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智慧工地解決方案

發表時間:2019-06-11 人氣:3001

一、前言

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。

 

在此背景下,伴隨著技術的不斷發展,信息化手段、移動技術、智能穿戴及工具在工程施工階段的應用不斷提升,智慧工地建設應運而生。





那么如何來打造一個智慧工地呢?下面是系統的總體思路



二、設計思想

通過工地可視化系統為政府、企業、現場工程管理,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。


2.1、設計原則

?企業主體,總體規劃,分步實施;

?進行頂層規劃、相關技術標準設計;

?政府推進和出臺相應管理制度;

?企業與施工現場按照技術標準、管理制度實施


2.2、系統建設目標

本項目通過物聯網等信息技術有效提升建筑工程安全管理水平,達到以下目標:

全天候的管理監控

為企業的管理者提供365*24小時的人員安全、設備安全、施工進度、綠色施工等監管及服務,全方位的了解工地的施工情況。

全方位的協同監管

建立多部門協同管理的監管系統,實現全方位協同監管,提高工作的效率,做到 過程可查詢、結果可分析。

全流程的安全監督

采用在線執法,遠程取證,動態預警等方式實現對建筑工地全方位的安全監督。

全方位的數據分析

包括自動處理現場的實時數據,共享各種類型的數據為管理提供及時、準確的信息。



2.3、設計依據

本方案的安全防范系統建設主要從以下行業規范、標準出發

《智能建筑設計標準》GB/T50314-2006

《民用建筑電氣設計規范》JGJ/T16-2008

《建筑與建筑群綜合布線系統工程設計規范》GB/T50311-2007

《建筑與建筑群綜合布線系統工程驗收規范》GB/T50312-2007

《視頻安防監控工程設計規范》GB50395-2007

《入侵報警系統工程設計規范》GB50394-2007

《安全防范工程技術規范》GB50395-2007

《出入口控制系統工程設計規范》GB50396-2007

《安全防范工程程序與要求》(GA/T75-94)

《安全防范系統驗收規則》(GA308-2001)

《安全防范系統通用圖形符號》(GA/T74-2000)

《民用閉路電視監視系統工程技術規范》(GB50198-94)

《視頻安防系統技術要求》(GB/T367-2001)

《工業電視系統工程設計規范》(GBJ115-87)

《安全防范系統》(浙江省標準)(DB33/T334-2001)

起重機械安全規程(GB6067-85)

起重機試驗規范和程序(GB5905-86)

起重機電控設備(JB4315-86)

低壓成套開關設備制造規范(GB7251-87)

低壓電氣外殼防護等級標準(GB4912.2-85)

起重機超載保護裝置 (GB12602-90)

起重機設計規范(GB3811-2005)

塔式起重機(安全裝置規定部分)(GB5031-2008)

塔式起重機安全規程(安全裝置規定部分)(GB5144-2006)



2.4、總體設計架構圖

基于政府職能部門出臺的相關建筑工程質量安全監督管理制度要求,運用物聯網綜合應用技術建設安全質量管理平臺。


系統將構建覆蓋省市、縣區、工程現場三級聯動的建筑工地安全 智能綜合管理系統:


按照權限設置,分級管理的原則,企業、工程項目部、監理部門、政府監管部門等共享資源,可以查看自己權限范圍內的信息。


針對海量數據,系統采用云計算的核心思想,將大量用網絡連接的計算資源統一管理和調度,構成一個計算資源池向用戶按需服務。


2.5、系統應用場景



2.6、系統技術架構

平臺是典型的SaaS(軟件即服務)應用軟件平臺,通過Internet提供軟件,將應用軟件統一部署在平臺上,根據實際需求,通過互聯網定購所需的應用軟件服務,并通過互聯網獲得云平臺提供的服務。對于建筑行業來說,采用云平臺有著極大的優勢,避免了建筑企業繁瑣的購買、安裝、調試基礎設施行為,同時也幫企業節省了大量的日常維護費用。


三、系統組成

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。

?一卡通管理系統

?人臉識別系統

?定位系統

?遠程視頻監控系統

?實名制考勤系統

?塔吊限位防撞及吊鉤可視化系統

?施工環境監測

?周界報價系統

?施工電梯安全監控系統

?外墻吊籃監控系統

?水電能效管理系統

?VR教育等


3.1、項目監管

該系統的建設以項目現場應用為基礎,能夠實現橫向的各參與方(如業主、監理、咨詢公司)的協同管理,縱向與集團公司層面進行信息互通,同時提供標準化的接口協議,可實現數據對第三方平臺的對接分發。




3.2、勞務實名制

實名制登記實現工地人員個人信息的采集,發卡人員通過身份證閱讀器獲取申請人身份信息,并配置出入權限,完成發卡、指紋或人臉識別等操作。





了便于安全管理,可依據角色分配不同的權限:

