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導(dǎo)讀：建筑行業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的重要物質(zhì)生產(chǎn)部門和支柱產(chǎn)業(yè)之一,同時(shí)，建筑業(yè)也是一個(gè)安全事故多發(fā)的高危行業(yè)。如何加強(qiáng)施工現(xiàn)場安全管理、降低事故發(fā)生頻率、杜絕各種違規(guī)操作和不文明施工、提高建筑工程質(zhì)量，是擺在各級政府部門、業(yè)界人士和廣大學(xué)者面前的一項(xiàng)重要研究課題。

物聯(lián)網(wǎng)（Internetof Things，IOT）是指將各種信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)，在技術(shù)上又稱為“傳感網(wǎng)”，被認(rèn)為是繼計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)之后的“第三次IT浪潮”。

就物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而言，其本身是一項(xiàng)信息技術(shù)，為建筑施工質(zhì)量安全管理提供了先進(jìn)技術(shù)手段，通過安裝在建筑施工作業(yè)現(xiàn)場的各類傳感裝置，構(gòu)建智能監(jiān)控和防范體系，就能有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法和技術(shù)在監(jiān)管中的缺陷，實(shí)現(xiàn)對人、機(jī)、料、法、環(huán)的全方位實(shí)時(shí)監(jiān)控，變被動“監(jiān)督”為主動“監(jiān)控”；

同時(shí)，其也將為安全生產(chǎn)監(jiān)督管理引入新理念，真正體現(xiàn)“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的安全生產(chǎn)方針。傳統(tǒng)的施工監(jiān)測、易受人為影響且效率低下。通過引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以有效提高建筑施工質(zhì)量，進(jìn)而構(gòu)建智能家居、智能建筑，并最終達(dá)到創(chuàng)造智能城市的目標(biāo)。

一、建設(shè)工程安全質(zhì)量物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)

1、背景介紹

針對目前安全監(jiān)管和防范手段相對落后，全國建筑施工企業(yè)信息化水平仍較低，信息化尚未深度融入安全生產(chǎn)核心業(yè)務(wù)的現(xiàn)狀，利用信息化對建筑施工安全生產(chǎn)進(jìn)行“智能化”監(jiān)管。

通過建設(shè)工程安全質(zhì)量物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)，進(jìn)一步落實(shí)企業(yè)安全監(jiān)管責(zé)任，提高企業(yè)對工程現(xiàn)場的遠(yuǎn)程管理水平，加快企業(yè)對工程現(xiàn)場安全隱患處理的速度。通過政府統(tǒng)籌規(guī)劃，協(xié)調(diào)各業(yè)務(wù)管理部門，圍繞安全監(jiān)管制度為核心，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為技術(shù)手段，將科技技術(shù)力量與安全監(jiān)管制度緊密集合，成立綜合性市級應(yīng)急管理機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)體制創(chuàng)新，能夠統(tǒng)一處置生產(chǎn)安全領(lǐng)域的各類事件。

2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)將構(gòu)建覆蓋政府、企業(yè)、工程現(xiàn)場三級聯(lián)動的建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督管理平臺。按照權(quán)限設(shè)置，分級管理的原則，市建設(shè)委員會、市建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督總站、區(qū)質(zhì)量安全監(jiān)督分站、企業(yè)、監(jiān)理部門等共享資源，可以查看自己權(quán)限范圍內(nèi)的信息。

3、系統(tǒng)組成：

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用架構(gòu)圖

系統(tǒng)建設(shè)采用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，主要由信息采集層、網(wǎng)絡(luò)接入層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、信息存儲與處理層組成。將移動執(zhí)法終端、施工升降機(jī)、塔式起重機(jī)作業(yè)產(chǎn)生的動態(tài)情況、工地周圍的視頻數(shù)據(jù)、混凝土攪拌車超載超速信息及時(shí)上傳給綜合管理平臺。系統(tǒng)同時(shí)結(jié)合工地可視化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)、塔式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)、建設(shè)工程結(jié)構(gòu)安全實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)等系統(tǒng)對工地監(jiān)測信息的采集，實(shí)現(xiàn)工地的實(shí)時(shí)監(jiān)督管理，最終有效提升政府部門科學(xué)管理水平。

