东部快速路南延长线工程智慧工地解决方案.docx

东部快速路南延长线工程智慧工地建设方案
1. 项目背景
由于建筑行业的劳动密集、资源集中、管理粗放等特性，使得行业发展的科技应用水平始终处于较低的位置。而随着互联网、物联网以及人工智能等先进技术的兴起与成熟，科技对各行各业的影响和改变也变得越来越重要。
借助科技能力，提升建筑行业的生产管理水平成为行业发展新热点。尤其是近几年的BIM、人工智能等技术的发展，为建筑业的安全生产、质量管理、信息沟通、进度管理、成本分析等关键业务提供技术支撑。使得行业的科技应用水平有了较快的发展。
1.1. 项目简介
东部快速路南延长线项目作为新星宇建设公司2019的重点工程项目，公司希望在该项目上建立“智慧工地”系统，提升项目建设过程的数字化应用水平，树立地区的智慧工地应用样板，为企业赢得品牌价值。
本次建设内容主要有：
序号
对象
数据内容
采集方式
1
人员
身份、轨迹、行为等
闸机门禁、视频、人工智能
4
环境
PM2.5，风速、噪音等
专项监测仪器
5
视频
视频影像
IPC，NVR,人工智能计算
6
现场管理
巡检数据
APP采集
7
基坑
应力、应变、水位等
可选第三方服务
8
高支模
应力、应变
可选第三方服务

1.2. 建设目标
满足项目安全生产管理需要

为更好的通过信息化手段实现对工程项目现场安全生产的关键要素：人员的不安全行为、物的不安全状态、环境的不安定因素进行实时数据采集分析，建立数据化的安全监测模型，为管理人员提供安全分析指标，以利于及时发现现场的安全隐患，降低安全事故发生的水平。
利用科技手段强化风险主动监测
由于建设工程施工现场环境复杂、安全隐患风险较多，完全依赖人力去进行排查是难以提升安全管理的效率，通过物联网和人工智能等技术手段实现对作业人员的行为、危险源的状态进行实时监测，提升安全隐患的排查效率，改善安全管理的手段，降低事故发生风险。
彰显企业品牌与技术实力

作为重点工程项目,历来是展示企业品牌形象和技术实力的窗口。通过智慧工地平台的建设，实现物联网、人工智能落地应用，为项目的生产管理提供在数字化、智能化、可视化的决策支持，极大的展现了企业技术实力，梳理精益管理的品牌形象。
2. 方案设计
2.1. 总体架构

整体方案由以下几个部分组成：
边缘侧设备：含视频监控终端、环境监测终端、高支模监测终端、深基坑监测终端等，项目可使用这些系统实现对项目劳务人员的管理、特种设备的监测、危大工程的监测，同时将这些数据实时传送到平台层进行数据分析后供不同层级的管理人员使用。
PAAS平台服务：主要包括设备认证、设备通信接口、人工智能服务、大数据服务等；PAAS服务主要是实现对边缘侧数据的采集、清洗、整理、分析，并对面向用户的SAAS层提供统一的数据接口。
SAAS平台服务：以云服务的方式为项目部、企业甚至政府监管机构提供统一的智慧工地软件应用服务。包括视频监控，AI分析，机械监控、劳务管理、环境监测等综合数据BI 应用服务。
2.2. 参考规范
ü 《国家智慧城市（区、镇）试点指标体系（试行）》（住建部）
ü 住房和城乡建设部2019年安全生产工作要点》建办质函〔2019〕140号
ü 《建筑施工现场安全防护设施技术规程》DB42/535-2009
ü 《施工现场机械设备检查技术规程》JGJ160-2008
ü 《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011
ü 《视频安防监控系统技术要求》GA/T367-2001
ü 《公共安全视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》GB/T28181-2016

2.3. 边缘侧硬件
2.3.1. 视频监控
视频监控系统可以对工地各区的关键要害部位、重点区域等的现场情况进行24小时实时监控。对每个进入监视区域的人、进入时间、离开时间以及在监视区的活动情况都会有清晰的显示。全方位摄像机则可以对较大范围内的情况进行监视。值班人员在值班室内就可以同时对各个监控点的情况进行监视。若有异常，可以马上采取必要的措施，从而防止意外情况的发生。
也可以对工地安全进行监控，能够实现影像资料的留存，后台监管人员可以通过监控大屏实时查证项目安全运行情况，在出现安全问题的时候，可以通过平台进行历史映像分析，找到事故产生的原因，清晰安全责任。
在视频监控应用过程中，逐步引入人工智能，通过对影响资料的实时分析，系统自动识别安全隐患，提交监管人员进行分析决策。

