智能技术在建筑施工现场安全管理中的应用与实践

摘要：建筑施工工程是一个复杂的系统工程，其现场的安全管理充满挑战，不容有失。机场联络线申昆路停车场工程规模较大，且涉及多项危大工程。我部积极引入掌静脉技术门禁设备、安全管理APP软件等智能技术手段来帮助本工程的施工现场安全管理工作，在应用与实践中得到了一定的成效。本文即对此做一些简单的阐述和归纳。

关键词：建筑施工工程、施工现场、安全管理、智能技术、掌静脉、APP软件

引言：

建筑施工工程是由人、机、料、法、环、测所组成的复杂系统工程，其中涉及到多工种、多专业、多层级的协同作业，具有项目周期长、人员流动性强、突发因素多等特点。为了确保建筑施工工程顺利有效地进行，现场的安全管理显得尤为重要，它是整个系统工程中的基础保障。如今，随着整个社会科技的不断进步，涌现了许多智能技术手段来帮助我们提高安全管理的成效，相比较以往的传统手段，能够更加精准、有序、多维度地降低安全风险，防止安全事故发生，从而充分贯彻“安全第一，预防为主，综合治理”的安全方针。我部也顺应这种发展趋势，在本工程中适时引入了若干智能技术，针对建筑施工现场安全管理方面进行应用与实践。

一、工程概述

1、工程情况

本工程为机场联络线申昆路停车场及虹桥商务区申昆路片区Ⅲ-G03D-02地块上盖综合开发工程，位于上海市闵行区迎宾三路、高虹路、申昆路、规划路合围的规划预留地块内。由上海公路桥梁（集团）有限公司承建。

场地南北向长约740米，东西向长约205米，整个地块约14公顷。申昆路停车场布置在该地块的地下，用地约12.5公顷，设置20条存车线（其中机场线6条，嘉闵线14条），同时承担管辖范围基础设施的综合维修作业、巡检、日常养护、临时补修和抢修等工作，并负责物资保障工作，设置有维修工区。

2、工程特点

本工程基坑开挖面积约108926m2，基坑长度约729m，宽度约为184m~197m，周长约1844m，属于超大基坑群，基坑开挖深度约14.58m，总土方外运量约170万方。根据上海市住房和城乡建设管理委员会关于印发《上海市基坑工程管理办法》的通知（沪住建规范[2019]4号）规定，本工程基坑工程属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程。此外，本工程还涉及模板支撑体系工程、起重吊装及安装拆卸工程、拆除工程等诸多危大工程，可以说在施工现场安全管理上面临着非常巨大的挑战，不容有失。

3、人员规模

施工现场安全管理的主体是人员，这也是最具有不确定性的客观因素。据统计，本工程注册人员（进入过现场的常驻人员）超5000人，活跃人员（目前会进入现场的常驻人员）约1500人，平均每日进入施工现场人员约400-500人，单日进入施工现场人员的峰值约700人，规模相当庞大。这些人员中大部分都是施工作业人员，他们的流动性很大，平均文化水平不高，安全意识自觉性普遍较为淡薄，即便通过定向的宣传和引导，主观意识上的提升也十分有限。如何管控好他们，进而管控好整个施工现场的安全，是非常关键的。

4、管理模式的变革

在引入智慧技术之前，施工现场安全管理主要是依靠管理人员的人力工作。这样传统的模式，受制于人力的不稳定性和有限性，往往无法真正将管理工作做到标准、精确、及时、全面，更不可能对各种数据进行自由且详细的统计和分析。结合近年来的社会趋势，智能化和大数据的概念已经积极影响到各行各业，我部稳中求变，逐步引入了几项针对性很强的智能技术，力求帮助本工程的施工现场安全管理更加完善、立体和高效。

二、智能技术

1、系统组成

本工程在施工现场安全管理方面引入的智能技术由前端硬件与后端平台两大块所组成。前端硬件主要包括掌静脉门禁设备以及安全管理人员的移动设备（安全管理APP软件所需）；后端平台主要包括实名制人员管理数据平台以及一款安全管理APP软件。