系統(tǒng)特點(diǎn)：

1）統(tǒng)一管理平臺：統(tǒng)一的政府可視化智能工地監(jiān)管平臺，預(yù)留多系統(tǒng)接口，系統(tǒng)可逐步升級；

2）多系統(tǒng)接入：多子系統(tǒng)對建設(shè)工程安全質(zhì)量關(guān)鍵要素進(jìn)行智能感知和云計(jì)算接入；

3）管理流程再造：數(shù)據(jù)共享融合，可為多個(gè)政府部門提供監(jiān)管決策支撐；

4）項(xiàng)目監(jiān)管為中心項(xiàng)目從開工到竣工被納入系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過實(shí)時(shí)現(xiàn)場安全安全質(zhì)量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)結(jié)合傳統(tǒng)的監(jiān)管模式，提升科學(xué)管理水平。

二、工地可視化遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)

1、背景介紹

在工地分布廣泛、現(xiàn)場環(huán)境惡劣的建筑行業(yè)，確保規(guī)范施工，保證工程質(zhì)量及工地的建筑材料、設(shè)備等財(cái)產(chǎn)安全是施工單位管理者關(guān)心的頭等大事。建筑工地屬于環(huán)境復(fù)雜，人員復(fù)雜的區(qū)域?？紤]到工程監(jiān)督、項(xiàng)目進(jìn)度、設(shè)備及人員的安全，一套有效的視頻監(jiān)控系統(tǒng)對于管理者來說是非常有必要的。通過遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，管理者可以了解到現(xiàn)場的施工進(jìn)度，可以遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場的生產(chǎn)操作過程，可以遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場材料的安全。由此實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的遠(yuǎn)程監(jiān)管，強(qiáng)化總部對前端的支撐服務(wù)。這是科學(xué)技術(shù)助力建筑行業(yè)管理創(chuàng)新的典型應(yīng)用。

2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

工地可視化遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)工地現(xiàn)場的遠(yuǎn)程預(yù)覽、遠(yuǎn)程云控制球機(jī)轉(zhuǎn)動、遠(yuǎn)程接收現(xiàn)場報(bào)警、遠(yuǎn)程與現(xiàn)場進(jìn)行語音對話指揮等功能。采用政府部門、企業(yè)、施工現(xiàn)場三級聯(lián)動架構(gòu)，有效實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)共享，并提供建筑公司管理系統(tǒng)對接接口，方便進(jìn)行二次開發(fā)。通過企業(yè)平臺，可以促使企業(yè)更好地對工地進(jìn)行安全質(zhì)量監(jiān)管，落實(shí)企業(yè)責(zé)任主體。同時(shí)可以方便企業(yè)進(jìn)行自我監(jiān)管，實(shí)時(shí)掌握工地現(xiàn)場信息，減少管理成本。

3、系統(tǒng)組成

建筑工地視頻監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)由三部分組成：前端施工現(xiàn)場、傳輸網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控中心。

監(jiān)控中心配置視頻綜合平臺解碼設(shè)備，建設(shè)液晶拼接大屏幕電視墻，實(shí)現(xiàn)對前端視頻信號的實(shí)時(shí)查看和突發(fā)事件的指揮、控制、調(diào)度。

功能描述

工地前端系統(tǒng)：負(fù)責(zé)現(xiàn)場圖像采集、錄像存儲、報(bào)警接收發(fā)送、傳感器數(shù)據(jù)采集和網(wǎng)絡(luò)傳輸。

傳輸網(wǎng)絡(luò)：工地和監(jiān)控中心之間專線和互聯(lián)網(wǎng)方式可選；工地現(xiàn)場使用網(wǎng)橋AP無線傳輸。