智慧工地信息化管理平台视频监控模块应包括智慧工地的远程预览和远程控制功能，能对视频和车辆进出进行监控，模块应满足以下要求：
l 视频显示页面应提供多窗口展示视频信息，点击某个窗口可以实现此窗口全屏化展示，可根据摄像头的数量自动展示窗口数量，最少展示四个窗口；
l 模块应具备球机平台控制功能，调节设备的方向，实现360度无死角监控；
l 模块应至少提供视屏的历史回放、倒放、截图和视频下载功能；
l 应具备配置信息，至少应包括视频的IP、端口号、用户名、密码、通道数量和不同品牌视频监控设备自动切换信息；
l 每个工地的球机应安装在塔吊上，每个工地球机个数应不少于塔吊个数；
l 在有车辆进出的门口应安装满足施工现场主要车辆及人员出入口的监控需求的枪机，每个门口至少按照一个，枪机应具备面部识别功能。
2.3.2. 扬尘噪音监控
“扬尘噪音监测系统”由主机和颗粒物在线监测仪、噪声监测仪、气象四参数（风向、风速、温度、湿度）监测、Led显示、远程传输模块等6部分组成。系统实现了对施工现场环境颗粒物、噪声、气象数据等进行实时、远程监控，当有超标时，设备自动报警和联动控制抑尘设备。

模块应以图表的方式展示环境监测对象的实时监测数据，并显示监测曲线；实时信息数据超出表2的阈值后，系统应能以弹窗的方式自动向所覆盖工地的项目管理人员及相关部门的监管人员进行提醒。应能记录预警事件，事件信息至少包括时间、测量值和工地名称。
检测对象阈值表
监测对象
阈值
粉尘PM2.5
500ug/m^3
粉尘PM10
500ug/m^3
噪声
90db
温度
40摄氏度
湿度
90%RH
AQI
500
风速
20m/s

2.3.3. 高支模监测(可选)
智能无线数据采集系统是一款将建筑施工安全监测与无线通讯技术相结合的 综合监测系统，具有免布线、快速安装、高频数据采集、多参数集成及智能预警等特点的监测系统，广泛应用于高大模板支撑系统浇筑施工、建（构）筑物结构变形及基坑开挖等具有重大风险的安全监测领域。

基于高支模事故原因，系统主要监测高支模关键点的模板沉降、立杆轴力、立杆倾斜、模板水平位移（选测）以及地基沉降（选测）等参数 通过无线采采集数据实时查看监测数据，当浇筑过程中各监测参数超过报警时，系统自动报警；通知现场人员排查安全隐患。
功能介绍
1、智能无线数据采集主机

智能无线数据采集仪主要应用于现场无线采集监测传感器的数据，用于zigbee网络的无线数据采集，并将数据推送到系统数据平台，可现场用于高大模板支护体系的施工安全检测；以及基坑、高边坡等监测项目巡检监测；
2、智能无线数据采集终端（倾角仪）

智能无线数据采集仪（倾角）主要应用于监测过程中传感器数据的无线采集与传输；可采集模拟信号、电压信号、电流信号，内置高精度倾角仪等，采用zigbee传输方式将数据传输到监测主机；
安装：采用扣件安装，安装于支模板下2米左右或整体架高2/3高度处。安装图见上图；
3、高精度拉绳式位移传感器

应用领域：主要应用在需要测量高精度变形的工程领域；配合智能无线数据采集终端使用，可实现远程变形监控。具有采用高精度电阻传感器，精度高、采用铝合金外壳耐腐蚀性好、多种安装方式、适应性好等特点。
4.立杆轴压传感器

主要用于监测高支模立杆轴力，与采集终端链接，无线采集。
5、智能激光挠度仪（选配）

智能激光标靶仪利用激光发射点和光斑位置采集仪之间的相对位移，主要测量建筑物或监测点的横向位移与竖向沉降等参数；内置锂电池可配备太阳能充电板实现长期的监测
6、无线声光报警器

