智慧工地管理系统 - 智控人料机，筑牢安全线，提升工程质​量

一、系统概述

派司科技智慧工地管理系统综合运用物联网、大数据、云计算、人工智能等先进技术，围绕施工现场的 “人、机、料、法、环” 等关键要素，打造全面、高效、智能的工地管理平台，助力建筑企业提升管理效率、降低成本、保障安全与质量。

二、系统模块说明

（一）人员管理模块

劳务实名制管理：通过身份证读卡器、人脸识别设备等采集工人身份信息，建立人员数据库。与门禁系统联动，准确记录工人进出工地时间，实现考勤管理自动化，确保劳务人员信息真实可靠，便于薪资结算与人员调配。

人员培训管理：在线发布安全培训、技能培训等课程，工人通过移动端或现场终端学习。系统记录培训进度与考核结果，确保工人具备相应作业能力，提升整体施工队伍素质。

人员定位与轨迹追踪：借助蓝牙定位、GPS 定位等技术，实时掌握工人在工地内的位置分布。发生紧急情况时，可快速定位人员位置，进行救援；同时可回溯人员行动轨迹，分析工作路径与活动规律。

（二）设备管理模块

设备信息管理：录入施工设备（如塔吊、升降机、挖掘机等）的基本信息，包括型号、生产厂家、购置时间、维护记录等，建立设备电子档案，方便设备全生命周期管理。

设备运行监测：在设备关键部位安装传感器，实时采集设备运行数据，如塔吊的起重量、起升高度、回转角度，升降机的运行速度、载重等。一旦数据超出正常范围，立即发出预警，预防设备故障与安全事故。

设备巡检与维护管理：制定设备巡检计划，巡检人员通过移动端接收任务并记录巡检情况。系统根据设备运行状况与维护周期，自动生成维护提醒，安排维修人员及时维修，保障设备正常运行，提高设备利用率。

（三）塔吊监测模块

实时运行参数监测：对塔吊的起重量、起升高度、回转角度、幅度、运行速度等关键参数进行实时监测，确保塔吊在安全参数范围内运行。

防碰撞预警：通过定位技术和数据分析，实时监测多台塔吊之间的相对位置和运行轨迹，当存在碰撞风险时，立即发出声光报警和文字提示，提醒操作人员及时采取避让措施。

超载预警与控制：当塔吊起重量超过额定值时，系统发出超载预警，并可联动控制塔吊的起升机构，使其停止上升动作，防止因超载引发安全事故。

操作行为分析：记录塔吊操作人员的操作指令和设备运行状态，分析操作人员的操作行为是否规范，如是否存在急停、猛起猛落等危险操作，为操作人员的培训和管理提供依据。

（四）升降机监测模块

运行状态实时监控：实时监测升降机的运行速度、载重、轿厢位置、各楼层门开关状态等信息，确保升降机运行正常。

限位保护监测：对升降机的上限位、下限位、极限限位等安全保护装置进行实时监测，当限位装置触发时，立即发出报警信号，并控制升降机停止运行，防止轿厢冲顶或蹲底。

故障诊断与预警：通过对升降机运行数据的分析，提前发现潜在的故障隐患，如电机过热、减速器异常等，并及时发出预警信息，通知维修人员进行检修，减少故障停机时间。

乘梯人员管理：结合人脸识别或 IC 卡识别技术，对乘坐升降机的人员进行身份验证，防止无关人员擅自使用升降机，同时记录乘梯人员的进出时间和次数，便于管理。

（五）AI 智能识别模块

不带安全帽识别：通过安装在施工现场的高清摄像机，利用 AI 图像识别技术，实时监测施工人员是否佩戴安全帽。当发现未佩戴安全帽的人员时，系统立即发出声光报警，并将报警信息推送至管理人员的移动端，同时抓拍现场图片作为证据。

未系安全带识别：针对高处作业区域，利用 AI 识别技术监测施工人员是否系好安全带。一旦发现未系安全带的情况，及时发出报警，提醒人员规范操作，降低高处坠落风险。

火苗识别：对施工现场进行实时监控，通过 AI 算法识别火苗特征。当检测到火苗时，迅速发出火灾报警信号，同时定位火苗位置，为火灾扑救争取时间，减少火灾损失。

越界识别：在施工现场的危险区域、禁入区域设置虚拟边界，利用 AI 视频分析技术，监测是否有人员或设备越过边界。一旦发生越界行为，立即触发报警，防止意外事故发生。

（六）材料管理模块

材料采购管理：根据施工进度计划，生成材料采购清单。在线进行供应商比价、采购合同签订等操作，实现采购流程信息化，降低采购成本，提高采购效率。

材料库存管理：利用 RFID 技术、电子标签等对材料出入库进行精准记录，实时更新库存数据。设置库存预警值，当库存不足或积压时及时提醒，避免材料短缺影响施工进度或库存浪费。

