物联网技术在智慧工地中的应用研究--中国期刊网

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物联网技术在智慧工地中的应用研究

发表时间：2020/10/19 来源：《基层建设》2020年第19期作者：李照轩

[导读] 摘要：智慧工地的核心是利用“地理信息（GIS）+互联网+物联网”的技术，实现在企业总部能够更好了解各核电施工现场建设情况，同时满足项目部对核电施工现场的监控管理而建立的一套大数据管理系统，如现场施工人员位置信息及统计数据的总体监控、施工车辆的跟踪管理、施工安全监控、重要事件录像、事故情况调查等，更高效的管理工地现场人员轨迹、人员工作区域、物的运输途径、物的存放属性、关联事件在活动过程中的不安全因素

        大连东软信息学院辽宁省大连市 116000
        摘要：智慧工地的核心是利用“地理信息（GIS）+互联网+物联网”的技术，实现在企业总部能够更好了解各核电施工现场建设情况，同时满足项目部对核电施工现场的监控管理而建立的一套大数据管理系统，如现场施工人员位置信息及统计数据的总体监控、施工车辆的跟踪管理、施工安全监控、重要事件录像、事故情况调查等，更高效的管理工地现场人员轨迹、人员工作区域、物的运输途径、物的存放属性、关联事件在活动过程中的不安全因素。
        关键词：物联网技术；智慧工地；应用
        引言
        近年来，信息技术获得了飞速的发展，全方位影响着人们的衣、食、住、行。物联网是指传感器和互联网相结合形成的巨大的“网络”，被公认为是继计算机和互联网之后的“第三次IT浪潮”。通过在建筑施工现场安装各类传感装置和利用信息化系统，构建智能监控和防范体系，有效弥补传统方法在监管中的缺陷，实现对人、机、料、法、环的全方位实时监控，把被动“监督”变为主动“监控”，进而构建智慧工地。用“智慧”的管理理念进行工程特定生命周期的管理，让传统的建筑工地长出“智慧大脑”，最终实现施工数据信息化、监测自动化、管理智能化、远程可视化和决策大数据。
        1智慧工地概念阐释
        智慧工地是“互联网+”与实体经济相结合而衍生出来的针对建筑工地的全新管理理念。它立足于物联网远程监控对危险感知的防控，大数据分析对项目全生命周期提质增效，降低事故率的安全管理，云计算对工地人员、物质、事情分配和决策进行智能优化，打破传统工地建设粗放式的管理模式，打造工地“安全、绿色、智能”的项目信息化生态圈，为工地成产提供更加便捷、及时、有效的服务。智慧工地的主要内容为两部分：施工图纸立体化和施工人员app智能化。施工图纸立体化指的是通过BIM技术，将工程施工图纸上的每个信息、数据在信息终端设备上以立体图形呈现出来，方便工程技术人员了解项目的每个设计细节和设计构建，从而指导施工作业。施工人员app智能化，指的是将工程管理的每一项流程都集成到app中来，方便管理人员实现动地数据采集、安全防范、进度控制、人员安排以及事项执行状态的常态化工作，实现全天候工地安全生产在线预警，施工人员工作机制的规范合理，降低管理成本。
        2物联网技术在智慧工地中的应用
        2.1智慧安监子管理系统
        在应用智慧案件子管理系统时，高支模/脚手架监测系统属于一个最为重要的组成部分。高支模/脚手架监测系统，其所指的便是在生产果程中的关键部位安装应用、应变监测仪器，从而借助这些监测仪器，对这些构件的应力、应变情况进行实时的监测，以此来窥探相关数据的变化。而后在依托于物联网技术，使所检测的数据能够通过网络的方式，传输到大数据云端中心。首先，相关监测数据在达到云端之后，大数据云端则会依托现有的数学模型，对传输过来的数据进行详细的分析，而后在依据数据分析的结果，及时进行预警以及报警的方法。正是在这样的情况下，便可以切实有效的提高企业单位对模架、脚手架等的监控监测能力。这里需要特别指出的是，在这一环节充分融入声光报警系统，亦能切实有效的提高平支模以及脚手架的安全性。其次，物联网下的智慧安监子系统，还能实现对基坑的监测，而此监测系统则为基坑工程自动化监测系统。此种监测系统的精髓在于，应用多种传输方式，将基坑施工现场的监测设备、监测仪器以及无线传感器等借助物联网的方式连接在一起。而在具体的方式，所采用的则是主动亦或是被动触发的方式，以此来实现实现对基坑的监测。其中所涉及到的主要监测指标有横向位移数据、竖向位移数据以及倾斜变化锚杆应力等诸多层面的数据。而在数据采集完成之后，则会通过数据传输的方式，及时反馈到大数据云端处理中心，继而保证基坑数据的实时性、真实性等重要因素。

