电子围栏技术在智慧工地中的应用

电子围栏技术在智慧工地中的应用

易海军

天津市赛英工程建设咨询管理有限公司

摘要：电子围栏技术在智慧工地应用的主要目标是实现对工地人员及其活动的精确管理和监控。通过设置虚拟的地理边界，电子围栏能够实时监控在指定区域内的人员的动态，当有人员或设备进出设定区域时，系统会自动产生告警信息，并及时通知管理人员。这不仅大幅提升了工地的安全管理效率，降低了安全事故的风险，而且通过对人员的精确跟踪，有利于优化资源配置，提高工作效率。总的来说，电子围栏技术的应用使得工地管理更加智能化，安全性和效率都得到了显著提高。

关键词：智慧工地；电子围栏；GPS

一、研究背景

高速公路及市政公路由于其工程范围广大，施工线路长，传统的管理和保护手段如门禁系统由于长大线性工程不能做到全线封闭管理和全线覆盖，故不能满足项目在人员尤其是劳务人员在人力资源及安全方面的管理，这就要求使用其他的技术手段满足相关项目对现场人员进行有效地管理。

电子围栏是一种基于GPS、GIS、RFID等技术，形成一种虚拟的边界，用于实时监控和管理移动设备或者人员的技术。其主要特点如下：

1. 实时性：电子围栏可以实时监控和跟踪设备或人员的位置，一旦设备或人员进出设定的边界，系统就会立即发出警报。

2. 灵活性：电子围栏的边界可以根据需要随时设定和修改，无论是大小、形状还是位置都可以灵活调整。

3. 精确性：基于GPS、GIS等先进技术，电子围栏可以准确追踪和定位设备或人员的位置。

4. 预警功能：电子围栏不仅可以实时监控，还可以预设条件，一旦条件满足，就会自动发出预警，帮助管理者及时发现和处理问题。

5. 适应性强：可适应多种现场环境，受环境因素影像小。

6. 扩展性强：可集成陀螺仪，健康监测芯片，对现场人员的安全健康进行管理。

总的来说，电子围栏是一种高效、适用性强、灵活的管理工具，适合长大线性工程对现场人员管理，协助管理者实现对人员的管控。实现保障项目安全，实现对项目数字化管理的目标。

二、电子围栏实现要求

高速公路及路桥项目现场人员管理主要涉及现场人员的分布情况，人员考勤，用工情况以及人员的安全。具体如下：

1. 实现无感考勤：结合电子围栏技术，解决工程路线长、无法封闭、管理难度大的问题。记录厂区人员考勤数据，统计各个时段工作时长。
2. 实时定位，精准轨迹追踪：工区化设置，可真实反映现成人员和工程分布情况。
3. 行为监测，安全预警，风险防控：跌落撞击预警， 滞留预警、脱岗预警、进入危险区域预警等。
4. 历史轨迹存回放：存储回放人员运动轨迹，为事件处理同提供决策依据。
5. 巡检及履约监管：设置巡检位置路线，全面记录巡检时间、地点、巡检路线，与预设路线比对，发现偏差，触发预警，可防止伪造巡检记录。
6. SOS报警：施工人员可通过定位标签按键向系统发送SOS报警信息，实时告警。
7. 数据统计分析：全面统计各区域人员分布情况、考勤情况、用工情 况以及报警信息。
8. 提供标准化接口：可与第三方系统进行数据对接。

三、电子围栏系统构成

电子围栏系统主要有定位设备及位置服务系统构成。

工程施工项目上定位设备主要有带定位功能的安全帽、手环、定位卡片、高精度定位设备（UWB或RTK），蓝牙设备等。定位设备按照设置实时或定时上传位置信息到位置服务系统，上传数据信息包括，设备编号，位置坐标，位置时间等。

位置服务系统主要包含如下功能：

1. 位置保存入库，形成实时位置及历史位置轨迹数据。提供GIS地图功能将实时位置及位置历史轨迹在地图上显示。

2.设备管理，设备区域配置及设备人员绑定配置等。可以实时监控设备的运行状态，可以根据工地需求，合理调度设备资源，提高设备利用率。

3.围栏管理，在地图上划选围栏多边形区域，围栏触发条件设置，围栏类别设置。

4.预警功能，主要包含：跌落撞击预警， 滞留预警、脱岗预警、进入危险区域预警。

5.人员分布统计，人员考勤，工作时长统计，人员使用情况统计。

6.对外提供标准接口，将数据接入智慧工地智慧建设系统或其它三方系统。

四、电子围栏设备选择

UWB、RTK高精度定位设备，需装定位基站，费用较高，长大线性工程项目不推荐，蓝牙定位设备适合室内小范围定位场景，不适用长大线性项目，长大线性项目推荐选用GPS定位设备，设备具体要求：GPS/北斗双模定位，使用3G/4G网络传输位置数据，内置陀螺仪，在定时上传位置（10分钟一次）的情况下能够使用两天，能够在较恶劣环境下工作，能够满足IP66防沙防水等级。下表列智慧工地常用的较成熟的定位设备。

安全帽电池容量大，重量较大，充电频率低，内置陀螺仪，可对人员进行较全面的管控；智能手环电池容量较小要求充电频率高，可监测人员的健康情况；定位卡片功能较单一。综上所述，综合考虑硬件功能，电池容量后，长大线性工程项目电子围栏设备推荐定位安全帽。

五、电子围栏设备使用运维

要保证电子围栏系统正常使用及数据的正确性有效性，定位设备在使用过程中要注意以下事项：

1. 定期检查设备电池电量，及时对设备进行充电。
2. 定期对设备进行检查，及时发现处理有故障的设备，以避免正常使用。
3. 定位设备的电池在使用1~2年后，需对电池进行检查，不能使用的电池需及时更换。
4. 安全帽的壳体需按照国家有关规定要求，在使用30月后，需进行更换。
5. 安全帽的配发人员信息要及时更新，安全帽使用人员变化时，要及时将变化的数据更新进系统，避免无效数据。
6. 对使用定位设备的人员进行培训，让他们了解设备的使用方法和注意事项，提高设备的使用效率和安全性。

六、总结

电子围栏技术在智慧工地上通过入侵监测，区域监控，人员定位，考勤管理，巡检履约管理，数据分析与预测方面应用，能够为工地提供更加安全、智能的人员管理方案。通过设置电子围栏，系统可以实时监测工地内外的入侵和非法活动，保障工地的安全和秩序。同时，结合人员定位技术，可以更加精确地掌握工地内人员的位置和活动情况，提高人员管理的效率和精度，提高安全性，节约管理成本，并为工地人员的健康和安全提供有力保障。促进工地管理及施工建设的数字化，智能化发展。

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作者简介：易海军，男，47岁，信息技术中级职称，本科学历，天津市赛英工程建设咨询管理有限公司BIM及数字化中心工作。研究方方向：物联网、大数据、元宇宙及AI技术在智慧建设、智慧水务及智慧园区的应用。