2.3.4. 深基坑监测系统(可选)
在基坑开挖过程中，因施工振动、地下水位下降及基坑支护结构位移等原因会导致周边开裂、沉降、下陷等问题。周边环境的变形与基坑支护结构的安全状态紧密相关，对周边环境实施监测，可以提前预知支护结构的安全状态，有利于在出现事故前采取措施，避免基坑事故发生。通过对测量数据的分析、处理掌握支护结构和周边环境的稳定性变化规律，修改和确认施工设计及参数。

实施自动化监测工作，实际上是将监测周期大幅缩短，实现监测结果由点的拟合到实时反馈。实现全天候全气候条件在线监测，将获取监测结果的时效性大幅提高。一是提供海量数据用于反馈和优化设计，为改进设计施工提供信息指导，积累施工经验，提供可靠施工工艺，为以后类似的施工提供技术储备，二是在响应时间上真正做到为施工安全保驾护航。
监测类型
传感器类型
采集终端
设备型号
深层水平位移
LRK-CX01固定式测斜仪
智能无线数据采集终端
LRK-DZ622A
地下水位
振玄水位计
智能无线数据采集终端
LRK-DZ622A
锚索轴力
锚索轴力计
智能无线数据采集终端
LRK-DZ622A
混凝土支撑应力
混凝土应变计
智能无线数据采集终端
LRK-DZ622A
地连墙应力
混凝土应变计
智能无线数据采集终端
LRK-DZ622A
周边土压力
土压力盒
智能无线数据采集终端
LRK-DZ622A
坑周建筑及道路沉降
激光头
激光位移监测仪
LRK-DL630
基坑顶沉降及水平位移
激光头
激光位移监测仪
LRK-DL630
周边建筑物健康监测
倾角、裂缝
无线倾角仪/无线位移计
LRK-RG921/LG931
立柱沉降及水平位移
激光器
激光位移监测仪
LRK-DL630

2.4. 智慧工地平台
2.4.1. 项目看板
项目看板是整合边缘侧硬件的数据为，为决策层/管理层提供项目的整体管理指标（安全、质量、环境、进度等），监控项目关键目标执行情况及预期情况，为项目成功保驾护航。

项目看板支持大屏呈现，是作为企业形象与科技实力展示的极佳方案之一。尤其是针对地标性的观摩项目，与拼接大屏组合能够为企业带来较好的展示效果。
2.4.2. 机械监控

机械监控是通过IOT技术平台连接边缘侧的塔吊、升降机等监控设备，并将其心跳包数据聚合分析呈现的到页面上。主要包括塔吊和升降机等设备信息管理、塔吊的实时监控、塔吊统计预警、升降机运行统计以及违规启动设备的预警及统计功能：
a) 平台设备信息监控应包括管理塔吊、升降机编号、品牌、型号、运行参数标准、厂家和作要求等信息监控；
b) 塔吊监测应具备信息管理功能，包括幅度、回转角度、倾角、横向纵向位移和吊重信息实时查看功能；
c) 平台应具备统计预警及报警次数，并以报表进行呈现；
d) 当有非正常情况启动或停止信息，系统会自动弹出报警窗，并供手机自动提示报警和短信预警方式。

2.4.3. 视频监控与AI分析
视频与AI分析，是通过AI服务对视频流的关键帧进行监测分析后为管理人员提供视频分析服务。

AI分析主要包括以下场景功能：
序号
类别
应用场景
技术实现方案
1
人员管理
劳务人员统计：便捷的统计分析场地内的劳务人员数量、流动性等
通过生活区、作业区、门口安装摄像头进行人脸采集，分析人员、时间戳、地点等要素，获得人员管理的数据。
2
人员识别
对于现场异常人元筛选排查
通过视频或则手机终端采集人脸信息经过特征识匹配查询人员档案
3
异常行为
不带安全帽进入作业现场
通过作业区入口安装高清摄像头进行抓拍不带安全帽的异常行为
4
异常行为
人员受伤，人员倒地
通过高处安装高清球机，自动巡查场地范围人员倒地受伤异常。
5
异常行为
人员聚集
通过生活区、作业区、门口安装摄像头进行人脸采集，分析人员聚集特性。
6
异常行为
人员靠近危险区域（临边洞口）
通过高处安装高清球机，自动巡查人员靠近危险区域
7
场景识别
脚手架防护网破损
通过高处安装高清球机，自动巡查拟建物外脚手架的封闭情况。

