【摘 要】：智慧工地目前正处于初步发展阶段，各模块设备复杂繁多，如安装位置不当将无法发挥应有的作用。本文通过将部分智慧工地功能如人员定位及统计、AI视频监控、智能广播、智能喷淋与塔式起重机有机结合，从而达到预想效果，增进项目智慧化管理水平。
【关键词】：智慧工地；塔式起重机；人员定位及统计；AI视频监控；智能广播；智能喷淋
0 引言
当今社会科学技术迅猛发展，随着云计算、物联网等技术的广泛应用，建筑施工也在朝着智慧化、数字化、精细化的方向发展，智慧工地的理念顺应时代发展应运而生。智慧工地的应用使项目管理、质量控制及数据分析等方面的成效有明显提升【1】。
塔式起重机俗称塔吊，是现代工程建设中一种主要的起重机械，它由钢结构、工作机构、电气系统及安全装置等部分组成。塔吊相比其他大型机械具有起升高度高，工作幅度空间大，视野开阔等优势。当前，通过在塔吊本身加装高度、角度、幅度、防碰撞限位模块或传感器，可在塔吊司机室查看相关运行参数或结合物联网、互联网等技术将信息上传至智慧工地 平台进行实时查看、存档、数据分析等【2】。除此之外，本文将结合智慧工地其他技术（如人员定位及统计、AI视频监控、智能广播等）阐述塔吊在其中起到的关键作用。
1、基于塔吊实现的功能
1.1 人员定位及统计
针对项目现场各施工区域人数不易统计且分布情况不清等问题，在结构施工过程中，塔吊刚好在作业面正上方且之间无遮挡物，可通过在塔吊上放置统计终端设备与每个安全帽上的定位芯片建立连接，而后自动将人员定位情况、总数等信息上传智慧工地平台以供查看【3】。终端设备放置在塔吊上相比楼内其他部位，不易受结构遮挡影响，且容易取电、取电位置相对固定，因而整个系统相对稳定，人数统计准确，节省人力物力投入（图1）。牙科涡轮机
图1 塔吊统计终端设备辐射作业面原理示意图
1.2 视频监控及AI自动识别
由于塔吊高度相比其他工作面高，在其上安装具有红外夜视功能的球机监控装置并辅以无限网桥进行相互连接，可通过硬盘录像机等设备结合手机、电脑等终端设备实现现场画面实时查看、视角移动、调焦、变倍等功能，实现项目24小时视频监控全覆盖。
同时视频监控配以AI分析装置，通过安全帽佩戴检测、反光衣穿着识别等多种AI算法可对现场视频监控拍摄到的隐患问题自动拍照，描述并框选出问题部位及类型，随后上传智慧工地平台进行记录，相比于物联网传感器，减少了设备数量并降低了布线的复杂性【4】。
1.3 智能广播
智能公共广播装置具有告知宣讲、隐患提醒及紧急疏导的作用，在塔吊上加装扬声器、功率放大器等设备，并通过无限网桥连接至监控室，可通过话筒及手机APP等终端辅以视频监控画面对现场进行人工广播，同时广播装置也可以与AI分析装置联动，自动对现场安全隐患进行提醒。
1.4 智能喷淋
由于塔吊具有回转覆盖面积大、安装位置高等优点，将喷雾管道布置于塔吊吊臂，经塔吊转动进行喷淋可实现施工现场的迅速降尘，抑尘效果远远强于围挡喷淋、雾炮机等降尘装置【5】，与智能喷淋控制器连接可通过终端实现喷淋装置的远程手动启停。如项目配置环境监测装置，当颗粒物数值超过设定值可自动开启喷淋装置进行降尘。
2、应用案例
2.1 工程项目概况
保定市主城区城中村改造二期后辛庄村安置区项目，位于保定市莲池区后辛庄村，项目总用地面积27082.29㎡，总建筑面积116513.81㎡，工程由5栋高层住宅（20层、25层、25层、25层、24层）、1栋邻里中心、1栋幼儿园和地下车库组成，计划于2023年4月交付，施工单位为中国能源建设集团北京电力建设有限公司。
项目荣获河北省智慧工地三星示范工程，主要配置广联达科技股份有限公司的智慧工地软、硬件设备辅助项目管理。
2.2应用情况
2.2.1 现场人数统计及定位
项目在全部施工人员安全帽后粘贴蓝牙定位芯片（图2），芯片续航为3年，可更换电池。随后在5台塔吊上分别放置5台工地宝（图3），其中内置蓝牙扫描器及4G网络，扫描半径为60m，通过工地宝扫描定位芯片可将数据上传至云端，可显示各楼栋施工人数、人员工种等信息（图4）及施工人员移动路径（图5），与现场实际情况对比统计准确率高达90%以上，但需注意当安全帽芯片掉落至现场将产生错误数据。
图2 安全帽定位芯片 图3 工地宝放置塔吊司机室
图4 人数统计及人员信息 图5 人员移动轨迹
2.2.2 视频监控、AI识别
项目在每台塔吊上均配置有200万像素红外线球机摄像头，全部视频画面通过无限网桥传输至监控室及智慧工地平台，可随时随地遥控并查看视频画面（图6），并将硬盘录像机与广联达AI蜂鸟盒子（图7）连接同步，对全部视频画面中的安全隐患自动识别，降低人力成本（图8）。
图6 遥控视频监控 图7 广联达AI蜂鸟盒子
投篮训练机
图8 自动识别安全隐患
2.2.3 智能广播
项目在3台塔吊及入口处各设置50瓦防水网络号角自带功率放大器（图9），并通过无线网桥与监控室的广播主机进行连接，实现对现场全部作业区域广播全覆盖（图10）。管理人员可通过视频监控画面使用终端设备（如手机APP、话筒等）对现场隐患进行远程纠偏，也可设置与AI蜂鸟盒子联动自动进行广播纠偏。
排线焊接
图9 塔吊设置防水号角 图10 广播辐射范围
2.2.4智能喷淋
一次性杯架在每台塔吊正下方地面处安装高压喷雾泵（压力65-80kg/cm2、功率10kW）、储水箱、伸缩软管卷盘及智能喷淋控制箱（图11），并在吊臂上加装若干配套喷头，可手动就地、远程或结合周边环境监测装置自动进行降尘。项目设置当关联的环境监测装置颗粒物浓度PM2.5、PM10值均大于250μg/m3时自动打开对应塔吊喷雾对现场进行30分钟降尘，有效保障项目空气环境。
图11 塔吊喷淋及智能喷淋控制箱
3 结语
人造板生产线
通过利用塔吊辅助智慧工地建设，实现项目管理全覆盖，降低人力成本，提升生产效能，增强精益化管理水平，为施工管理及合理化部署提供新思路。
KKS689[参考文献]
[1] 孙博洋,张猷,沈志鹏,等. 大型城市智慧工地建设需求和发展趋势分析[J]. 技术与市场,2022,29(3):144-147.
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