監(jiān)控中心：系統(tǒng)的核心所在，是執(zhí)行日常監(jiān)控、系統(tǒng)管理、應(yīng)急指揮的場所。

系統(tǒng)特點(diǎn)

綜合監(jiān)控，全面集成，高清監(jiān)控，提升價(jià)值

易于擴(kuò)展，復(fù)用便捷，專業(yè)軟件，管控一體

三、塔式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)

1、背景介紹

塔式起重機(jī)已經(jīng)成為建筑工地必不可少的大型施工機(jī)械之一，但同時(shí)塔吊安全事故也屢屢發(fā)生，雖然各地建筑安全監(jiān)督管理機(jī)構(gòu)加大監(jiān)管力度，但由于監(jiān)管手段的單一和監(jiān)管人力物力的不足，超載違章作業(yè)現(xiàn)象嚴(yán)重。

據(jù)調(diào)查，85%塔式起重機(jī)使用環(huán)節(jié)普遍存在的超載和違章作業(yè)等現(xiàn)象，導(dǎo)致塔式起重機(jī)事故的直接原因。塔式起重機(jī)安全事故頻發(fā)已經(jīng)是建筑業(yè)久治不愈的頑疾。塔式起重機(jī)安全監(jiān)管平臺主要提供給建筑安全監(jiān)督管理部門、施工企業(yè)、項(xiàng)目部、監(jiān)理單位和塔吊產(chǎn)權(quán)單位，塔吊租賃公司等各方主體使用，主要實(shí)現(xiàn)多方主體單位的塔吊遠(yuǎn)程監(jiān)督與管理。

2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

公司研發(fā)的塔式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)高效率地完整實(shí)現(xiàn)建筑塔機(jī)單機(jī)運(yùn)行和群塔干涉作業(yè)防碰撞的實(shí)時(shí)監(jiān)控與聲光預(yù)警報(bào)警功能，并在報(bào)警的同時(shí)自動中止塔機(jī)危險(xiǎn)動作。 

在對塔機(jī)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場安全監(jiān)控、運(yùn)行記錄和聲光報(bào)警的同時(shí)，通過遠(yuǎn)程高速無線數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程報(bào)警和遠(yuǎn)程告知，使得塔機(jī)安全監(jiān)控成為開放的實(shí)時(shí)動態(tài)監(jiān)控。從技術(shù)手段上保障了對塔機(jī)使用過程和行為的及時(shí)監(jiān)管，切實(shí)防范、管控設(shè)備運(yùn)行過程中的危險(xiǎn)因素和安全隱患，有效地防范和減少了塔機(jī)安全生產(chǎn)事故發(fā)生。

同時(shí)，系統(tǒng)平臺可實(shí)現(xiàn)工地級、企業(yè)級、區(qū)域（省市）級三級網(wǎng)絡(luò)化、信息化遠(yuǎn)程安全監(jiān)督與實(shí)時(shí)管理。

3、系統(tǒng)組成

在塔式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)中，前置系統(tǒng)通過高精度傳感器采集塔機(jī)的風(fēng)速、載荷、回轉(zhuǎn)、幅度和高度信息，控制器根據(jù)實(shí)時(shí)采集的信息做出安全報(bào)警和規(guī)避危險(xiǎn)的措施，同時(shí)把相關(guān)的安全信息發(fā)送給服務(wù)器，塔機(jī)的監(jiān)管部門可通過客戶端查看到網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)塔機(jī)的運(yùn)行情況。塔機(jī)與塔機(jī)之間采用WSN進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，解決群塔間相互碰撞的問題。

功能描述

（1）塔吊實(shí)時(shí)監(jiān)控

（2）塔吊運(yùn)行故障分析

（3）塔吊統(tǒng)計(jì)報(bào)表

（4）系統(tǒng)管理

系統(tǒng)特點(diǎn)

避免誤操作和超載

為機(jī)械設(shè)備維護(hù)人員提供科學(xué)依據(jù)