2.4.4. 劳务管理
实现实名制管理，通过与企业实名制管理系统进行数据对接，可以将企业项目采集的人员实名制信息，考勤信息进行有效采集，有总包企业对数据的真实有效性进行保证。通过数字监管平台可以实时查看各个项目的劳务实名制数据，能够将实名制数据与其他监管平台进行对接。

工资发放监管，借助银行监管通道，进行劳务人员工资发放，有银行第三方保证劳务工人工资卡的实名认证，企业保证工资数据的真实有效，在企业通过银行发放工资以后，相关数据自动推动到监管平台，作为劳务工资发放依据，系统可以实现工资发放监控，对长期未发放工资项目进行预警；

2.4.5. 环境监测

智慧工地信息化管理平台环境监测模块应包含环境参数设置、信息实时查看、环境数据统计、噪声监测、粉尘监测、温度监测和湿度监控功能，该模块应满足以下要求：
l 二级平台环境监测对象应至少包含下列内容：粉尘PM2.5、粉尘PM10、噪声、温度、湿度、有毒气体和气体；
l 模块应以图表的方式展示环境监测对象的实时监测数据，并显示监测曲线；
l 实时信息数据超出表2的阈值后，系统应能以弹窗的方式自动向所覆盖工地的项目管理人员及相关部门的监管人员进行提醒；
l 应能记录预警事件，事件信息至少包括时间、测量值和工地名称。

2.4.6. VR安全体验系统
VR工地安全体验系统，采用先进成熟的VR、AR、3D技术，结合VR设备、电动机械，融入多年施工安全管理经验和施工安全器材生产技术，以住建部颁布的安全规范为标准，全面考量公司施工的安全隐患，以三维动态的形式全真模拟出工地施工真实场景和险情，实现施工安全教育交底和培训演练的目的，体验者可通过VR体验馆“亲历”施工过程中可能发生的各种危险场景，并掌握相应的防范知识及应急措施。
2.4.7. 任务协同管理平台
利用云计算和互联网技术为项目各方搭建一个中立、安全的云协同平台，连接人与信息，实现各方数字化、在线化和智能化的高效协同办公。
通过管理平台让信息实现数字化和在线化，统一信息源，高效共享。文档资料的无纸化收发、查看、会审和归档；项目办公流程的无纸化审批，快速响应、进展透明、自动归档，决策过程可追溯。实现基于关键词分类高效检索文件，工程文档资料自动智能归档，免去人工归档整理的过程；自动记录信息决策和变更过程，事后可追溯，便于理清责任、保护利益。
2.5 文档协同
2.5.1 工程资料云端集中管理
l 设计相关文件（图纸、模型、变更单）按企业规定树形目录结构（一级目录不可修改）云端集中存储

l 可按组织、角色等授权访问

2.5.2 工程资料多端方便浏览
l 各专业人员无需安装专业软件便可在线浏览并批注设计文件，

l 支持的文件格式包括dwg、rvt、ifc、doc、xls、ppt和图片。

2.5.3 设计评审
l 各专业人员可以并行在线审批对应图纸和模型

l 可将Revit模型中的三维视图发布到平台，基于局部三维模型高效辅助校核净高、布局、工艺、碰撞等问题

l 可通过二维图纸与三维模型的联动浏览来校核图纸与模型中设计信息的一致性，提高图纸和模型的设计质量

l 可将该三维视图与对应的图纸关联来说明批注的设计问题，并可按专业汇总形成设计评审报告

2.5.4 设计评审报告流转确认及外发
l 在线汇总各专业批注的问题自动形成设计评审报告

l 可在线编辑调整并可作为附件发起审核确认流程

l 审核流程可配置，审核过程中可以增删节点和审批人，

l 审批确认过程支持人脸身份认证和电子签名，审批日志全程可追溯

最终审核完成后自动生成归档文件
2.6 现场管理
2.6.1 概述及价值
本模块用于处理各类工程项目的材料、工作、交付物的质量控制和管理。通过及时推送各种消息，督促相关责任人及时行动和反馈，从而确保质量问题能被及时发现和整改。而且，还能够依据自选的时间范围，生成汇总图表，帮助项目管理者把控项目总体质量。
本模块包含以下价值：
l 及时
所有的质量问题只要被发布，永远第一时间通知所有相关人。
l 便捷
重应用，轻流程，界面简洁，所有使用者一学即会。
l 可追溯
所有的资料和行为都被记录在案，都可追溯，只要有需求都能被查询到。
2.6.2 应用场景描述
2.6.2.1 项目施工事前质量管理
l 根据业主方的对质量的要求，可以多方协同编制质量管理计划

