市政工程基于智慧工地的安全技术研究

摘要：智慧工地安全技术作为市政工程管理的创新路径，通过物联网、云计算、VR、AI等先进技术，全面提升工程建设的安全性、智能化水平。本研究构建了包括云平台、全息投影、VR体验、智能门禁、AI安全识别等多元化的智慧工地系统，旨在解决传统工地管理中的进度、人员、环保和安全等痛点。系统不仅实现了对施工全过程的精细化管理，还显著提高了作业人员的安全意识和应急能力，为市政工程安全管理提供了技术创新方案。

关键词：智慧工地；市政工程；安全管理；物联网；人工智能

引言：随着城市建设的快速发展，市政工程面临着管理复杂、安全风险高的挑战。传统工地管理模式存在诸多不足，迫切需要引入现代信息技术提升管理效率和安全水平。新兴技术的融合为工程管理提供了革新路径，通过构建智能化、信息化的管理体系，可以有效降低施工风险，提高工作效率和安全性。

1现状分析

现有的市政公用工程存在施工类型多、点位分散、施工周期短、人员设备多、施工工序交接频繁、与城市居民及各部门相互干扰大、协调困难等特点。其主要难点在于以下几个方面：1）施工进度管理难度大。项目施工战线过长，对于各点位的施工状态和施工进度管理难度大，仅依靠管理人员沿线巡查，对车辆、人员安排和协调成本较高。2）人员管理难度大。市政工程施工内容部分零散，特别是景观绿化和水生态工程，大部分为当地临时工，对于农民工工资管理和人员安全管理不利。3）环保管理压力大。城市施工对扬尘、噪声、泥头车上路的管理要求极为严格，若不注意，可能会产生高额的行政处罚，甚至影响企业信用。4）涉及作业风险多，安全风险更综合，安全教育针对性不足。

2智慧工地系统的组成和实施

2.1智慧工地云平台

智慧工地云平台是将新型物联网和云计算技术与工地管理过程相结合，通过前端感知设备进行数据采集和汇集处理，以可视化的形式在统一的平台上进行实时展现，满足项目部、公司及主管部门实时的监管需求。智慧工地平台通过智能硬件及其他系统将现场的生产数据进行集成并进行加工分析，通过直观的图表形式呈现，有劳务管理、视频监控、车辆管理、环境监测、人车定位、安全监管、进度管理、质量管理绿色施工等多种模块。

2.2全息投影展示

全息投影柜通过展示基于BIM制作三维施工场景，宏观展示项目安全隐患分布，通过独立触控显示器进行交互控制。具有如下优势：①裸眼3D：不需要人们佩戴任何偏光眼镜，裸眼观看3D全息立体显示特效，给人以视觉上的冲击，具有强烈的纵深感；②互动体验：传统的展示方式参观者都是被动地接收信息，而达斯琪3D全息柜展示以生动形象的方式展现出来并且增添了互动体验，实现了人对信息的主动选择；③360°悬浮展示：基于人类视觉暂留（POV）技术原理，通过超高密度LED灯带高速旋转成像，实现空气悬浮成像的显示效果[1]。

2.3VR安全体验、党建系统

VR安全体验馆以三维仿真和虚拟现实为技术核心、多种VR硬件与互动体验设备为载体建设而成的安全体验与学习场馆，虚实结合，可以针对不同企业的安全主题进行场景开发，让受训人员在学习安全知识、安全技能、规章制度的同时如身临其境般感受安全事故的可怕后果，提升受训人员的主动性安全意识，掌握安全事故应急救援和自救能力，能够显著降低事故的发生率以及减少事故带来的损失，是施工单位开展安全培训工作的有力帮助和理想选择。在新形势下，随着工作生活信息化、网络化持续加深，传统的党建科普以面授、实地参观等方式为主，加上时间和空间的限制，对党员特别是年轻党员的吸引力呈现下降趋势。随着VR技术的发展，VR技术为红色科普教育提供新的可能，VR党建解决了基层党建工作党员教育组织困难、学习形式单一、培训成果无法展示等问题，它与时俱进，以沉浸式、互动性的体验学习，让党员穿越时空，让历史书本中的图画和文字“活起来”，让党员更加深切感悟党的艰辛历程，凝心聚力，锤炼党性提高素养。