為管理者提供有效的科學(xué)管理手段

為事故處理提供有效證據(jù)

四、建設(shè)工程結(jié)構(gòu)安全施工實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)

1、背景介紹

建設(shè)工程結(jié)構(gòu)安全施工實(shí)時(shí)監(jiān)測包括對建筑工地環(huán)境監(jiān)測，大體積混凝土澆筑，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變，地基監(jiān)測，基坑支護(hù)等數(shù)據(jù)的監(jiān)測。傳統(tǒng)的監(jiān)測手段主要是人工現(xiàn)場監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性較低，不能集中管理，尤其在惡劣的環(huán)境下人員工作效率低，監(jiān)測效果差。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)

建設(shè)工程結(jié)構(gòu)安全施工實(shí)時(shí)監(jiān)測是在建構(gòu)筑物施工過程中，采用監(jiān)測儀器對關(guān)鍵部位各項(xiàng)控制指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測，并在監(jiān)測值接近控制值時(shí)發(fā)出報(bào)警，用來保證施工的安全性，同時(shí)也可用于檢查施工過程是否合理。

基于傳感網(wǎng)的建設(shè)工程結(jié)構(gòu)安全施工實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，改變傳統(tǒng)的周期性、人工監(jiān)測方式，將新興無線傳感網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于建設(shè)工程監(jiān)測領(lǐng)域，設(shè)計(jì)出智能化、信息化的監(jiān)測系統(tǒng)，為建設(shè)工程結(jié)構(gòu)安全施工的實(shí)時(shí)監(jiān)測提供有效、便捷的方式。本系統(tǒng)將各類監(jiān)測點(diǎn)的信息匯集到統(tǒng)一的監(jiān)控平臺，實(shí)現(xiàn)各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的信息共享，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)用戶單位管轄范圍內(nèi)所有建筑工地統(tǒng)一管理。

建設(shè)工程結(jié)構(gòu)安全施工實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)是基于具有自主知識產(chǎn)權(quán)的無線傳感網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由監(jiān)控中心管理軟件、WSN協(xié)調(diào)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(tǒng)采用無線傳感網(wǎng)技術(shù)將分布式布置的各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)信息匯總后，由WSN協(xié)調(diào)器通過以太或者移動網(wǎng)絡(luò)（3G/GPRS）上傳到監(jiān)控中心管理軟件。監(jiān)控中心管理軟件可以對各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)信息實(shí)現(xiàn)共享，實(shí)時(shí)分析監(jiān)測點(diǎn)的狀態(tài)信息并根據(jù)預(yù)設(shè)的報(bào)價(jià)閥值產(chǎn)生報(bào)警。

根據(jù)用戶需求，報(bào)警方式可以采用聲光報(bào)警、短信報(bào)警等方式。此外，本系統(tǒng)提供建筑工程施工現(xiàn)場GIS服務(wù)，并將各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的位置及狀態(tài)與GIS結(jié)合，為用戶提供直觀、現(xiàn)象的展示服務(wù)。

3、系統(tǒng)特點(diǎn)

采用新興無線傳感網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)，具備全面感知、網(wǎng)絡(luò)傳輸以及智能分析處理等特點(diǎn)，是典型物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用；

基于自主設(shè)計(jì)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)，具備自組網(wǎng)、自組織、自維護(hù)功能；

支持多種傳輸方式，具有工作頻段靈活，可擴(kuò)展性好，魯棒性強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)容量大，覆蓋范圍廣等特點(diǎn)；

為用戶提供友好的Web界面，直觀顯示無線傳感網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、施工工地地理位置、各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等信息；

系統(tǒng)對工程施工現(xiàn)場的各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤分析，原始數(shù)據(jù)采集和處理完全不用人工參與，避免人為因素操作造成錯(cuò)誤分析；

采用分布式采集方式，將數(shù)據(jù)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(tǒng)的抗外界干擾能力；