质量问题计划发起流程图示
l 可根据质量管理的责任体系，明确各方的质量管理责任和权限

权限设置图示
2.6.2.2 项目施工事中质量管理
l 重要工程执行过程可记录

质量问题管理图示

汇报图示

汇报统计图示
l 质量监督管理可协同
l 工程质量责权分明
l 发现质量问题可即时处理

质量问题发起流程图示
2.6.2.3 项目施工质量验收管理
l 协同各端质量验收计划

质量验收计划制定流程
l 工程材料验收线上汇报，即时通知

材料验收问题发起图示
l 分批验收，可指定验收清单，协同验收，验收结果可多方同步，发现问题可即时处理

l 重点工程验收，信息可多方同步，现场验收过程可追溯，验收结果时时反馈，验收不合格可追责、及时处理

验收核对表处理及问题发起图示
l 验收资料信息线上归档，检索可查

质量验收核对表清单管理图示
2.6.2.4 质量管理材料整理、统计
l 处理的质量问题，可以线上上报，关联统计，做到历史可追溯

事件列表清单图示

上报统计图表
l 质量管理过程的信息、文件线上存档，方便移交

质量问题日志存档图示

2.6.3 安全管理
基于既有业务管理模式，充分利用物联网、大数据、人工智能等技术，建立面向全公司的建设工程安全生产管理平台，配套公司安全生产管理制度要求，落实对在建工程项目的安全生产规范管理。
l 建立统一的安全生产管理平台
为更好的通过信息化手段督促、监管工程项目的总承包方、监理方、分包分供方的落实安全生产管理责任。通过建立统一安全生产管理平台，实现对项目的总包方、监理方、分包分供方的统一管理，消除各方的信息孤岛，提升安全管理的协作水平。
l 利用科技手段强化风险主动监测
由于建设工程施工现场环境复杂、安全隐患风险较多，完全依赖人力去进行排查是难以提升安全管理的效率，通过物联网和人工智能等技术手段实现对作业人员的行为、危险源的状态进行实时监测，提升安全隐患的排查效率，改善安全管理的手段，降低事故发生风险。
l 规范安全管理的行为，落实安全管理责任
通过对风险识别与隐患排查的双体系信息化建设，实现对危险源识别评价、现场检查、旁站监督等关键业务的数据化记录，督促到监理方、总承包方等各方落实安全管理责任。
2.7 实施计划
根据解决方案提供商平安城市科技建设有限公司的建议,标准SAAS服务的开通流程见下图。

为确保硬件交付顺利，需要保证现场具备硬件安装条件：
l 工地围护结构完成，大门区建立；
l 电气布线覆盖所有IOT设备安装点位；
l 网络布线覆盖所有IOT设备安装点位；
l 场地硬化条件具备；
l 其他安装工程商所需要的条件。
序号
工作项
工时(天)
备注
1
硬件采购
5天
依赖于合同签订及首付款到位启动
2
硬件发货
2-5天
部分专属设备发货视物流距离而定；
3
硬件安装
2-3天
(注)本地工程商安装；
现场具备强弱电网络布线、场地硬化条件
4
安装调试
1天

2.8 产品清单
硬件费用投入
终端设备
单价
安装服务
数量
合价
视频监控（枪机）
2000
300
20
46000
车辆进出（双向进出）
52000
1000
1
53000
环境监测设备
12400
1000
1
13400
大屏

1

视频监控（球机）
6200
800
2
14000
劳务管理（三通道）
55300
1000
1
56300
高支模（位移、倾角、轴压，报警等）
62000（参考）
-
-
62000
合计

244700
注：以上价格仅供参考，具体以供应商实际合同价为指导！
软件费用投入
产品
单价
数量
计费方式
易建智慧工地平台
250000
50节点
项目
合计

注：以上价格仅供参考，具体以供应商实际合同价为指导！