基于物联网的建筑施工安全管理系统解决方案

基于物联网的建筑施工安全管理定位系统解决方案

一、 前言

在建筑领域，通过有效的监控可以从根本上解决安全事故隐患。物联网是将人、物、计算机联系起来形成的网络，可以有效地监控网络范围内的所有物体属性，输入计算机形成系统信息网络。因此，基于RFID （射频识别技术）的物联网可以很好地应用于施工安全管理中，监控现场每一工人、设备、环境；其次，该技术操作简单、便宜、利于推广使用，因此将物联网应用于建筑施工安全领域具有重大意义。

一般来讲，施工现场可以看作由人、机械设备、材料和半成品等资源组成的，在有一定组织的空间范围内，进行动态作业过程的场地。由于现场存在一定的无序的、条件复杂的动态环境，往往导致这些资源无法妥善管理，就容易发生安全事故。这就需要我们进行现场各种资源的合理安排和协调，监控各种危险源，来降低这类事故的发生。随着通信信息技术的不断发展，不同的监控技术应运而生。特别是随着物联网概念的提出，将其很好地应用于建筑施工安全生产过程中，是实现信息和通讯设备、施工现场资源实时互动，实现有序化施工，提升施工现场安全的可靠保障。

二、 安全管理定位系统构成与原理

安全管理定位系统是集安全预警、灾后急救、员工考勤、区域定位、日常管理等功能于一体，也是国内技术领先、运行稳定、设计专业化的建筑施工现场监测系统。使管理人员能够随时掌握施工现场人员、设备的分布状况和每个人员和设备的运动轨迹，便于进行更加合理的调度管理以及安全监控管理。当事故发生时，救援人员可根据该系统所提供的数据、图形，迅速了解有关人员的位置情况，及时采取相应的救援措施，提高应急救援工作的效率，促使建设的安全生产再上新台阶。

该安全管理定位系统可以同时实现考勤和定位两种功能，既可以进行现场监控也可以实现远程监控，极大地满足了安全管理的各种需求。

（一）系统构成

安全管理定位系统由施工外部、施工内部、人员和传输部分组成。施工外部

部分包括：监控室、电脑主机、室外LED 显示屏、转换器、读卡器、天线、电源、线缆、红外传感器、声光报警器。

施工内部部分包括：读卡器、天线、电源、线缆。

人员部分：安全型识别卡（有源标签）。

传输部分：通信线缆。

（二）工作原理

1. 有源标签。施工人员或工作人员随身携带，一般装在施工人员的皮带上

或安全帽上。卡有双向和单向的：单向的只能发送自身的ID 号，双向的不但可以给监控中心发信息，监控中心也可以给每个施工人员发信息，同时双向卡有一个按钮和指示灯，可以在遇到危险的情况下按下紧急按钮键，进行紧急呼救。一般项目如果是以考勤为主，使用单项卡；如果系统以考勤和定位为主，使用双向卡。例如：当施工现场里面出现特殊情况时，施工人员只要按一下按钮，监控中心就会有报警声。当监控中心出现什么情况时，监控中心可以给每个人施工人员发信号，也可以群发，通过指示灯来提示。

2. 读卡器。不管是在施工现场的内外都需要安装放置读卡器。至少在一个

系统中是需要2台的。如果是定位，则需要更多。具体要根据现场实际情况进行安装。一般的原则是每隔150米安装一个，也可以在一些特殊需要监控的区域进行安装。系统定位的精度取决于阅读器的识别距离，也就是说定位精度越高，读卡识别距离就近。

