5G智慧建造技术探索现场安全管理新模式

5G智慧建造技术探索现场安全管理新模式

王培帆 ,王振南 ,马森

中建八局第一建设有限公司 山东济南 250014

摘要：随着5G通信技术及智慧建造技术的高速发展，传统的建筑行业也有了很大的转变与提升。施工现场安全管理通过采用大数据、云计算等多项先进技术，结合高清视频监控、智慧安全帽、AI眼镜、健康亭等物联网硬件设备，不断开拓工地安全管理新思路、探索工地安全管理新模式。极大程度上节约人力物力，提高管理效率的同时避免安全生产事故的发生。

关键词：5G智慧工地 AI算法平台 智慧安全帽 AI眼镜

引言：传统的施工现场安全管理形式较为粗犷，相对来说存在安全专职管理人员配置不足、监管区域不到位、监管不及时等诸多安全管理问题。对于智慧工地来说，通过高清摄像头捕捉信息，AI算法处理问题，可以快速准确全面的捕捉并处理安全问题，提高安全管理效率。

一、工程概况

本文应用的项目是津西体（挂）2020-012号地块项目。项目位于天津市河西区天塔街道，建筑面积18.4万平方米，包含住宅和学校。工期为834日历天。于2021年1月引进智慧工地安全管理系统至今，应用效果良好，取得成果显著。

二、智慧工地安全管理方案

（一）5G通信网络建设

建设5G智慧灯杆信号基站，在灯杆上安装4G/5G共模、NSA/SA双模共站的EasyMacro3.0站点，对施工现场5G信号盲区进行补充覆盖与加强。灯杆集成辅助太阳能照明、高清视频监控、可视对讲、紧急呼叫、语音广播等功能，进一步增强对施工的监管力度。

（二）高清视频监控移动终端应用技术

智慧建造的关键任务就是获取高清视频，通过5G全方位高清监控系统；实现了视频高清传输、全域可视、作业监管、多层协同等功能。

为达到无死角覆盖，将高清监控分别设置在主干道及重要的作业面。同时，根据建筑工程现场动态化的特点。随着工程不断进展，危险源、作业面的不断变化。通过在塔吊等制高点等位置布设全景摄像头及鹰眼摄像头，形成全方位可视化管理。作为监管人员可以在电脑端、手机端查看现场视频，并对画面进行转向、变焦放大等操作，便于多层级可视监管。

（三）塔吊双360°空间立体实时监测系统

大型机械设备一直是施工现场的重大危险源，5G双360度空间立体实时监控系统主要用于塔吊，为塔吊作业提供双360度视野。传统的塔吊作业依靠地面信号工在对讲机中向塔吊司机描述吊物状态来实现，准确性较低、危险性较大。智慧工地的解决方案是通过在塔吊大臂的移动小车上安装摄像头，实时回传高清画面，让塔司了解吊物竖向空间的情况；同时通过地面辅吊人员佩戴AI眼镜，使塔司了解吊物周边水平空间的状况，彻底解决作业盲区问题。

（四）AI安全预警系统

获取高清监控视频是智慧建造的基础，如何对获取到的视频进行快速有效的分析是5G智慧建造的核心能力。通过在多维高清视频中，加持多样AI算法，实现施工现场“人机料法环”各要素的智能安全管控。

本系统适合复杂多变的作业面环境，智能监管，为工人作业筑牢安全防线。在作业区、物料区、生活区等各区域实现对火焰、烟雾、危险临边、安全行为等即时报警。

同时通过AI大数据实时分析，自动归类数据统计分析，多维度分析不同违规行为容易发生的地点及时间，便于现场进行针对性的实时监管及开展定期专项教育，为现场安全管理提供重要决策依据。

（五）智慧安全帽系统

移动安全监管方面引进5G智能安全帽管理系统。基于公有云的全IP架构的“云+边+端”综合管理平台，解决安全生产现场作业过程中的问题，实现“感知、分析、服务、指挥、监管“五位一体”，打造5G时代的智慧化、精细化、过程结果并重的智能巡检系统。