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最后便是起重机械的检测，此种监测方法的机理在于，在起重机械的关键性部位安装上相关的传感器，以此来实现对机械用数据以及其它数据的检测。这期间有所涉猎的检测数据，主要包括吊重、高度、风速以及倾斜角等等，之后在将数据通过物联网技术，传输到云端处理中心。这样的情况下，施工单位便能充分的结合设备电力的控制单元，对机械设备进行一定程度上的控制，继而提高机械设备应用的安全性。
        2.2网络承载平台
        2.2.1网络安全性
        在网络边缘考虑安全设计、部署防火墙等；安全与网络密不可分，安全设计部署采用与网络分区相同的安全域划分。在核电建设场区外围以稳定的电缆沟为光缆重点施工路径，敷设光纤环网形成外围骨干网。对于重点施工区或者光缆易损地段，采用国产网状网络结构（MESH）组网技术设备实现数据传输，网络设备的选型充分考虑传输速率与带宽容量2个要素。
        2.2.2北斗定位数据传输方案
        北斗定位数据采用专网传输方案可满足定位数据的完整与安全性保障要求，整个传输系统分为现用的4G网络（LTE）与广域网传输2部分，LTE网络采取用户设备（UE）和网络双向鉴权，通过信令面和用户面加密、隧道技术保证用户数据的完整性、保密性；广域网传输采用广域网+L2TPVPN专线接入方式实现数据封装，采用CHAP、IPSEC加密保证用户数据的完整性、保密性。
        2.2.3内外网隔离方案
        在保证内网和专网资源安全的前提下，实现外网定位数据向内网的高效传递。本隔离网络设计方案的核心是互联网端数据输入由协约电讯运营公司建立数据接口并完成数据向至广域网的转换，通过广域网专线将数据输入智慧工地专用防火墙（相关IP地址不公开、无法测试，以此实现数据与互联网的完全隔离），接着使用单向网闸将数据传输至公司内网边界防火墙，通过内部路由器将数据接入智慧工地管理服务器，在确保网络数据安全的前提下实现物联网前端基础数据的完整输入。
        2.3高清3D全景视频监控系统
        为保障人员和财物等安全，提高风险管控能力，提升管理水平和快速响应能力，做到“事前预警、事中控制、事后追踪”，在综合考虑后续监控中心扩展的影响下，建立实施周界视频监控系统、施工区监控系统、厂内主要道路监控系统，以确保全厂关键部位都受到有效高清实时监控。对于紧急事件的现场情况，可通过移动摄像满足相关人员查看细节、掌握事故现场的最新状况。在3D实景模型中，面向工程项目现场重点区域监控、工程进度监管、安全监管以及物料监管的现实需求，在工程项目布设鹰眼全景摄像机，形成全景视频鸟瞰图。从而实现对工程项目现场重要区域的整体态势的实时掌控。全方位呈现工程项目现场的生产实况，实现工程项目现场的全景监看、细节盯控、全局回溯和信息增强等，通过枪、球联动摄像机实现在大场景融合视频中通过锁定目标，球机可进行自主追踪，实现对目标的联动跟踪。实现了路径巡航、全空间多维关联显示、全空间历史视频回溯功能、全景视频拼接显示功能、电子围栏报警、安全帽未佩戴抓拍等3D实景空间与视频监控的联合管控功能需求。
        结语
        总而言之，智慧工地结合物联网技术推动工作展开，目前已经成为建设事业的一个重要发展趋势。因此，当代建筑建设企业应根据自身实际情况，大力推动智慧工地的推广，使其能够更好的服务于工地建设，从而使工地建设的质量得到保障，继而助力我国建筑建设事业的长远发展。
        参考文献
        [1]李霞，吴跃明.物联网+下智慧工地项目发展探索[J].信息化建设，2017(2):37-38.
        [2]徐友全,贾美珊.物联网在智慧工地安全管控中的应用[J].建筑经济,2019,40(12):101-106.