智慧监管~智慧工地，smarteye工程质量安全智能监管平台

建设工程安全监管一直是国内外研究的焦点，但是众多关于安全监管智能化的研究仍然停留在科研层面。国外在建设工程安全智能监管方面，个别重特大工程中有涉及，但是仅局限于工程局部的监控，未能形成全周期、全方面一体化的监管体系。国内外尚未见有对城市层级建设工程开展全过程、全方位、一体化智能监管和对监管信息系统进行精细化管理的先例。

在安全事故多发的形势下，传统的建设工程监管模式难以为继。一是建设工程现场人、机、料的管理和质量监测通常通过人工监管和以纸质报表的形式，依靠政府监管人员现场实地监督巡查，存在监管效能不高、信息孤立、数据滞后、统计分析困难、数据沉淀无法挖掘其价值等问题。二是不能辨识关键管理人员是否到现场承担起安全管理职责，建设五方主体责任落实缺乏有效抓手，主体责任停留在纸面上，未通过有效的措施把工作和责任固化到工程管理过程中；关键管理人员履职行为难于追溯，导致关键管理人员有空子可钻，不到现场承担起安全管理职责。三是当前建设工程质量安全的监管主要采用线上发起流程，实地进行巡查的方式进行，执法人员每人每天最多检查4个工地，这种传统执法方式难以满足监管规模的持续扩大。

因此，迫切需要利用新技术、新手段，通过全方位感知体系和全过程监管系统的技术提升，打造市区两级多主体参与的建设工程安全监管“一张网”，实现从“人防”到“技防”的转变，提高监管效率与监管成效，督促参建单位落实法律法规的主体责任，规范参建单位市场行为，大幅度降低建筑施工安全风险。

针对建设工程监管手段与管理模式遇到的问题与技术瓶颈，项目围绕建设工程全过程监管，以“智能监管”为目标，基于物联网、遥感、全球定位、大数据、人工智能、移动互联网等先进信息化技术，构建全方位感知和可信的传输体系，建立建设工程领域的电子执法模式，实现基于智能分析的云端协同的全过程监管，制定了相关标准和产品，研发建设工程质量安全智能监管平台，依托全方位感知体系和全过程监管系统的技术提升，打造市区两级多主体参与的建设工程安全监管“一张网”（如图1），具备大数据集成展示、电子远程执法、线上视频巡查、智能监测预警、应急联动联调、远程视频抓拍点名、劳务人员实名制及分账制等功能，实现数据信息共享化、监督执法电子化、隐患排查信息化、从业人员数字化（如图2）、危大工程可视化（如图3）、监测预警智能化（如图4）、现场管理可塑化（如图5）。

图1 建设工程质量安全智能监管指挥中心

图2 从业人员数字化

图3 危大工程可视化

图4 监测预警智能化

图5 现场管理可塑化

针对市域范围内建设工程安全防控面临的工地众多、设备繁杂、接口不一等数据快速接入与整合难题，基于物联网、遥感、大数据、人工智能、移动互联网等先进信息化技术，以“智能监管”为目标，提出市级建设工程监管全方位感知和传输架构体系，构建建设工程全过程云端协同安全监管技术方法体系及智能监管预警平台, 形成“两级多方”全周期一体化建设工程安全管理体系和全新的电子执法模式。使得本智能监管平台具有全要素数字化管理、全链条信息化管理、关键要素智能化管理、履职履责可溯化管理、应急响应一体化指挥等五大特点。

（1）三层架构的城市级建设工程安全监管的全方位感知和传输架构体系

集成物联网、生物识别、AI图像识别、GPS等关键技术，建立了基于"设备、工地物联网网关、云端平台”三层架构的城市建设工程全方位安全态势实时感知和传输体系，实现了塔吊、升降机、深基坑、配电箱、建筑材料运输车辆、门禁闸机等设备和重大危险源的状态实时感知，对塔吊超载、倾斜、力矩、转角数据实时监测；对升降机防坠设备在位情况、载重、上下限位数据实时监测；对二级配电箱漏电、过载、过热数据实时监测。（如图6）

