物联网在工程安全方面的应用 点击:584 | 回复:0



OLDPOLICE

    
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发表于:2017-02-02 15:32:43
楼主

我国正处于经济高速发展的时期,各地都在紧张地进行工程建设。然而由于自然或人为因素,常常会发生各种事故,诸如地震中建筑物、构筑物大面积塌陷,在建楼房倒塌,桥梁突然断裂等。这些事故的发生不仅仅造成了许多人员的伤亡,还对社会经济、人民生活和周边自然环境产生了许多负面影响。本文结合“物联网”技术思想,讨论如何将“物联网”引入到施工现场以及工程建成后的维护工作中,借助“物联网”来更好地保障施工安全,延长建筑物、构筑物的使用寿命,减少事故的发生概率。最后针对应用中可能存在的问题提出一些合理的建议。
 1、工程安全问题及分析

建筑业是国民经济的支柱产业,但同时,它也是高风险行业之一,我国每年建筑施工的伤亡人数在各个行业中仅次于采矿业和交通业。下面从施工安全和工程维护两方面概括工程安全存在的问题以及对应分析。

1.1施工安全问题及分析

一般来讲,施工现场可以看作由人、机械设备、材料和半成品等资源组成的,在有一定组织的空间范围内,进行动态作业过程的场地。由于现场存在一定的无序的、条件复杂的动态环境,往往导致这些资源无法妥善管理,就容易发生安全事故。2013年3月30日,在中兴路一处地铁工地,一男子因走路时没注意到地下两层的洞口,导致摔入地下三层的位置,致胸部、面部和盆骨位置严重受伤。

另外,设备破损老化也是事故发生的原因之一。3月21日11时30分,锁蒙高速公路开远段第三合同段正在进行大桥横梁橡胶支座检查,因施工吊笼一头吊绳断开,导致正在吊笼上作业的3名工人从高处坠落,2名工人当场死亡,1名重伤工人送医院抢救无效后死亡。

1.2工程维护问题及分析

工程完工后的维护工作也同等重要。首先,由于风、雨水的侵蚀,建筑物材料会不断老化,甚至会出现裂缝、断裂。外表的问题容易发现,但是内部结构的破损常人就难以发现,这就导致出现了许多潜在的危房;其次,部分城市正在兴建地铁,然而在地下爆破或者盾构时,对土壤、地下水的影响很难精确计算,如果发生意外,则会导致一些在建地铁上方出现了房屋倾斜甚至是直接陷入地下的事故发生;另外,我国大部分地区处在地震带中,东部沿海每年都会遭受多次台风的侵袭,这些自然灾害都会对建筑物、构筑物造成巨大破坏,如何巧妙应对自然灾害并且能够使人准确判断哪些房屋是可以用来避难的,这不仅仅关系到国家的经济,更关系到当地群众的生命。

1.3解决问题的思想方法

尽管现阶段已经有许多计算机模拟系统,使得设计、施工单位以及物业公司能够全方位掌握建筑物的每一个细节,但是这种模拟多是静态理想化模型,无法实时监控实体的状态;普通摄像技术无法检测到实体内部结构变化,高级的摄像技术又无法做到全天候监测;另外,各个实体之间仅仅是依靠简单的机械连接,实体之间并不能进行有效的交流。鉴于以上因素,我们可以大胆设想:如果让一切实体都具有一定的“生命”,让实体可以独立寻址、自主汇报自己的状态,并可以互相交流,或许许多问题都会得到较好的解决。为了让这种设想成为现实,我们可以引入一项正在蓬勃发展的技术——“物联网”技术(Internet of Things)

2物联网技术

2.1物联网定义

国际电信联盟( ITU) 发布的ITU 互联网报告,对物联网做了如下定义: 通过二维码识读设备、射频识别( RFID) 装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

2.2物联网的原理

物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个覆盖世界上万事万物的“Internet of Things”。在这个网络中,物品(商品)能够彼此进行“交流”,而无需人的干预。其实质是利用射频自动识别(RFID)技术,通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。

而RFID,正是能够让物品“开口说话”的一种技术。在“物联网”的构想中,RFID标签中存储着规范而具有互用性的信息,通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统,实现物品(商品)的识别,进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享,实现对物品的“透明”管理。 

2.3我国物联网的发展

第一,我国早在1999年就启动了物联网核心传感网技术研究,研发水平处于世界前列;第二,在世界传感网领域,我国是标准主导国之一,专利拥有量高;第三,我国能够实现物联网完整产业链的国家之一;第四,我国无线通信网络和宽带覆盖率高,为物联网的发展提供了坚实的基础设施支持;第五,我国已经成为世界第二大经济体,有较为雄厚的经济实力支持物联网发展。得益于我国在物联网方面的五大优势,物联网在中国迅速崛起。

而伴随着物联网整体技术日益成熟,在工程方面,物联网也得到了更多的重视。仅列举2012年9月份的大事记:1日,广州市所有在建的建设工程,开始要求在施工现场制作的抗压试件中全部植入芯片,用于监管工程混凝土质量,切实保障工程质量。9月17日,上海首个超高层的智慧商务社区——“上海中心”—— 启动建设。9月18日科技部公布了《中国云科技发展“十二五”专项规划》

3物联网在工程安全方面的应用

下面从施工安全和工程维护两个方面阐述我个人对物联网应用的一些设想。

3.1物联网在施工安全方面的应用

针对施工现场的动态管理问题,可以将每一位工人、每一台机械设备、每一件大型材料,以及各个关键的施工环节安置具有发射、接收功能的“标签”,实现控制中心、工人、物品的全面实时互联。这样,工人可以了解周围物品的状态信息,接收控制中心下达的命令;控制台可以掌握工人和物品设备的整体情况,进行工作部署;如果有必要,机器也可以接收指令信号进行一定的施工操作。



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