材料使用管理：关联施工任务与材料使用，记录材料实际消耗情况，对比预算用量，进行成本分析与控制。防止材料浪费与失窃，提高材料使用效益。

（七）安全管理模块

安全巡检管理：制定安全巡检标准与路线，巡检人员使用移动端拍照、记录隐患信息，实时上传至系统。系统自动生成隐患整改通知单，推送给相关责任人，跟踪整改过程，形成安全管理闭环。

危险区域管控：在工地危险区域（如深基坑、高支模等）设置电子围栏、红外感应设备等，当人员未经授权闯入时，立即触发报警，阻止人员进入危险区域，保障人员安全。

安全事故管理：对安全事故进行及时记录、上报与分析，总结事故原因与教训，为后续安全管理提供参考，完善安全管理措施。

（八）质量管理模块

质量验收管理：依据施工质量标准，制定各工序质量验收计划。在施工过程中，对关键节点进行质量验收，通过拍照、上传检测报告等方式记录验收情况，确保工程质量符合要求。

质量问题追溯：一旦发现质量问题，可通过系统追溯到材料供应商、施工人员、施工时间等信息，快速定位问题根源，采取针对性整改措施，保障工程质量。

质量数据分析：对质量验收数据进行统计分析，生成质量趋势图、缺陷分布等报表，为质量管理决策提供数据支持，持续改进质量管理工作。

（九）环境监测模块

扬尘噪声监测：安装扬尘噪声监测设备，实时采集工地现场扬尘浓度、噪声值等数据。当数据超过环保标准时，自动联动喷淋降尘设备、调整施工时间或采取降噪措施，减少环境污染。

气象监测：集成气象传感器，获取气温、湿度、风速、风向等气象信息，为施工安排提供参考，提前做好应对恶劣天气的防护措施。

（十）进度管理模块

进度计划制定：基于施工图纸与合同工期，制定详细的施工进度计划，分解任务至各阶段、各工种，明确关键路径与里程碑节点。

进度跟踪与对比：通过现场人员上报、设备运行数据采集等方式，实时跟踪施工进度。与计划进度对比，分析偏差原因，及时调整施工资源与计划安排，确保工程按时交付。

可视化展示：以甘特图、进度条等形式直观展示施工进度，方便项目管理人员与各方协同单位清晰了解工程进展情况，进行高效沟通与决策。

（十一）数据展示模块

大屏可视化展示：在项目指挥部或监控中心设置大屏幕，将工地的各项关键数据以图表、地图、动画等形式进行可视化展示，如人员数量及分布、设备运行状态、施工进度、安全隐患数量及整改情况、环境监测数据等，使管理人员能够直观、全面地了解工地整体情况。

数据报表生成：根据管理需求，自动生成各类数据报表，如人员考勤报表、设备维护报表、材料消耗报表、安全巡检报表等。报表支持导出为 Excel、PDF 等格式，方便数据的分析和归档。

数据趋势分析：对工地的历史数据进行趋势分析，如人员流动趋势、设备故障趋势、安全隐患发生趋势等，通过折线图、柱状图等形式展示数据的变化规律，为项目管理决策提供数据支持。

移动端数据展示：开发移动端应用，管理人员可以通过手机等移动设备随时随地查看工地的实时数据和相关报表，及时掌握工地动态，便于远程管理和决策。

三、系统硬件设备说明

（一）人员管理硬件

人脸识别一体机：安装在工地出入口、宿舍区等位置，用于人员身份识别与考勤打卡。具备高精准度识别能力，快速准确验证人员身份，支持离线存储识别记录，网络恢复后自动上传数据。

智能安全帽：内置定位芯片、加速度传感器、语音通信模块等。可实时定位人员位置，监测人员是否佩戴安全帽、是否发生摔倒等异常情况，并支持一键呼救功能，保障工人在施工现场的安全。

（二）设备管理硬件

塔机黑匣子：安装在塔吊上，集成多种传感器，实时监测塔吊的起重量、起升高度、回转角度、幅度等运行参数。具备数据存储、分析与预警功能，当塔吊运行出现异常时，及时发出警报，记录事故前运行数据，便于事故分析。

升降机黑匣子：针对施工升降机进行运行状态监测，监测升降机的载重、速度、高度限位、门锁状态等信息。通过无线传输将数据发送至管理系统，实现远程监控与故障预警。

设备传感器：包括压力传感器、温度传感器、位移传感器等，根据不同设备监测需求安装在设备关键部位。用于采集设备运行的各项物理参数，为设备运行监测与故障诊断提供数据依据。