图6 三层架构的全方位感知和传输架构体系

通过设计新型建设工程物联网网关，工地物联网设备直连网关，杜绝了物联网数据被篡改，保障了数据原始性、可靠性与快捷性。（如图7）

图7 新型建设工程物联网网关

（2）全市域云端协同全过程监管技术体系

通过移动互联网技术和GPS技术，集成手机巡检、作业小视频、培训小视频等技术手段，实现了建设工程的现场资料、方案、作业、巡检的全过程管理。（如图8）

通过自动建立隐患排查电子台账，隐患照片上传、图纸原位标注，精准记录隐患位置，实现了隐患精准定位，通过日常排查工作电子化，按照部位、工序、专业实时统计研判，明晰隐患排查整改重点、难点，提高了排查效率。

通过同步上传安全专项方案、技术交底文件、三层三级检查记录、班前教育短视频、传检测报告、检验报告、日常巡检记录、业令、作业短视频、检查验收记录。实现了关键作业过程留痕、大型设备检测检验过程留痕，实现了档案电子化。通过工程档案统一用表自动导出、施工图批量导入，实现了执法文书电子化自动生成。

图8 云端协同全过程监管技术体系

（3）基于定位技术的企业级安全纠察和项目级安全巡查

集成移动客户端、智能安全帽、智能对讲机等终端设备，建立了企业级安全纠察和项目级安全巡查技术方法与流程，研发了监管平台。企业采用平台的安全隐患排查、安全巡查纠察等模块，建立了安全隐患排查整改的闭环信息管理，自动建立隐患排查电子台账，实时记录隐患排查整治情况，同时通过智能手机、智能安全帽的定位信息，记录纠察和巡查的工作路线、操作位置。通过隐患照片上传、图纸原位标注、问题整改到人，把“三层三级”的自查自纠（项目安全小组的日检、项目管理机构的周检、项目参建单位的联合月检）、项目安全纠察队、企业巡查队等履职履责行为落实到个人，并实现了可溯化管理，有效落实了企业主体责任和个人责任。

（4）基于AI的智能分析和预警

集成视频和图像的人证合一验证、特种作业人员证件真伪识别、不安全行为发现等智能分析技术，建立了预警平台及分发体系，实现了自动化监测和远程预警。应用生物识别进行人员身份信息确认，采用人脸识别闸机、指纹等方式进行实名制记录，应用车牌自动识别进行泥头车出入场信息确认。通过视频图像自动识别工人的不安全行为，如未佩戴安全帽、未穿戴反光衣、行人非法闯入、吸烟、裸土未覆盖等施工现场不安全行为，实现了不安全行为、履职不规范（不合格）人员、设备运行安全等安全风险的早发现早处置。根据项目安全状况、隐患排查信息、监督执法信息进行分类分级，将项目分为好、中、差三类，红、橙、黄三级，实现项目分级管理。

（5）建设工程领域的电子执法模式

执法人员通过建设工程领域的新型电子执法的APP平台进行远程电子执法。APP平台被导入执法事项电子化清单，统一执法标准清单，应用现场摄像头对项目经理、项目总监等关键人员进行视频点名，对现场不安全行为进行远程高效地抓拍执法，执法人员按清单内容开展执法检查，按清单条目选择问题记录，规范了执法处理尺度，减少了自由裁量权，并结合监督检查频率、隐患排查问题闭合率、关键岗位人员到岗率、大型设备运行故障率、环境监测报警率，确定优先级别，实现了精准配置执法资源，建立了全新的建设工程领域的电子执法模式，解决了安全监管资源难题，提高了安全管理效率。同时依托全方位感知体系和全过程监管系统的技术提升，打造了市区两级多主体参与的建设工程安全监管“一张网”，实现了安全监管从“人防”到“技防”的管理方式转变与模式创新，有效降低了事故率，提高了行业管理科技水平。(如图9)

图9 云端协同全过程监管技术体系

（6）建设工程安全智能监管大数据应用与服务平台设计 

综合考虑了工程建设安全监管对信息化、电子化、智能化、数字化、可塑化、集成化等各方面业务应用需求和内容。结合工程行业管理现状及要求，调研了工程行业内监理、建设、施工、政府主管部门等参建各方，梳理了工程参建各方安全管理的职责与流程，搭建了平台整体架构，如图10所示：

