基于物联网的建设工程施工安全智能管理系统设计

基于物联网的建设工程施工安全智能管理系统设计

高志勇

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摘要：目前，我国的智能化建设的发展迅速，安全智能管理系统逐渐应用于各个行业领域中，对施工过程中安全状况与安全事故的发生进行预测，掌握工程建设中的各项信息，对施工人员进行定位管理。现阶段，我国建设工程传统的施工管理中，施工设备的管理方式较为传统单一，难以对施工设备的运行状态实时监管，主要通过施工现场管理人员手写记录。传统的施工安全管理方法，减少了施工设备的使用寿命周期，安全隐患风险性较高。随着物联网的不断发展，对于建设工程施工安全管理提供了有效的帮助，将物联网技术应用到施工安全管理中，实现工程施工的智能化管理。建设工程的施工场地面积较大，对于施工设备的安全权限管理存在一定的难度，在不增加额外环节的基础上对设备进行有效的安全管理是施工中的一大难题。施工现场的环境复杂，人员及设备的流动性较强，无法及时掌握施工中的设备位置信息，不能为施工人员的计量工作提供依据。部分施工单位为了缩短施工进度，高强度地运转机械设备，对设备的维修保养力度较差。

关键词：物联网；建设工程；施工安全；智能管理系统设计

引言

建筑工程是一项综合性、系统性比较强的工程项目。建筑工程的安全管理是一项重要工作，它关系着人民群众的生命财产。建筑工程施工过程中存在着许多不稳定因素：例如地质条件、气候环境、水文等自然条件，还有一些人为原因导致工程事故发生。安全管理是建筑施工企业的重要组成部分，也是保证工程顺利进行，提高经济效益和社会效益的基础。加强建设单位、监理单位及施工人员责任心与职业素养，加强对于各种风险与隐患问题发现并解决能力；建立健全科学合理有效地奖惩制度并严格执行是十分关键的，能使安全管理体系得到更好完善和改进，同时还要不断创新施工技术方法来减少安全事故发生概率，确保工程质量达到标准要求和规范化管理的目标。

1建筑工程安全管理理论概述

建筑工程安全管理是指为了确保建筑施工过程中的安全性和稳定性，通过对人、设备等因素进行控制，从而保证整个工程项目的顺利完成。建设管理单位根据国家相关法律、法规以及合同规定，对工程施工中的各个环节进行科学合理组织，在建设工程项目的全过程中实施项目管理活动，对工程施工采取一定方法和措施，保障建筑物质及人身生命财产不受侵害与损失。安全管理是一种对施工人员、设备设施和环境条件下进行全过程控制，按照规定来约束人的行为，有计划地组织人员参加到工作当中去并及时检查自己所完成任务是否达标，对机械设备及材料等进行有效协调，以保障工程建设和人员生命财产不受侵害。

2基于物联网的建筑工程施工安全智能管理系统软件设计

2.1采集感知层射频数据

基于现有的14.56MHz射频识别模块，对感知层采集数据的软件进行设计。射频识别模块通过RS264通讯接口，对接收到的标签数据进行读写操作，再将读写处理后的标签数据传输到上位机。通过调用SeriaPort组件方式，来实现射频识别模块窗口的通信功能，对数据库操作。通过选择串口与射频识别模块的连接，对电子标签中的数据进行分扇区采集。在采集标签数据前，对扇区号进行相应的设置，基于网络程序编程接口，实现数据的更新与存储。感知层射频数据采集由系统操控数据发送到端配置，使终端配置与系统建立连接，连接成功后通过阅读器对数据信息实现读取操作，将所有数据通过Data封装打包，发送至数据的接收端，将数据的发送及接收状态进行实时记录。在采集系统传输软件运行的数据时，对数据的发送端与接收端进行同步配置，使两个端口的协议保持一致。在端口的配置完成后，监听接收端网络的变化，并建立两个端口的连接关系，连接成功后，由发送端开始，循序渐进地向接收端发送数据信息。在接收端完成数据的接收操作后，对接收到的数据进行存储，在软件系统的显示界面中，将接收到的各项采集数据进行整理，从而实现感知层射频采集数据的浏览。

2.2建立施工安全知识数据库

安全知识数据库是施工安全智能管理系统的重要数据来源，通过智能检查功能提取相关的实际信息，与安全知识数据库中的理论信息相对照，完成系统数据的查询与检查。安全知识数据库主要存储了与建设工程相关的BIM构件的属性数据信息以及构件之间的关系，以施工过程中的危险源信息为主，通过SQLServer的查询规范进行查询，将数据分解为规范关联规则，建立实例，使数据的方式发生转化，将其转化为结构化的存储模式。数据库中的数据信息存在一定的拓扑关系，主要是针对实际建设工程特有的模式，建设工程的施工环境与施工方式存在不同，拓扑关系也不同。实际的施工操作中，施工现场的安全管理人员根据图纸以及施工中的构件关系，对材料、施工机械设备的存在位置进行合理布置。借助Revit插件对系统内的数据库进行可视化编程，对数据库中的数据信息进行增加与修改。利用Dynamo插件对系统内部的构件属性进行实例提取，通过软件对数据进行拓扑关系建立，形成建设工程施工安全的构件拓扑管系统，生成施工安全知识数据库。

2.3基于WSN技术的施工安全监控与预警

WSN技术是一种有效获取人与物实时位置信息、属性信息的技术，能够跟踪施工现场的工人、设备等，在智能安全管理系统中反映出相应的三维位置信息。现场的安全检查管理功能包括检查通知、接收与结果上报三个步骤，在模块设计中，依据检查管理逻辑业务包进行设计。通过逻辑业务包完成检查管理操作，根据系统的基础数据层，对施工安全进行分类处理。系统施工风险管理功能的有效运行，首先要对安全影响因素及来源进行监控，根据风险制定出解决方案。系统的施工安全预警功能中包括对安全预案进行编写，建设工程施工现场的危险品与储罐的存放问题，出现意外泄漏情况的应急措施；对导致安全风险隐患发生的来源场地进行整改，从源头降低危险情况发生的概率。系统的预案编写功能中应当包括预案的编号、时间及处理方法，添加相关的属性信息，帮助安全管理人员制定应急方案。施工安全预警功能还要添加施工表单类，将事故管理的结果表单进行详细的描述，在页面间循环显示，封装存储施工安全事故的预案。

结语

总的来说，随着新技术新材料的大量使用，建筑行业对工程管理的需求也越来越大，要想使工程质量与安全得到有效的保障，必须建立健全的管理机制，健全质量管理系统，强化员工的素质教育与安全意识，强化对施工过程的监管，做好质量、安全的控制，为工程质量、安全生产提供良好的环境。同时，也有必要加强房屋项目的管理，特别是在质量和安全方面，这是管理和控制领域的最高优先事项。不同的新建筑技术和材料的出现也增加了管理建筑质量和建筑工程安全的难度，导致质量问题和安全事故不断发生。因此，应该更加重视对建筑质量和建筑安全的监控，以确保建设项目的顺利实施。

参考文献

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