（1）实时监控，对在线设备可以直接发起监控请求，实时回传音视频到监控中心，以便及时了解前线动态，进行相应的可视化指挥调度。

（2）集群对讲，预分配对讲组、地图框选快速组建群组，自定义群组解散时间：对讲距离不受限制；指挥中心一键对讲指挥。

（3）轨迹查看，查看人员位置，自动记录终端的活动轨迹，并直观呈现在地图上。可检索回放指定设备的轨迹。

（4）电子围栏，设置任意多边形电子围栏，限定规定时段的活动范围，现场佩戴安全的的人员超出电子围栏，及时语音报警。

（六）AI便携巡查及远程协作系统

通过多功能AI眼镜与劳务实名制系统联动管理，佩戴AI眼镜随时随地识别现场人员信息，即时对工人入场信息进行合规性查验。及时获取姓名、工种等基本信息，实现施工现场人员灵活调配，通过视频和图像记录工作安排，留存可追溯资料。巡查过程中，发现安全相关问题，及时利用AI眼镜进行拍照分类处理并存档。适应施工现场作业环境特点，解放双手，在巡查过程中，确保行走安全，随时随地以第一视角获取工地现场视频画面，支持现场与后台远程交互。远程连线专家，进行语音、视频交互，同步指导，及时解决施工安全过程中出现的问题。

（七）AI多人无感测温考勤系统

针对疫情的常态化管理，本着节约人力资源、提高防疫管控力度的原则，项目引进无感测温考勤系统。前端通过测温门进行人像识别并做测温记录，在测温区内可同步识别十人体温情况及人脸信息，无接触，快速准确。后台系统结合实名制管理系统对体温情况进行数据存储，异常情况发出实时警报。

（八）健康亭职业健康分析系统

坚持以人为本的原则，保障施工人员的健康安全，部署5G建筑职业健康管理系统，实现作业人员的生理参数采集，搭载5G网络上传信息到中心管理系统，形成医疗级别体检报告，为施工人员的健康保障提供依据。

入场健康体测，结合人员实名制系统，判别人员健康情况是否符合作业要求，并实现工人职业健康信息与劳务实名制统一管理。

系统可测生理参数分为基础参数和扩展参数两种：

（1）基础参数：智慧健康亭可完成身高、体重、人体脂肪率、血压、血氧、体温、心率等七大测量项目；

（2）扩展参数：智慧健康亭可扩展酒精检测、测量血糖、尿酸、血脂四项、血红蛋白、尿液分析、肺功能、12导心电等；

现场出具医疗级别体检报告，与建筑行业大数据平台交互，为建筑工人职业健康保驾护航。

结束语：综上所述，5G智慧建造技术探索现场安全管理新模式是一项伟大的革新。随着建筑行业的不断前进发展，传统的施工管理模式有着明显的缺点与弊端。5G智慧建造技术通过运用大数据、云计算等多项先进技术，搭配一系列物联网硬件设备，对施工现场安全管理的各个阶段提供全方位无死角的保护与支持，提高安全管理效率，规避施工风险。未来，建筑行业还会在经济的推动下不断进行创新与变革，建筑技术和管理手段越来越高效。采用智慧工地管理系统可以进一步有效加强建筑施工的全过程管控，优化施工中的每一个细节和流程，及时发现和消除影响施工安全的隐患，改变传统建筑施工管理粗放、盲目赶工等情况，有效提高建筑施工安全等级。

参考文献：

[1]石鹏.建筑施工中智慧工地系统的应用.建筑管理，2022年4月第49卷第8期.

[2]杨翊，薛恒岩，陈博文，曹凤新，冉根敏.智慧工地5G智能管理与建设.工程技术，2021年12月第48卷第24期.