2.4现场急救实操教学

功能及目的：让职工了解急救常识，学会使用心肺复苏术，学会如何开展现场急救步骤。明确应对休克、中暑、触电、摔伤、吸入毒气等伤害的急救措施，预防和减少二次伤害的事故发生。1）对于心脏骤停（如触电、高空作业、心脏病、心肌梗死、自然灾害、意外等）的紧急情况，实地体验如何打开气道、胸部按压、人工口鼻呼吸、体外除颤等救援过程，使病人在短时间内获救。2）气道是否打开、胸外按压的位置、正确的压力强度、人工呼吸的潮气量是否足够、标准动作是否正确等是抢救成功的关键。心肺复苏术（CPR）是一种“拯救生命的技术”，用于在心脏骤停期间保护心脏和呼吸，是基础生命支持技术，因此是每一个人必须要掌握的[2]。

2.5消防灭火体验

模拟灭火系统是基于三维图像技术开发的互动产品，主要用于教学并体验灭火器的使用方式。通过大屏展示的方式，结合真实改装灭火设备，如灭火器等，参观者可以进行高还原度的仿真训练，达到掌握正确使用灭火器等灭火工具的使用方法。模拟灭火系统包含了知识学习、模拟灭火两大板块。知识学习板块，模拟了油品、电箱、模板等不同着火场景。同时提供干粉、二氧化碳、泡沫、水基4种灭火器进行选择，进行灭火器的选择与使用指导。该系统模拟火灾和灭火器类型、灭火器剂量和使用时间的数据，以及火灾起火点的判断，符合实际情况。

2.6智能门禁系统

为直观地展现施工现场人员的信息以及加强对工人的管理，设置劳务信息采集及一卡通门禁系统。人员进出场区采用实名制通道（安装智能闸机），根据人员数量智能闸机采用一出两进或一出一进。人脸识别系统录入人员身份证信息以及工种所属劳务公司等信息，进入施工现场采用人脸识别进入，将现场人员按劳务公司以及工种进行分类，并将信息显示在门禁旁的LED屏幕上，增加视频监控系统，对进场人员进行监控，作业人员通过动态人脸机即可自动开闸通过闸机。在每个场区出入口安装车辆自动识别系统，提前将运输车辆的车牌号和准运编号等基本信息录入系统。车进出工地时，车辆识别系统自动完成车辆检测、车牌识别、信息显示、放行等动作，并通过总线发送给现场监管系统进行处理，现场监控系统实时反馈到项目部集中监控中心[3]。

2.7视频监控画面的AI安全隐患识别

在现有视频监控的基础之上加入人工智能（AI）技术，侦测安全隐患，发现后可立即报警（现场安装喇叭还能实现语音报警；保安亭、指挥中心安装喇叭亦可以语音报警提醒），报警信号同步推送至管理人员；同时形成抓拍照片台账，保存于系统后台数据库，管理人员可以通过广播对其进行喊话提醒。实时动态监测，报警信息推送及时。智能高效，节省安全管理工作量；后台抓拍存档，违规行为有迹可循，奖罚有据可依；作为一种新型安全管理方式，可间接提高工人安全意识。

结束语

本研究通过智慧工地系统的构建，展示了现代信息技术在市政工程安全管理中的巨大潜力。多元化的技术应用不仅改善了传统管理模式的局限性，还为工程建设提供了更加智能、安全、高效的解决方案。未来，随着技术的持续迭代和创新，智慧工地系统将在提升城市基础设施建设质量和安全性方面发挥更加重要的作用。

参考文献：

[1]徐溯号.福建省智慧工地技术推广应用分析[J].福建建设科技，2024， （03）：126-129.

[2]闫涛.基于BIM+AIoT的市政工程智慧工地平台开发与应用[J].城市道桥与防洪，2024，（01）：237-240+25.

[3]第八师石河子市：智慧工地护航施工安全[J].中国建设信息化，2023， （13）：44-46.