基建工程現(xiàn)場管控系統(tǒng)研究

王靜飛 劉啟道 吳云川 陳光發(fā) 陳世坤

摘要：隨著基建工程規(guī)模的擴大，國家對施工現(xiàn)場的安全要求標(biāo)準(zhǔn)也逐年增加。信息技術(shù)的發(fā)展，促進了自動作業(yè)體系的產(chǎn)生。面對基建工程施工現(xiàn)場人員數(shù)量多、施工情況復(fù)雜等現(xiàn)象，自動化識別和規(guī)避施工現(xiàn)場違章行為需求強烈?；üこ态F(xiàn)場管控系統(tǒng)的研究，不但對施工現(xiàn)場起到監(jiān)管違章行為的作用，還能夠減少人工監(jiān)管項目的成本和解決現(xiàn)場與監(jiān)管中心的路程，實現(xiàn)自動識別違章行為并提示報警的作用告知于項目負(fù)責(zé)人，起到輔助監(jiān)督的作用，保證施工現(xiàn)場作業(yè)的安全開展。

關(guān)鍵字：自動識別、視頻監(jiān)控

一、概述

隨著基建工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴大，對基建工程當(dāng)中各個環(huán)節(jié)的管控難度也在逐漸增加，為了保障基建工程建設(shè)項目的完成進度和完成質(zhì)量并能對項目完成情況快速掌握，基建工程現(xiàn)場管控系統(tǒng)被提上了基建工程建設(shè)管控的需求要求?；üこ态F(xiàn)場管控系統(tǒng)針對基建工程的需求包含了基建工程建設(shè)的項目管理、人員管理、機具管理、現(xiàn)場管理、考勤管理，實現(xiàn)了業(yè)主對整個基建項目的整體管控和對監(jiān)理單位人員對基建工程現(xiàn)場的實施監(jiān)管。使得基建工程管控方式更加靈活簡易。

本項目的基于單目攝像頭，通過灰度圖在結(jié)合算法計算出基建施工現(xiàn)場人數(shù)和識別輸電線路系統(tǒng)部件，從而起到對人數(shù)和對施工作業(yè)當(dāng)中的違章行為的管控作用。

二、系統(tǒng)的實現(xiàn)

該系統(tǒng)由協(xié)同作業(yè)計算平臺、基建管理系統(tǒng)和基建現(xiàn)場管控APP三個部分構(gòu)成其中，協(xié)同作業(yè)計算平臺和基建現(xiàn)場管控APP對工程現(xiàn)場的人員、設(shè)備、車輛、材料、工器具等建設(shè)資源進行采集，并結(jié)合場地空間、安全狀況、工程進度、工程質(zhì)量等海量信息數(shù)據(jù)進行挖掘分析，實現(xiàn)現(xiàn)場異常狀況識別、重點作業(yè)區(qū)域和重大危險源的動態(tài)綜合管理、結(jié)合建設(shè)資源及計劃對工程進度的跟蹤預(yù)警;基建管理系統(tǒng)結(jié)合GIS技術(shù)提供工程現(xiàn)場分布的可視化展現(xiàn)，管理人員通過基建管理系統(tǒng)可掌握當(dāng)前基建工程建設(shè)數(shù)量及區(qū)域分布，實現(xiàn)工程現(xiàn)場全局掌控。

三、系統(tǒng)設(shè)計

在總體架構(gòu)設(shè)計過程中，規(guī)劃設(shè)計遵循“業(yè)務(wù)驅(qū)動”的原則，采用由業(yè)務(wù)架構(gòu)到應(yīng)用架構(gòu)和數(shù)據(jù)架構(gòu)再到技術(shù)架構(gòu)逐層驅(qū)動的方法。業(yè)務(wù)架構(gòu)是對業(yè)務(wù)覆蓋范圍內(nèi)的過程、環(huán)節(jié)、規(guī)則的細化、抽象和建模;應(yīng)用架構(gòu)是基于業(yè)務(wù)架構(gòu)，從系統(tǒng)功能需求的角度去清晰準(zhǔn)確定義應(yīng)用范圍、功能及模塊等;數(shù)據(jù)架構(gòu)是基于業(yè)務(wù)架構(gòu)，從系統(tǒng)數(shù)據(jù)需求的角度去準(zhǔn)確定義數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)來源及數(shù)據(jù)部署等;技術(shù)架構(gòu)是基于應(yīng)用架構(gòu)和數(shù)據(jù)架構(gòu)，根據(jù)信息技術(shù)發(fā)展趨勢以及相應(yīng)的實踐經(jīng)驗，從系統(tǒng)具體實現(xiàn)角度提出系統(tǒng)總體的技術(shù)實現(xiàn)方案和軟硬件物理部署方式;各架構(gòu)域在設(shè)計過程中是存在多次迭代的。通過對業(yè)務(wù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)和技術(shù)架構(gòu)的規(guī)劃設(shè)計，為從業(yè)務(wù)到系統(tǒng)的建設(shè)提供了有形、科學(xué)的方法，為技術(shù)方案的編制提供了依據(jù)和指導(dǎo)。