图10 平台总体构架图

本项目研究成果已在深圳市深度应用和业务化运行。系统及终端在市/区两级住建局管理部门、交通和水务部门进行应用，接入建筑工地2001个，工地视频8358路，37万建筑产业工人。成果应用有效提升了建筑工地安全监管的精细化水平和工作效率，建立了长效保障机制，降低了行政监管成本。有效遏制了关键管理人员不到岗履职等乱象，强化了工地重大危险源监测和预警能力，提高城市公共安全水平。采用新一代信息技术革新传统管理模式，促进了行业科技进步。

（1）降低了建筑施工安全风险

根据实际业务应用反馈，通过构建建设工程安全监管全方位、一体化、全过程、实时监管体系，完善了建筑施工信息化监管实施办法、信息化监管实施标准、信息化监管技术标准，提高了监管效率与监管成效，有力督促了参建单位落实法律法规的主体责任，规范了参建单位市场行为，大幅度降低了建筑施工安全风险，在建筑施工行业形成了有效的“风险分级管控、隐患排查治理”双重预防机制与建筑施工安全生产标准化体系。

（2）提升了建设工程实时监管精细化水平和工作效率

通过对建设工程全方位、一体化、全过程、实时监管，对各种违规、违法行为和安全风险自动发送警报，为科学管理和联合执法提供服务与保障，全面提升各部门监管工作效率、降低监管行政成本，为有效遏制建设工地现场“人”和“物”的不安全行为。

（3）保障了建设工人的合法权益，维护了社会稳定的大局

通过建筑从业人员实名制与分账管理系统，借助信息技术手段对施工从业人员进行实名认证，对人员关键信息记录存档，包括人员考勤、教育培训、工资发放、合同签订等。解决施工从业者工资拖欠问题，保障施工从业者工资按月足额发放。施工过程的参与各方需要配合政府监管，将工资发放凭证记录留存。

（4）采用新一代信息技术革新传统管理模式，促进了行业科技进步

围绕城市建设工程全生命周期，集成运用空间信息、物联感知、人工智能、大数据等新一代信息技术，在国内外首次系统性提出建设工程安全智慧监管一体化解决方案，创建智慧监管新模式，全面颠覆了传统的监管业务模式和操作方法，是信息化改造提升传统行业的成功示范，显著提高了行业信息化与智慧化水平。

项目的主要创新点包括：

1、在国内率先提出了建设工程监管城市级全方位感知和传输架构体系，实现全市建设工程重大危险源的实时态势感知，为全方位建设工程风险防控预警和科学管理提供数据支撑保障。

（1）制定了全市统一的建设工程安全文明施工标准、监控设备硬件配置标准和信息采集传输标准，解决了建设工程设备种类多、数据整合难等问题，为安全大数据汇聚、分析和预警提供统一标准基础。

（2）集成物联网、生物识别、AI图像识别、GPS等关键技术，实现了塔吊、升降机、深基坑、配电箱、建筑材料运输车辆、门禁闸机等设备和重大危险源的状态实时感知。

（3）设计了新型建设工程物联网网关，工地物联网设备直连网关，杜绝物联网数据被篡改，保障数据原始性、可靠性与快捷性。

2、在国内率先建立了基于智能分析的云端协同全过程监管技术体系，突破了建设工程移动巡查管理、云端协同监管、智能识别预警等关键技术，为全市域建设工程全过程精细化管理提供了技术支撑保障。

（1）基于移动互联网技术和GPS技术，集成手机巡检、培训小视频等技术手段，实现建设工程的现场资料、方案、作业、巡检的全过程管理。

（2）集成移动客户端、智能安全帽、智能对讲机等终端设备，建立企业级安全纠察和项目级安全巡查技术方法与流程，实现云端协同监管。

（3）突破了基于视频和图像的人证合一验证、特种作业人员证件真伪识别、不安全行为发现等智能分析技术，建立了预警平台及分发体系，实现了安全风险的早发现早处置。

3、构建了（市、区）两级（住建、交通、水务等政府主管部门与工程）多方共建的高效一体化管理体系，形成了全新的建设工程领域电子执法模式，基本实现工程质量安全手册的电子化、信息化, 提升了建设工程安全监管精细化管理水平。

有效提升了建筑工地安全监管的精细化水平和工作效率，建立了长效保障机制，降低了行政监管成本。实现了建设五方责任主体的精细化全过程管理，有效遏制了关键管理人员不到岗履职等乱象，强化了工地重大危险源监测和预警能力，提高城市公共安全水平。采用新一代信息技术革新传统管理模式，促进了行业科技进步。