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導讀：建筑行業是我國國民經濟的重要物質生產部門和支柱產業之一,同時，建筑業也是一個安全事故多發的高危行業。如何加強施工現場安全管理、降低事故發生頻率、杜絕各種違規操作和不文明施工、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現場的各類傳感裝置，構建智能監控和防范體系，就能有效彌補傳統方法和技術在監管中的缺陷，實現對人、機、料、法、環的全方位實時監控，變被動“監督”為主動“監控”；

同時，其也將為安全生產監督管理引入新理念，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

針對目前安全監管和防范手段相對落后，全國建筑施工企業信息化水平仍較低，信息化尚未深度融入安全生產核心業務的現狀，利用信息化對建筑施工安全生產進行“智能化”監管。

通過建設工程安全質量物聯網管理系統，進一步落實企業安全監管責任，提高企業對工程現場的遠程管理水平，加快企業對工程現場安全隱患處理的速度。通過政府統籌規劃，協調各業務管理部門，圍繞安全監管制度為核心，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、工程現場三級聯動的建設工程質量安全監督管理平臺。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督總站、區質量安全監督分站、企業、監理部門等共享資源，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。將移動執法終端、施工升降機、塔式起重機作業產生的動態情況、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、塔式起重機安全監控管理系統、建設工程結構安全實時監測系統等系統對工地監測信息的采集，實現工地的實時監督管理，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管決策支撐；

4）項目監管為中心項目從開工到竣工被納入系統實時監控，通過實時現場安全安全質量監控數據結合傳統的監管模式，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、現場環境惡劣的建筑行業，確保規范施工，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。建筑工地屬于環境復雜，人員復雜的區域?？紤]到工程監督、項目進度、設備及人員的安全，一套有效的視頻監控系統對于管理者來說是非常有必要的。通過遠程視頻監控系統，管理者可以了解到現場的施工進度，可以遠程監控現場的生產操作過程，可以遠程監控現場材料的安全。由此實現項目的遠程監管，強化總部對前端的支撐服務。這是科學技術助力建筑行業管理創新的典型應用。

2、系統設計

工地可視化遠程監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、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。通過企業平臺，可以促使企業更好地對工地進行安全質量監管，落實企業責任主體。同時可以方便企業進行自我監管，實時掌握工地現場信息，減少管理成本。

3、系統組成

建筑工地視頻監控系統架構由三部分組成：前端施工現場、傳輸網絡、監控中心。

監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、報警接收發送、傳感器數據采集和網絡傳輸。

傳輸網絡：工地和監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。

監控中心：系統的核心所在，是執行日常監控、系統管理、應急指揮的場所。

系統特點

綜合監控，全面集成，高清監控，提升價值

易于擴展，復用便捷，專業軟件，管控一體

三、塔式起重機安全監控管理系統

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生，雖然各地建筑安全監督管理機構加大監管力度，但由于監管手段的單一和監管人力物力的不足，超載違章作業現象嚴重。

據調查，85%塔式起重機使用環節普遍存在的超載和違章作業等現象，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已經是建筑業久治不愈的頑疾。塔式起重機安全監管平臺主要提供給建筑安全監督管理部門、施工企業、項目部、監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督與管理。

2、系統設計

公司研發的塔式起重機安全監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防碰撞的實時監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，實現實時動態的遠程監控、遠程報警和遠程告知，使得塔機安全監控成為開放的實時動態監控。從技術手段上保障了對塔機使用過程和行為的及時監管，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生。

同時，系統平臺可實現工地級、企業級、區域（省市）級三級網絡化、信息化遠程安全監督與實時管理。

3、系統組成

在塔式起重機安全監控管理系統中，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避危險的措施，同時把相關的安全信息發送給服務器，塔機的監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測系統

1、背景介紹

建設工程結構安全施工實時監測包括對建筑工地環境監測，大體積混凝土澆筑，鋼結構應力應變，地基監測，基坑支護等數據的監測。傳統的監測手段主要是人工現場監測，監測數據的準確性和及時性較低，不能集中管理，尤其在惡劣的環境下人員工作效率低，監測效果差。

系統設計

建設工程結構安全施工實時監測是在建構筑物施工過程中，采用監測儀器對關鍵部位各項控制指標進行監測，并在監測值接近控制值時發出報警，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測系統，改變傳統的周期性、人工監測方式，將新興無線傳感網技術應用于建設工程監測領域，設計出智能化、信息化的監測系統，為建設工程結構安全施工的實時監測提供有效、便捷的方式。本系統將各類監測點的信息匯集到統一的監控平臺，實現各個監測點的信息共享，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）上傳到監控中心管理軟件。監控中心管理軟件可以對各個監測點信息實現共享，實時分析監測點的狀態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，并將各個監測點的位置及狀態與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、各個監測點實時數據等信息；

系統對工程施工現場的各個監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，也給企業造成損失，嚴重影響了和諧城市建設的進程。

經過多年研發與實踐運行經驗，研發的以衛星定位系統為基礎，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管力度，使得混凝土攪拌車運輸更加規范、安全、有序。

2、系統設計

系統是按照先進、可靠、長遠發展的要求進行設計，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展空間，力爭實現一個高度信息化、自動化的超載超速監控系統。整個系統由管理中心、數據采集端、遠程監控終端等組成，包括超載監控子系統、超速監控子系統、綜合管理子系統、執法聯動子系統等。

3、系統組成

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

超載監控子系統：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。

執法聯動子系統：系統的報警處理模塊?？梢杂捎脩舾鶕嶋H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