項目管理部人員:可以在辦公區、施工區、生活區出入 

建筑工人:可在施工區、生活區出入。







3.3、塔機運行監測




塔機安全監控系統對塔機進行實時監控,真正做到預防為主,以避免事故發生。及時直觀顯示塔機各項工作狀態,為塔機司機提供全面的安全信息。塔機作業全程記錄,方便診斷塔機運行狀態。智能生成各種數據統計分析報表,便于監督和管理。

 

1) 安全保護預警功能:

本裝置可實現塔機多種安全限制器的預警功能,如起重力矩限制預警、起 重量限制預警、起升高度限制預警、幅度限制預警、回轉限制預警、單機/多機防碰撞預警等。如幅度運行達到預設限制位置時,系統將發出預警信。再如多個塔機運行至預設防碰撞區域時,系統將發出多機防碰撞報警信號。預警功能提醒塔機司機操作當前有風險,需要謹慎操作,達到預防事故發生的目的。

 

2) 實時顯示功能

塔機工作的關鍵參數,系統以約100毫秒為采樣周期實時采集塔機的工作參數,在屏幕實時顯示力矩、額定重量、實際重量、吊鉤高度、吊鉤幅度、風速、回轉、傾角。所有運行狀態數據化展現出來,并且通過FLASH動畫直觀模擬現場的塔機,以供操作人員參考達到安全合理的操作塔機,改變以往經驗操作等習慣,避免超載與誤操作。

 

3) 數據云存儲功能:

系統主機不但自帶存儲功能,可將相關運行數據存儲指主機內,而且整合GPRS模塊,可通過3G/4G網絡傳輸至遠程監控云平臺,實現遠端云存儲,便于后期事故追溯。在塔機運行過程中,本系統將以約100毫秒為采樣周期實時采集 塔機的工作參數,主要參數包括吊重、幅度、高度、回轉角度、力矩、力矩百分百、風速、前傾角、狀態等,并將塔機運行全過程數據留存至數據平臺服務。

 

 

3.4、施工升降機安全監控管理

施工現場使用的升降機包括有建筑施工升降機、物料提升機、鋼絲繩式貨梯等,這些升降機在使用過程中存在以下安全隱患:

超載危險;

超速危險;

超人數危險;

超運行限位(上下限位、極限限位)危險;

吊籠門關閉不嚴運行危險;

升降機導軌架安裝不平順危險。

各種安全隱患均會對造成升降機運行安全造成極大的危險。

施工升降機安全監控管理系統具有樓層呼叫、安全監測、自動平層等功能,能夠有效升降機運行過程中的超載、超人數、超速度(防墜)、高度限位、門鎖檢測、傾斜等危險,從而保證建筑機械的長期運行。

系統由智能控制器、呼叫器以及遠程管理平臺等三部分構成,如下圖所示:

?系統功能特點:

?超載報警

?沖頂報警

?黑匣子記錄

 

3.5、綠色施工(環境監測)

在線揚塵/環保/氣象站/隧道監測系統隨著近年來在工程項目越來越多,分布范圍越來越廣,通過建立在線監測系統,就可對所處環境狀況進行全天24小時的實時跟蹤監控,系統對回傳數據進行快速處理、對超過預定的數值進行實時報警,及時自動發送短信告知相關的負責人做相應整治工作。



本系統由數據采集器、傳感器、視頻監控系統(選配)、無線傳輸系統、后臺數據處理系統及信息監控管理平臺。監測子站集成了大氣PM1.0、PM2.5、PM10 監測、環境溫濕度及風速風向監測、噪聲監測、視頻監控(選配)等多種功能;數據平臺是一個互聯網架構的網絡化平臺,具有對各子站的監控功能以及對數據 的報警處理、記錄、查詢、統計、報表輸出等多種功能。該系統還可與各種污染治理裝置聯動,以達到自動控制的目的。

 

?系統功能特點:

1)滿足野外作業需求,具有防風、防雨、防塵等功能,滿足IP65防護等級。

2)采集設定:可自由設定采集時間間隔,并可1分鐘-24小時采集間隔任意設定,閥值設定超過告警值實時傳送。

3)采集器:支持DC928V輸入,電源具有防反接、抗脈沖群、防雷、防靜電 等保護措施。

5)顯示方式:手機客戶端、微信、云系統數據實時顯示和LED屏顯示,方便現場分析展現數據。

6)擴展性能:支持多種尺寸LED顯示屏等的即插即用實時顯示數據。系統采 用模塊化設計,方便功能擴展、屏蔽或接入其他傳感器。

8)終端軟件實時查看,曲線展現,告警數據統計分析。

9)通訊方式:采集器同時支持以太網、4G無線傳輸方式,可將數據信息傳輸 至指定的云平臺。

10)數據規約:為了方便數據采集后和第三方對接,實現Modbus RTU,OPC,等規范接口。

11)異常報警:監測數據超過設定上限,采集模塊會發送報警信息分別以短信、云系統和微信推送的形式。

12GPS功能:通過GPS可知道設備具體的地理位置(經度,緯度)(可選項)。

 

 

3.6、能耗監測


3.7、視頻可視化

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。

 

?系統組成


如圖所示,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、報警接收和發送、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兩種方式可選;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

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