑工程施工安全管理中的應用具有重大意義。

1物聯網技術簡介

物聯網是可反饋的閉環系統，包括感知應用層關鍵技術。感知層是物聯網結構體系的基礎，通過裝置在物體上的射頻識別等，實現對物體的感知。感知層涉及技術包括傳感與控制技術等，應用廣泛的技術是RFID與WSN技術。RFID技術通過對應閱讀設備對RFID標簽Tag進行閱讀識別[1]。傳感網絡技術利用大量節點采集各種環境信息，對數據進行深層次多元參數融合。網絡層是物聯網的神經中樞，包括接入設備及互聯網融合。目前，使用廣泛的信息傳輸技術包括通信網絡、廣電網絡等方式[2]。應用層負責物聯網行業的拓展應用，主要組分是應用層協議。感知數據管理是物聯網應用層的核心功能。近年來，物聯網在建筑施工領域不斷發展，由于施工現場管理需要大量信息輸入，互聯網應用方便施工主體對施工進度質量等項目全過程管理。鑒于施工現場安全管理特點，采用RFID捕獲施工現場危險源動態，建立危險源監控系統收集監控分享相關信息。目前，RFID技術廣泛應用于車輛等動態監控，通過WSN收集動態信息反饋到管理者讀寫器上。RFID技術可應用于自動跟蹤施工現場工人材料等，被監控對象進入潛在危險系統，RFID系統報警裝置警告操作工人[3]。RFID系統將獲得動態信息輸入信息庫，為管理人員進行施工現場安全布局。以物聯網技術為核心建立安全管理系統在建筑工程施工安全管理中得到實際應用。

2建筑工程施工安全管理現狀

建筑工程施工安全管理模式是反映系統化安全管理的體系，包含安全管理目標方法等因素。我國建筑工程施工安全管理從傳統安全管理模式發展到系統安全管理模式，代表性安全管理模式為HSE模式與OHSMS模式[4]。HSE模式通過規范化管理實現安全與環境目標，建立符合要求的職業安全管理體系，提高安全管理水平。國內外重視建筑工程安全管理，各行業有適用的安全管理模式。我國現有建筑施工企業有四萬多個，建筑從業人員占全國人口的1/5,建筑業是安全事故多發高風險行業，建筑工程施工安全管理意義重大。近年來,我國建筑工程安全事故層出不窮，威脅工程人員生命安全。建筑工程施工安全管理問題主要包括內部管理問題，設施技術難以滿足生產需要等。建筑工程安全管理必須打破傳統施工人員安全管理發展瓶頸，才能滿足建筑工程施工安全管理要求。建筑施工安全事故頻發易產生各種經濟糾紛，建筑工程施工人員安全關系到施工企業生存發展，提高施工安全管理水平有利于工程項目管理質量成本等目標實現，提升企業的社會形象。建筑工程施工安全管理問題直接原因是人的不安全行為，人為因素在建筑工程施工安全事故原因中占80%以上，控制人的不安全行為必須提高施工人員安全素質。建筑工程施工安全管理任務是預防事故發生，人的不安全行為由于安全意識淡薄產生，建筑施工現場要保證施工人員安全必須提高施工人員安全意識，我國主要通過選拔測試等方法提高施工人員安全意識。建筑工程施工安全管理要提高施工人員安全素質，對施工人員作業過程監管，建立實施施工安全管理制度，建立施工安全管理信息系統。