2、掌静脉门禁设备

掌静脉技术是利用近红外线照射手掌，并由传感器感应手掌内静脉血管反射的光来进行图像识别的。静脉红血球中的血红蛋白对特定波长附近的近红外线会有吸收，导致静脉部分的反射较少。每一只手掌的脉络分布结构都具有唯一性和不可复制性，因此将读取的静脉分布图与特征库中的静脉分布图进行对比，就能实现精准的身份识别。

血色素的吸光特性图

这项技术最初于1983年被发现，于1997年进入商用领域，之后又经过20多年的不断发展趋于成熟。近年来，越来越多的地方出现了掌静脉技术的身影，尤其是地铁、支付等高要求的应用场景，从侧面反映了它的稳定可靠。

我项目部采用的掌静脉门禁设备，凭借其三大核心技术（硬件和光学技术、算法技术、和大数据技术），能够多角度获取全面的掌静脉信息，且在数亿人的用户规模下不出现认假错误，并可在极短时间（0.3秒）内完成数百亿人次的掌静脉比对。

掌静脉门禁设备

除了快速精准外，掌静脉门禁设备的刷掌方式是无接触的，确保了公共卫生安全。同时，由于读取机制是通过近红外线，所以不用担心手掌表面的伤痕或普通污垢对于设备身份识别的影响。

与目前较为常见的人脸识别门禁对比，掌静脉门禁的最大优势在于它的认证过程是主动出示型的，真正实现了一对一自愿识别。而人脸识别则是由摄像头在全景画面中随机选取人脸进行身份识别，当现场人数较多时经常会碰到 “张冠李戴”的情况，这样就背离了实名制人员管理和安全管理的基本宗旨，并且还涉及到个人隐私的问题。

3、软件平台架构

建筑行业相比其它行业，系统性和专业性都更强，因而在将工作智能化、软件化的过程中，往往容易出现功能与需求脱节、数据与管理没有形成有效的联系、工作流程与以往差异太大无法推行、使用过于复杂致使效率低下等问题。为了避免这些情况的发生，在前期，我部与软件平台开发团队充分沟通，一方面给出了最贴合实际工作的功能需求；一方面统一了工作流程甚至工作表单模板，尽量平行移植，让管理人员无缝衔接；一方面帮助开发人员简化了思维，将软件平台的结构优化，便于不同的使用者上手操作。

同时，考虑到施工现场安全管理人员的工作比较机动，经常要在工程现场的不同区域走动，而又有大量的工作流程及相关文件需要他们经手或签署，所以我部选择将安全管理软件开发为电脑、移动设备双平台：实名制人员管理数据库和一部分批量导入或导出的安全管理工作内容留在电脑端，方便操作，并负责与建委的实名制人员管理平台对接；更大部分、主要的安全管理交互功能都放在移动端上。这样就可以让安全管理人员摆脱办公室的束缚，随时随地处理业务事项，保证了工作流转的及时性和顺畅度，大大提升管理效率。而其他相关人员，例如分包管理人员、保安等，也能在移动端根据自身权限进行一定的操作，各司其职，共同让施工现场安全管理工作落到实处。

4、APP软件在工程中的应用

本工程使用的安全管理APP软件主要在五个方面开展实际应用：

⑴实名制人员管理

APP软件允许各级安全管理人员对施工现场人员的身份职能、各类信息（包括基础信息和特殊工种证书信息等）、出入权限以及个人进出场记录进行管理。这里的操作会与电脑端上的实名制人员管理平台数据库、以及前端门禁设备实时联动。

针对人员流动性大的问题，APP软件能够自动筛选出近期未使用门禁的人员名单，再有选择性地去冻结已离场的人员出入权限，做到精准的分类管理。而遇到人员的特殊工种证书逾期、年龄超限、违章次数过多等情况，APP软件也会向安全管理人员发出预警并及时锁住相关人员的出入权限，确保安全管理工作的合规性。