（三）塔吊监测硬件

塔吊传感器组：包括拉力传感器（用于监测起重量）、角度传感器（用于监测回转角度和幅度）、高度传感器（用于监测起升高度）、速度传感器（用于监测运行速度）等，安装在塔吊的相应部位，采集塔吊运行的各项参数。

塔吊防碰撞系统：由定位模块、通信模块和控制模块组成，安装在塔吊上。定位模块用于获取塔吊的位置信息，通信模块实现多台塔吊之间的数据交互，控制模块根据分析结果发出预警信号。

报警装置：包括声光报警器，安装在塔吊操作室和地面显眼位置，当塔吊出现超载、碰撞风险等异常情况时，发出强烈的声光报警信号，提醒操作人员和地面人员注意。

（四）升降机监测硬件

升降机传感器：包括速度传感器（监测运行速度）、重量传感器（监测载重）、位置传感器（监测轿厢位置）、门磁开关（监测楼层门和轿厢门状态）等，安装在升降机的相应部件上，采集升降机运行数据。

限位开关：包括上限位开关、下限位开关、极限限位开关等，安装在升降机的导轨架或轿厢上，当轿厢运行到极限位置时，触发限位开关，实现升降机的安全停车。

数据采集器：安装在升降机的控制柜内，用于接收各传感器和限位开关采集的数据，并通过无线通信方式将数据传输至管理系统。

（五）AI 智能识别硬件

高清智能摄像机：具备高分辨率图像采集能力和强大的 AI 处理芯片，安装在施工现场的各个区域，如作业面、通道、危险区域等。用于实时拍摄现场画面，并对画面进行分析处理，实现不带安全帽、未系安全带、火苗、越界等情况的识别。

边缘计算网关：当施工现场网络条件有限时，可在本地部署边缘计算网关，与高清智能摄像机连接。网关具备一定的数据分析和处理能力，能够对摄像机采集的图像数据进行本地分析和识别，减少数据传输量，提高识别响应速度。

声光报警器：与 AI 智能识别系统连接，当系统识别到异常情况时，报警器发出声光报警信号，提醒现场人员和管理人员及时处理。

（六）材料管理硬件

RFID 读写器与标签：在材料仓库出入口安装 RFID 读写器，给材料贴上 RFID 标签。当材料出入库时，读写器自动识别标签信息，快速准确记录材料流动情况，提高库存管理效率。

电子地磅：用于材料称重，与管理系统连接，自动将称重数据上传至系统，确保材料数量统计准确，便于材料成本核算与库存管理。

（七）安全管理硬件

视频监控摄像机：在工地各个区域（如出入口、施工区域、仓库等）安装高清网络摄像机，实现 24 小时实时监控。支持夜视功能、移动侦测报警，可对施工现场进行全方位无死角监控，及时发现安全隐患与违规行为。

红外对射传感器：用于危险区域边界防护，当人员穿越红外光束时，触发报警信号，发送至管理系统，提醒管理人员及时处理，防止人员误入危险区域。

气体检测仪：在可能存在有害气体的施工区域（如地下室、隧道等）安装气体检测仪，实时监测空气中有害气体（如一氧化碳、硫化氢等）浓度。当气体浓度超标时，立即发出警报，保障施工人员生命安全。

（八）环境监测硬件

扬尘噪声监测仪：具备扬尘浓度（PM2.5、PM10）、噪声值监测功能，可通过 GPRS 或以太网将监测数据实时上传至管理系统。部分设备还集成了温湿度、风速风向等气象参数监测功能，为环境综合管理提供数据支持。

小型气象站：包含风速传感器、风向传感器、气温传感器、湿度传感器等，可精确测量工地现场气象要素。为施工安排、恶劣天气预警提供准确气象信息。

（九）项目管理与数据展示硬件

监控大屏：采用高清晰度、大尺寸的 LED 显示屏或液晶拼接屏，安装在项目指挥部或监控中心，用于展示数据展示模块中的各类可视化数据和信息。

服务器：用于存储项目管理和数据展示所需的各类数据，如人员信息、设备数据、施工进度数据、成本数据等。根据项目规模和数据量，可选择合适配置的服务器，确保数据的安全存储和快速访问。

移动终端：包括智能手机、平板电脑等，供管理人员使用，通过安装相应的应用程序，实现移动端的数据查看和管理功能。

（十）数据传输与处理硬件

物联网网关：负责连接各类传感器、智能设备与管理系统，实现数据的汇聚、协议转换与传输。支持多种通信协议（如 LoRa、NB - IoT、WiFi、4G/5G 等），适应不同工地环境的数据传输需求。

网络设备：包括交换机、路由器、无线 AP 等，用于构建施工现场的网络基础设施，确保各类硬件设备与管理系统之间的数据传输畅通。

软件著作权