3. 电脑主机。安装在施工现场不远处的监控室里，电脑内装有考勤和定位

软件，通过电脑对施工人员进行监控。它通过串口与终端连接。同时该电脑主机还控制LED 屏的显示内容。

4. LED 显示屏。安装在建筑入口附近，用于显示施工人员的信息，使管理

先进化，透明化。显示的内容包括：标签号、姓名、时间、总人数。

三、 安全管理系统特点

（一）卓越的性能

该设备具有高度的识别可靠性，100%的前端识别率，施工人员只要正确佩戴有源射频卡，就能被装在附近的读卡器读到。其稳定识别距离最远可达到50

米，在这个范围内的标签卡发出的信息都会被读到。每个检测点可同时识别数十个施工人员的信息，并拥有高度的识别稳定性（误码率小于十万分之一），真正达到无误码、无漏卡。拥有快速的识别速度，达到真正动态监控。当发生紧急事故时，施工人员可以通过标签按钮来向监控中心呼叫；监控中心也可以向标签发信息。

（二）应用广泛

根据施工现场网络状况，可提供基于光纤、以太网、通信电缆等多种传输方式，适应性强，对现场环境要求不高，避免了由于传输方式单一造成的实施难题及瓶颈。

（三）安全性、稳定性高

设备本身具有极高的安全与稳定性。首先具有安全型的防爆、防尘、防水性能。其次，具有高抗干扰性，对施工现场干扰源、周围环境无特殊要求，环境适应性强。内部电路高度集成化，器件故障率最小化，运行可靠。

（四）操作简单方便

系统所支持的软件使用全中文菜单，具有良好的操作界面。配有无线监测分站一体化结构设计，安装方便快捷。识别卡内置电池，超低功耗，无须外接电源，无须充电。

（五）丰富的辅助功能

该系统拥有人性化的辅助功能，例如，查询和报表输出、打印功能简单易操作；可对施工人员、部门以及干部的考勤信息进行查询；可对施工人员运动轨迹进行查询；可按要求输出各种信息报表（如：进入施工现场时间报表、个人出勤日报表、施工人出勤月报表、部门出勤月报表等）；可以在任何一台可以上网的电脑上远程查看隧道的实时情况，无须到现场；可以随时知道目前洞内现在有多少人，这些人的身份，同时可以显示到LED 显示屏上。

四、 安全管理系统功能

（一）考勤管理功能

考勤是安全管理定位系统的主要功能之一，通过读卡器能判断出施工人员是任何时刻的出入记录。能对施工人员和干部以及部门信息进行添加，修改，查询，并可按部门及各种指定条件进行人员的出勤情况查询，如：编号、姓名、班次、

工种、部门等查询条件；可以按任意条件自动排序；对当天所有管理人员的出勤情况进行查询显示，并最终可以按照用户要求输出报表。

（二）定位管理功能

该功能是为预防事故的发生打下基础，可以做到对任一时间进行查询并显示某个区域人员及设备的身份、数量和分布情况；查询一个或多个人员及设备现在的实际位置、活动轨迹；记录有关人员及设备在任一地点的到/离时间和总工作时间等一系列信息，可以督促和落实安全员，是否按时、到点的进行实地查看，或进行各项数据的检测和处理，从根本上尽量杜绝因人为因素而造成的相关事故。

（三）设置报警功能

1. 外来人员报警功能。对于外来人员的或无卡施工人员独自进入施工现场

时系统会自动报警。但是和携带卡者一起进入时，系统不会出现报警。

2. 区域报警功能。在特定区域设定报警功能，给标签卡设定权限。如：在

施工现场内进行特殊作业时，将作业面设置为警戒区域，如果有非授权人员及设备进入警戒区域，系统自动报警，并显示进入警戒区域的人员及设备的身份，并及时采取相应措施，待爆破结束后解除报警设置。

（四）查询统计

查询统计是为安全管理信息化收集数据做准备，具体查询内容见表：

（五）灾后急救信息

一旦发生安全事故，控制主机立即能显示出事故地点的人员数量、人员信息，人员位置等信息，大大提高了抢险效率和救护效果。

（六）信息联网功能

通过建立WEB 服务器，可以以浏览网页的方式实现信息共享。