邹德润
中交（广州）建设有限公司 广东广州 511458
摘要：随着现代互联网信息化技术的不断发展，各行业领域中计算机技术、数字化技术等先进技术得到广泛应用，基础网络而言具有网速快、低延迟、吞吐量更高的特点，同时支持通信网络和物联网络频段，为新基建物联网的普及提供了有效的技术支撑。在当前新基建环境下，想要有效提高地铁施工现场的人员管理水平，就需要将智慧物联网技术和传统的施工安全管理模式相结合。
关键词：物联网技术；地铁施工；安全风险；预警
引言
随着绿色环保理念、安全生产意识不断提升、现代化社会的不断发展，我国的经济水平以及科学技术水平有了很大的提高，为了实现安全生产的目标，需要将整个施工各环节中涉及的人员、物料、机械设备等各类资源进行有机整合，通过物联网技术进行跟踪、监控，并利用预警控制的手段实现既定目标。物联网技术在地铁项目施工安全预警方面有其独特的优势。
1物联网
物联网是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种元器件与技术，按照设定程序实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集各种为保证安全施工生产所需要的信息及数据，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的连接，实现对物品使用过程中的智能化感知、识别和管理。物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。简而言之，现在我们把用的很多产品都给他联网了，例如生活中的电子秤，音箱，灯等等。那么这些产品和传统不一样，我们可以叫它物联网，物联网同样在施工生产中也存在着重要意义。
2基于物联网技术的地铁施工安全风险预警
2.1基于物联网技术的地铁施工安全预警体系设计思路
（1）感知层。利用互联网技术，将视频监控、智能测斜管、光电式双位移计、压力传感器、超声波水位计、空隙水压力计、钢筋应力计、钢支撑轴力计、超声波测距仪、地连墙声纳检测等信息采集所需要的检测基础元件或设备按监测要求安装于施工现场，用于收集施工现场的各类信息。（2）数据传输层。位于施工现场前端的信息采集设备通过互联网、有线通信和无线通信等，将底层采集到的数据信息与上层服务器进行连接传输和交换。（3）数据处理层。从底层感知层采集到的原始数据不仅数量大，而且含有大量重复且对用户无用的，所以需要数据处理层对原始数据进行过滤、整合处理，并能生产原始数据汇总、分析的报表、图表等，可以供用户查询、使用。（4）数据应用层。要实现对工程施工安全的预警功能，需要对采集到数据做特殊处理。例如对于地铁施工地表沉降问题，可以用人工神经网络、卡尔曼滤波、ARIMI等模型，构建地表沉降预测模型，使用户提早掌握沉降的未来走势，并根据设置的阈值实现预警功能。（5）服务层。利用终端设备或开发APP等方式，将后台整理出的数据上传到终端系统，为用户提供可视化数据模型，让预警信息的实现及时响应实时查看。
2.2监测报警
当监测项目的变化速度或累计值达到设计施工图纸规定值或累计值超过设计约定数值时，终端系统提醒报警用户；当出现下述情况之一时，必须立即进行危险报警，通知建设、设计、施工、监理及其他相关单位对车站结构采取应急措施，保证车站结构及周边环境的安全。1）监测数据达到监测报警值的累计数值。2）车站结构位移值突然明显增大。3）车站结构下部的托换结构、上部结构支撑构件、柱等出现过大的变形、压屈、断裂等迹象。4）车站结构出现较严重的突发裂缝或危害结构的变形裂缝。5）根据施工经验判断，出现其他必须进行危险报警的情况。在异常情况下的监测措施如下：1）当监测数据出现异常时，应分析原因，且立即向委托方报告。2）当监测数据达到报警值时，应立即向委托方报警，并预测其变化趋势，在征得委托方同意后应加强监测，提高监测频率。3）当有危险事故征兆时，采取实时跟踪监测措施，同时及时向委托方报告监测结果并提出相关建议。
2.3设备、材料进出场监控功能
在大型设备、批量材料上粘贴电子标签，用以实现对设备、材料进出场的监控，当设备、材料入场时电子标签会被读卡器记入并上传，管理人员可以在系统中查阅设备进场时间、使用时长、出场记录，如果设备是租赁的，租赁费用可以被计算出来，方便管理人员掌握租赁成本，以此调整施工进度计划，如果设备是自有设备，可以根据设备进场监控，编制设备检修计划，防止设备失修损坏。材料进场情况的监控可以帮助管理人员，掌握材料进场时间、数量，并与编制的材料计划相比对，根据比对情况及时修正材料计划，控制材料使用情况，调整后续材料入场时间、数量，实现节约材料节约成本的目标。
2.4地铁施工安全管理系统构建
（1）数据采集模块。数据采集的工具主要包含视频摄像机、RFID标签、阅读器、传感器、智慧安全帽、RFID手持终端等。使用视频摄像机对现场实时画面进行监控，指导现场工作行为；借助RFID标签定义构件信息，同时阅读器扫描实现构件追踪与定位；传感器采集倾斜度、压力、温度、湿度等信息；智慧安全帽内置RFID标签，可通过手持终端识别工人身份。（2）数据传输、处理及分析模块。利用Wi-Fi、WLAN等将采集到的数据传输到数据库，进行过滤、检查、分组，同时对风险数据进行系统化管理，通过单独开发API或者支持IFC标准软件将采集数据共享到BIM安全信息模型，完成数据格式转换、交互。BIM安全信息模型是由三维模型与Microsoft Office Access安全指标数据库关联形成，安全指标与转换交互后的采集数据进行分析对比，为下一步的数据反馈奠定基础。（3）数据反馈模块。采集数据与BIM安全模型中的安全指标对比后，对比结果通过平台反馈给管理及相关人员，进行人、材、机安全管理。指标对比结果可分为安全、隐患、危险3种状态，不同状态用不同颜色来表示，该平台使用BIM三维可视化模型来更清晰和直观地显示施工人员和机械的位置、物料堆放等情况。
2.5危险源监测功能
在施工现场危险源位置布置监控设备及可实用的传感器，促成对危险源的监测，如在高大模板区域布置大量的电子标识和传感装置，可以实施对区域模板和脚手架的应力监测，在出现应力超过数据系统预设的数值后及时再终端设备或APP发出预警提示，同样在基坑围护结构外以及在圈梁设置传感装置，可以根据数值变化传输在数据中心，经过算法后计算出周边荷载变化对基坑变化影响的数据，出现超过限值的变化时，提示管理人员及时处理相应的危险区域，通过各种传感装置对施工现场风险较大区域的不间断监测，将施工现场由信息不透明的黑箱变成能随时感知各类信息的白盒，将监测到的危险源的实时变化及时传递至终端设备或APP，直接帮助现场管理人员及时调整施工生产组织和调配资源、及时出具应急施工方案以达到及时消除危险于萌芽，防止危险源进一步恶化，造成安全事故。
在这个瞬息万变的社会，每一个行业都需要做出改变，随着物联网技术的不断发展，在建筑项目施工安全管理中有很多非常适合应用的新技术和新方法，安全管理必须“与时俱进”，实现实时预警，早发现早解决，技防的同时还要切实做好人防，施工单位从上到下必须重视地铁项目施工安全管理，加强管理人员的安全意识，推动信息化管理，提高管理能效。
参考文献
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