⑵违章管理

安全管理人员完全通过APP软件来进行现场安全违章处理的业务流程。为了便于使用者操作习惯的自然过渡，整个流程完全复制了原有的工作逻辑，包括工作表单的格式。

利用APP软件的随身特性，违章单可以第一时间在施工现场出具，之后便在总包、分包相关人员的移动设备之间层层流转，通过电子签名让责任分明，并且每个环节都保留了详细的工作记录，可供事后追溯。而整改完毕形成闭环后，APP

软件还提供自动生成的违章单和整改单，随时能够打印存档。对于整改超时的问题，APP软件还会预警并提供“一键追诉”的功能，用最轻便的方法让安全管理人员提升违章处理的手段和效率。

⑶车辆管理

安全管理人员可以在APP软件上为货运车辆提供电子出门单，保安也在独立的APP软件界面中实施放行。在业务链路上，通过移动设备的便利性，将总包、分包、司机、保安紧密联系在了一起。不仅让原本简单但容易卡顿的工作流程变得通畅，更加是利用APP软件的规范化管理，让货运车辆及其搭载货物的管理清晰透明，同时还强化了各方面的工作严谨度。

⑷大型设备管理

专门负责设备的管理人员使用APP软件的平台，留存并展示施工现场塔吊、履带吊等大型机械设备的信息（包括基本信息、入场资料、维保资料等）。这部分的内容目前主要是资料查阅，通过信息的及时公开化，来督促各方面关注关键设备的运维情况，从而加强安全管理。

⑸数据信息统计

APP软件将前四个方面中的信息数据，按照一定逻辑编排，直接或经过处理后进行可视化的展示。这样的呈现，一方面可以让使用者直观看到施工现场正在发生的情况；一方面可以为使用者提供对过去历史数据的总结，以及对整体、未来态势的分析。

比如APP软件对于各分包单位的关键岗位人员进行了全面的统计，在界面中可以一目了然他们的组织架构、当下的在场的情况，甚至还能直接查看他们各自近期的进出场记录和在场时长。

5、实践成果

⑴首先，掌静脉门禁设备依靠其各方面卓越的性能，尤其在技术与使用层面的精准识别能力，真正匹配了实名制人员管理的要求，为施工现场安全管理的“管人”以及相关数据的采集提供了可靠的技术手段。

⑵工作流程电子化之后，无论是工作节点，还是操作人员的身份，都会在后端平台上留下详细的工作记录。有迹可循、有据可依，这关系到每一个人，对于施工现场安全管理是至关重要的。

⑶后端平台在许多场景下（证书过期、人员超龄、工作异常、整改超时等等）能够基于系统中的数据，给管理人员提出预警，全面践行了安全管理工作中“预防为主”的宗旨，这一点是传统人力手段无法完全做到的。

⑷APP软件的移动性能，一下子让安全管理工作不再被环境限制，对于安全隐患可以立刻安排整改工作、对于审批事宜可以立刻进行处理、对于现场的疑问可以立刻查看分析，这些都极大提升了安全管理的工作效率，也符合安全管理的基本需求。

⑸无论是人员身份信息，还是APP软件账号，在后端平台上都是实名制一一对应的。在关键工作环节，APP软件还设有电子签名的必选项。同时，根据使用者在工程中的具体角色，对于后端平台的操作权限也各有不同。这一系列的限制，确保了施工现场安全管理的权责分明。

⑹智能技术在大数据方面的处理能力是很有意义的，它能够把存在已久的数据快速提炼，为管理者和决策者提供可靠的支持，挖掘出数据本身更大的价值。

⑺电子化之后，无疑能够大量减轻安全管理人员的文书工作，这种“减负”实际上确保了他们可以把更多精力投放到实际的施工现场上去。

三、结束语

可以看到，在经过了大量的前期沟通，以及一段时间的应用与实践后，智能技术在本工程施工现场安全管理中起到了有效的帮助，解决了很多实际问题。当然，其目前所覆盖的功能范围还比较有限，涉及的垂直深度也并不充分，这些都是后续有待改进的地方。

不难想象，随着智能技术日新月异的变化，如何放开怀抱、积极学习并接纳，让它们普及到施工现场的各个环节，最终形成完善的生态系统，为安全管理提供一套轻便高效的辅助工具，将是未来行业发展的一个方向。