智慧工地产品系统构建

智慧工地是BIM、物联网、大数据、云计算、无线通信网络和人工智能等新兴信息技术在现代工程工地中的集成应用下所提出的全新工地理念。本文通过应用科学文献分析手段，跟踪国内外智慧工地、多源信息融合以及技术接受模型研究现状，基于“智慧工地”系统平台，工程建设管理层可以随时随地掌握项目的进展情况，监控现场的工地动态，及时发现问题并督促工地单位、项目负责人及时整改隐患，杜绝各种违规操作和不文明工地现象，促进安全生产和工程质量管理。

智慧工地是新兴信息技术在工程建造领域得以广泛应用后所孕育出的全新工程建造理念。从系统科学角度来论，工程工地多源信息的客观存在所构成的是一个复杂系统，也是工程工地中“嫡”值普遍偏高的主要原因;因此，智慧工地信息开发利用时势必先需要对工程工地中的信息源进行提取、优选，并将这些通过优选后的信息源物联接入到相应的应用系统中，然后对这些信息源所产生的多源信息存态、分布和类型等进行分析，实现多源信息的识别与关联，从而形成多源信息融合体系。

1、设计思路
1.1采用B/S模块化架构设计
系统整体采用B/S架构。客户端免安装，可利用web直接登录，数据展现直观，界面美观，并且各相关人员通过Internet可以随时查阅到权限范围内的数据。同时系统提供手机App客户端，管理人员可以方便地通过手机随时随地进行查看。

1.2以元数据管理为核心
系统中的元数据是指：统计信息体系（包括部门配置、人员信息等一系列统计目录）、查询分类/分组标准（包括各工地片区、部门分类等）、统计数据等。

1.3支持不同用户类型和不同角色
系统的用户对象：公司领导、项目领导、项目各部门负责人，普通员工、系统管理员等。

1.4提供灵活的数据接口
平台提供灵活的数据接口，确保系统的可拓展性，支持多种软件数据格式。

2、平台总体架构设计
系统运行管理平台分为资源层、集成层、应用层、展现层四部分。

平台总体架构如下：
资源层：NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，使用License频段，可采取带内、保护带或独立载波等三种部署方式，与现有网络共存。可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级十分适合工地内各类人员定位终端、各种传感器等，将感知到的数据传递给上层网络。
集成层：主要利用RJ45、RS485/232、光纤环网、Internet等网络技术实现各类感知层采集到的数据的远距离传输到物联网中间件服务器。
应用层：系统运行管理平台提供多种设备接入技术，通过不同类型的感知设备适配器，获取海量原始数据并解析。该系统还提供复杂事件处理引擎，将解析后的数据经过过滤、分组、关联和聚合，形成透明的感知数据供上层应用使用。
展现层：根据解析的感知数据，快速构建工地监测监控系统、人员管理和定位系统，物资监控及实时预警系统等。系统之间数据共享。

3、现场监测监控系统子平台
3.1概述
现场监测监控系统主要由前端系统、传输网络和监控中心组成，其中工地前端系统主要负责现场图像采集、录像存储、报警接收和发送、其它传感器数据采集和网络传输；传输网络主要在工地和监控中心之间通过专线和互联网实现数据上传；监控中心是执行日常监控、系统管理、应急指挥的场所。

3.2功能结构
1)控制管理平台
实时检测各监控设备的运行状态，当设备出现异常停止或者异常关闭，自动启动该设备，继续提供服务。如果设备出现损坏，及时提醒相关人员进行维修。

2)监测管理功能模块
实时监测管理
实时显示各个监测点的监测数据，以及各设备运行数据，以丰富的在线分析图形，对实时数据进行连续的挖掘分析与展现，通过图形化展现形式，将传感数据进行分类，并辅之信息研判。同时通过图表等形式显示历史监测数据，输出历史数据报表并可打印。

3）自动预警管理
根据实际需求，系统可以设置预警参数，当实时数据超出预警范围时，系统会自主判断并发出告警信号，在系统界面弹窗提示信息并连接声光报警仪实现声光预警。

4)视频监控管理
管理实时监测摄像头，包括对摄像头进行编号、编组、删除、添加、查询信息等功能，同时通过硬盘录像机，支持按摄像头编号、时间、事件等信息对监控图像进行备份、查询和回放功能。

5)报警处理功能
报警接入：系统能接入各种标准的报警探测器，包括红外对射、双鉴探测等；支持多种型号报警盒和报警主机的连接。

4、工地人员管理系统子平台
4.1概述
本系统适用于对作业人员的工作岗位、计划安排、进出巷道的权限、人员分布、安全物资流动等要素进行严格管理，实现对作业人员及设备实时、精确的定位，建立一个完整而实时的管理信息系统，以达到落实责任、提高安全生产的技术水平、保证安全生产的目的。

4.2系统功能
1)实时监测
人员信息滚动
人员信息滚动条，显示实时人员总人数、各工种人数等，用于快速掌握人员相关数据信息。1：人员实时监测分布：人员实时监测分布图，结合工地分片地图，显示各水平面人员数目及在的相对位置信息等:2：人员详细信息及配置：人员详细信息及配置窗口，主要显示当前人员相关信息，包括工号、姓名、部门、连接终端状态及个人地理定位等。

2)实时轨迹
人员统计信息，呈现人员统计信息，详细描述了总人数、终端在线人数、离线人数、超时人数、最早进场人员信息、最早离场时间信息、最晚离场人员信息、最晚进场时间信息等。人员实时轨迹人员实时轨迹列表，详细列出了目前本系统中所存在的各人员及终端信息，可通过部门、人员等条件选择，提供人员的设备状态、当前位置、进出场时间及实时轨迹回放等功能。

3)考勤管理
本功能通过在各分站来采集进场、出场人员的信息，通常人员携带移动终端进场作业时，在入口读取到一次信息（包括时间、个人信息等），作业完毕后在该入口再次读取到一次信息，则视为一个完整考勤记录，记录下进出场时间以及工作时长。

4)工地人员基本信息管理
此功能主要针对项目人员设置进行增、删、改、查功能，提供统一的人员报表查询台账，以便灵活、实时地适应项目内部人员的变更。

5)区域管理
本功能的主要作用是让管理者能够自行添加作业区域，在非监控区域判定终端离线后是否是处于工作区间状态。

6)系统管理
组织结构变更：此功能主要针对部门设置进行增、删功能，以便灵活、实时地适应项目组织机构的变更。地图编辑：本功能的主要作用是让管理者能够在巷道结构发生变化时自行编辑及修改地图等相关信息，以满足最新的地图定位需求。

7)安全教育平台
该平台包括了新工人安全须知、安全技术操作规程、安全生产纪律、安全技术措施等安全知识。

“智慧工地”系统的建设，着力解决当前工地现场管理的突出问题，围绕现场人员、材料、设备等重要资源的管理，构建一个实时高效的远程智能监管平台，有效的将人员监控、位置定位、工作考勤、应急预案、物资管理等资源进行整合。通过现场相关信息的采集和分析，为管理层进行人员调度、设备和物资监管以及项目整体进度管理提供决策依据。