系統(tǒng)為具有管理權(quán)限的用戶提供多種報(bào)警方式，包括聲光報(bào)警、短信報(bào)警等。

五、混凝土攪拌車超載超速管理系統(tǒng)

1、背景介紹

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，混凝土攪拌車數(shù)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(yè)造成損失，嚴(yán)重影響了和諧城市建設(shè)的進(jìn)程。

經(jīng)過多年研發(fā)與實(shí)踐運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，研發(fā)的以衛(wèi)星定位系統(tǒng)為基礎(chǔ)，集通訊控制、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、智能化管理等一體的智能混凝土攪拌車監(jiān)控管理系統(tǒng)必將大大改善目前的混凝土攪拌車管理難題，嚴(yán)防混凝土攪拌車超載、限制行車速度、保證行車安全，加強(qiáng)對混凝土攪拌車超載超速監(jiān)管力度，使得混凝土攪拌車運(yùn)輸更加規(guī)范、安全、有序。

2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)是按照先進(jìn)、可靠、長遠(yuǎn)發(fā)展的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，充分體現(xiàn)模塊化系統(tǒng)集成的設(shè)計(jì)思想。滿足無線和有線報(bào)警聯(lián)動的功能要求，同時(shí)考慮系統(tǒng)增值服務(wù)的發(fā)展空間，力爭實(shí)現(xiàn)一個(gè)高度信息化、自動化的超載超速監(jiān)控系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)由管理中心、數(shù)據(jù)采集端、遠(yuǎn)程監(jiān)控終端等組成，包括超載監(jiān)控子系統(tǒng)、超速監(jiān)控子系統(tǒng)、綜合管理子系統(tǒng)、執(zhí)法聯(lián)動子系統(tǒng)等。

3、系統(tǒng)組成

混凝土攪拌車監(jiān)控管理系統(tǒng)主要有4部分組成：超載監(jiān)控子系統(tǒng)、超速監(jiān)控子系統(tǒng)、管理中心子系統(tǒng)和報(bào)警聯(lián)動子系統(tǒng)。

超載監(jiān)控子系統(tǒng)：從攪拌站工控系統(tǒng)采集混凝土攪拌車運(yùn)載土方量，并上報(bào)到管理中心。

超速監(jiān)控子系統(tǒng)：實(shí)時(shí)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(shí)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到管理中心。

綜合管理子系統(tǒng)：系統(tǒng)核心所在，部署超載超速綜合管理系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)模塊、管理服務(wù)模塊Web服務(wù)模塊等。

執(zhí)法聯(lián)動子系統(tǒng)：系統(tǒng)的報(bào)警處理模塊。可以由用戶根據(jù)實(shí)際需要配置響應(yīng)的報(bào)警聯(lián)動選項(xiàng)。

功能描述

地理位置信息顯示

實(shí)時(shí)采集裝載數(shù)據(jù)

車輛實(shí)時(shí)位置定位

實(shí)時(shí)采集超速信息

報(bào)警聯(lián)動

形式多樣的統(tǒng)計(jì)報(bào)表

系統(tǒng)特點(diǎn)

先進(jìn)性：大力采用3G移動通信、GPS、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫等一系列成熟、可繼承、具備廣闊發(fā)展前景的先進(jìn)技術(shù)。

實(shí)用性：堅(jiān)持實(shí)用性為主的原則，避免使用不成熟、過分超前的技術(shù)和產(chǎn)品。

可靠性：從系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念到系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)，再到產(chǎn)品選型，都持續(xù)秉承系統(tǒng)可靠性原則。

安全性：在構(gòu)建系統(tǒng)時(shí)，使用中電五十二所關(guān)于系統(tǒng)安全的多年來的設(shè)計(jì)思想，全面實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)防入侵、數(shù)據(jù)防泄漏。

開放性：在設(shè)計(jì)和設(shè)備選型時(shí)，科學(xué)預(yù)測未來擴(kuò)容需求，進(jìn)行余量設(shè)計(jì)。

案例：

圖一 

圖二 

圖三 

圖四