系統(tǒng)架構(gòu)圖

1.基礎(chǔ)平臺層：基建工程現(xiàn)場管控系統(tǒng)主要包括網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、服務(wù)器、存儲系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)攝像頭等組成。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分為電網(wǎng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)（IDC區(qū)）、移動云網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)。

2.展示層： 展現(xiàn)層為用戶提供不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理后的數(shù)據(jù)列表和統(tǒng)計圖表。

3.數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)層主要由數(shù)據(jù)庫組成，主要是基建工程現(xiàn)場管控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。

4.業(yè)務(wù)層：業(yè)務(wù)層主要分為基建現(xiàn)場安全管理和基建現(xiàn)場人員管理?；ìF(xiàn)場安全管理又分為項目基本信息管理、機具信息管理、機具維保記錄、安全檢查管理、視頻監(jiān)控回放管理和違章抓拍記錄;基建現(xiàn)場人員管理又分為公告管理、作業(yè)計劃管理、工作匯報功能、打卡考勤管理和消息提醒。

5.終端層：移動端以及PC端用戶通過統(tǒng)一的身份認(rèn)證、權(quán)限管理登錄基建工程現(xiàn)場管控系統(tǒng)。

四、業(yè)務(wù)層

基建現(xiàn)場管控平臺和基建現(xiàn)場管控APP的目的都是為了保證工地現(xiàn)場人員的安全以及方便管理人員管理基建現(xiàn)場。

出于安全目的，系統(tǒng)設(shè)有機具信息管理功能、機具維保記錄功能、安全檢查管理功能、視頻監(jiān)控回放功能和違章抓拍功能。

出于方便管理者管理基建工程現(xiàn)場目的，系統(tǒng)設(shè)有公告管理功能、作業(yè)管理功能、工作匯報功能和打卡考勤功能。

業(yè)務(wù)架構(gòu)圖

五、應(yīng)用層

應(yīng)用架構(gòu)圖

數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)層主要由數(shù)據(jù)庫組成，主要是基建現(xiàn)場管控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。

應(yīng)用層：應(yīng)用層通過不同處理方法對數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)進行處理為展現(xiàn)層提供數(shù)據(jù)支持。

展現(xiàn)層：展現(xiàn)層為用戶提供不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理后的數(shù)據(jù)列表和統(tǒng)計圖表。

用戶層：移動端以及PC端用戶通過統(tǒng)一的身份認(rèn)證、權(quán)限管理登錄基建現(xiàn)場管控系統(tǒng)

六、數(shù)據(jù)架構(gòu)

提供對系統(tǒng)應(yīng)用的強大支持，包括：電子表單、元數(shù)據(jù)管理、安全審計等功能。并通過WEBSERVICE接口服務(wù)支持外部資源對內(nèi)容管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及內(nèi)容管理對外部數(shù)據(jù)資源的應(yīng)用數(shù)據(jù)集成。

對結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進行調(diào)度和存儲。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)包括：XML 和DBMS。非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)包括：文本文件、音視頻文件、office 系列文件、圖形圖像文件及ZIP、PDF、SWF等其他格式文件等，在數(shù)據(jù)接口上支持WebService 模塊化組件。

數(shù)據(jù)架構(gòu)圖

七、技術(shù)架構(gòu)

該項目系統(tǒng)開發(fā)擬采用J2EE架構(gòu)，在軟件體系方面，系統(tǒng)遵循JAVA EE規(guī)范，設(shè)計了靈活、開放的四層結(jié)構(gòu)。

八、結(jié)語

電網(wǎng)工程建設(shè)現(xiàn)場管控系統(tǒng)的研發(fā)，在很大程度上減低了基建工程的管理難度，遠程實時監(jiān)控使得業(yè)主人員對施工現(xiàn)場的具體情況更容易掌握，視頻分析違章技術(shù)可以避免施工現(xiàn)場的違章行為避免了工地上的很多安全隱患，提供了經(jīng)濟高效便捷的操作平臺。

作者：

1 王靜飛（1987年），女，本科，工程師，云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司臨滄供電局。

2 劉啟道（1987年），男，本科，工程師，云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司臨滄供電局。

3 吳云川（1977年），男，本科，助理工程師，云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司臨滄供電局。

4 陳光發(fā)（1986年），男，本科，助理工程師，云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司臨滄供電局。

5 陳世坤（1989年），男，本科，工程師，昆明能訊科技有限責(zé)任公司。