3物聯網技術在建筑工程施工安全管理中的應用

工程安全物聯網是通過信息傳感設備對工程全面感知，通過網絡實現建筑工程安全影響要素泛在互聯，實現智能化識別跟蹤管理的一體化計算平臺，工程安全物聯網建立圖品傳統管理模式，通過物聯網技術達到信息空間與建筑結構的融合，有效提升數字化工地安全保障能力。工程安全物聯網結構框架包括感知層，應用層與處理層。建筑工程施工安全管理物聯網系統可以實現考勤定位功能，目前系統軟件可設計為安裝版與網絡版，滿足安全管理需求。建筑工程施工安全物聯網管理系統由施工內外部與人員部分組成，施工外部包括監控室、室外LED顯示屏、讀卡器、聲光報警器等[5]；施工內部包括天線線纜，光纖轉換器等。施工人員攜帶有源標簽安裝在安全帽上，單向卡只能發送自身ID號，監控中心可向施工人員發送信息，遇到危險情況按下緊急按鈕鍵。如施工現場出現特殊其安全管控，施工人員按下按鈕發出警報。監控中心出現異常可向施工人員發出信號。施工現場要安裝讀卡器，根據施工現場情況安裝，在特殊需要監控區域進行安裝。系統根據讀卡器位置定位，閱讀器距離可通過軟件調節。要考慮讀卡距離確定定位精度。轉換器系統采用RS485傳輸方式，通過串口線與電腦相連。LED顯示屏安裝在隧道口附近，顯示內容包括標簽號、時間等。建筑工程施工安全物聯網管理系統具有應用廣泛，穩定性高，操作方便等特點。設備具有高度識別可靠性，施工人員正確佩戴2.4G有源射頻卡可被附近副讀卡器識別，50m范圍內標簽卡發出信息可被檢測。檢測點擁有高度識別穩定性，擁有快速識別速度，發生緊急事故可通過標簽按鈕向監控中心呼叫。系統可提供基于光纖、通信電纜等多種隧道內外傳輸方式，避免傳輸方式單一造成實施困難。設備具有很高安全性，具有高抗干擾性，對周圍環境無特殊要求。內部電路高度集成，器件運行可靠。系統支持軟件使用中文菜單，配有無線監測分站一體化結構設計，識別卡內置電池，無需外接電源。系統具有人性化輔助功能，如打印功能簡單操作，可查詢施工人員考勤信息；可按要求輸出信息報表，在任意聯網電腦遠程查看隧道實施情況。施工安全管理物聯網系統功能包括定位管理功能，設置報警功能，信息聯網功能等。物聯網技術引入建筑工程施工安全管理，發揮信息技術等管理優勢可以提升施工現場安全管理水平。物聯網技術在施工安全管理中的作用體現在保證建筑材料質量安全，避免施工人員進入危險區域，預警提示安全環境危險狀態等。建筑工程施工環境復雜，依靠傳統旁站式安全管理難以奏效。RFID具有危險區域精準定位功能，人員與危險區位交叉重疊表明進入危險區域，系統會發出安全預警信號提醒施工人員。物聯網可以嚴格控制人員及材料出入場順序，通過人員機械在施工現場流動頻率管控。建材質量安全是保證工程安全的基礎，通過射頻識別技術可突破條碼識別的缺點，可實現批量材料微電子芯片編碼。物聯網技術可實現建材供應鏈全過程實時監控，實現智能化供應鏈管理。

4結語

物聯網技術對建筑工程施工管理具有重要意義，物聯網技術應用于建筑工程安全管理有利于提高建筑工程安全管理水平，保證施工人員與材料安全，為建筑工程施工現場安全奠定基礎。本文介紹物聯網技術的原理應用，分析建筑工程施工安全管理現狀，將物聯網技術引入建筑工程施工安全管理，通過搭建基于互聯網技術的工程安全管理信息平臺，實現信息技術、施工現場與管理平臺融合，提高施工安全管理信息化水平。

參考文獻:

[1]李寧,馬妍妍,高婷婷.淺析物聯網技術在建筑工程施工安全管理中的應用[J].中小企業管理與科技(上旬刊),2021(2):175-176.

[2]吳豪,李鵬.基于物聯網技術的工程施工安全管理研究[J].科技創新導報,2020,17(11):9,11.

[3]彭少豐.建筑工程管理中的BIM技術應用研究[J].科技創新導報,2020,17(7):180-181.

[4]王龍.PDCA模式下安全掙值法的應用研究[D].唐山:華北理工大學,2020.

[5]聶小迪.預警管理在建筑工程施工安全管理中的應用研究[J].門窗,2019(23):254.

作者：張雪梅 周美容 單位：南通理工學院