1230m1建筑施工安全生产综合监管调度信息平台方案设计正稿.docx
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1230m1建筑施工安全生产综合监管调度信息平台方案设计正稿
建筑施工安全生产综合监管（调度）信息平台方案设计
第一章项目概述
一、项目背景
建筑施工属于露天、高空危险作业，容易引发生安全事故。
近年来，建筑行业各种违规操作、超载作业现象普遍，据统计，因塔机、升降机等施工设备运行引发的安全事故已占建筑施工重特大安全事故的30%，为此，国务院《关于进一步加强企业安全生产工作的通知》（国发〔2010〕23号）要求“大型起重机械要安装安全监控管理系统”。
此外，建筑工地分散、施工组织不健全，安全监管难度大，安全生产形势严峻。
采用信息化手段对塔机、升降机等施工设备以及施工人员进行全过程、实时、有效监管势在必行。
为了统筹管理和监督，提高建筑行业安全保障能力，拟建设一个完善的建筑施工安全成才综合监管信息平台，以实现对塔吊及施工电梯的安全监控，提高建筑行业安全生产及信息化管理水平。
本项目以全面落实科学发展观、构建和谐社会为指导思想，坚持“以人为本，安全发展”的原则和“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，应用现代物联网信息管理技术，以生产单位和使用单位为主体，提高大型起重机械本质安全性能，促进产品升级换代，防范事故发生，保障从业人员和公众的生命安全。
二、建设目标
1、实时呈现塔机、施工升降机及施工工地生产状态，在监控中心、办公室或其它任何地点可实时掌握现场状况。
2、事前预警安全生产危害，实现综合防灾。
3、生产人员、设施、信息等安全资源的调度管理。
4、安全违规、隐患、事故的记录和处理。
三、项目意义
1、可以实时掌握正在施工中的塔机及施工电梯运行情况。
2、实现对正在施工中的塔机、施工电梯及施工工地的实时、远程监控和报警，实时掌握正在施工中的塔机、施工电梯及施工工地安全生产状态。
3、采用先进技术实现对正在施工中的塔机及施工电梯等施工设备的安全及信息化管理，大幅提升各单位和部门的管理能力和水平。
4、通过系统平台规范建筑项目的安全管理，提高项目安全管理效率，降低管理成本。
四、建设规范
《中华人民共和国安全生产法》
《关于进一步加强企业安全生产工作的通知》国发〔2010〕23号
《建筑起重机械安全监督管理规定》建设部第166号令
《塔式起重机安全规程》GB5144-2006
《起重机械超载保护装置安全技术规范》GB12602-1990
《塔式起重机》GBT5031-2008
《关于在部分大型起重机械推广应用安全监控管理系统及继续深入开展示范试点工作的通知》（质检办特联〔2013〕5号）
《臂架型起重机安全监控系统通用技术条件》GB7950-87
《电子信息系统机房设计规范》（GB50174-2008）
《电子信息系统机房施工及验收规范》（GB50462-2009）
《计算站场地安全要求》（GB9361-88）
《电子计算机场地通用规范》（GB/T2887-2000）
《供配电系统设计规范》（GB50052-95）
《低压配电设计规范》（GB50054-95）
《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）
《工业企业照明设计标准》（GB50034-1992）
《不间断电源技术性能标定方法和试验要求》（现行国标电工标准）
《工业企业通信接地设计规范》（GBJ79-85）
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2004）
《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-92）
《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2006）
《智能建筑工程质量验收规范》（GB50339—2003）
《综合布线系统工程设计规范》（GB50311-2007）
《综合布线系统工程验收规范》（GB50312-2007）
《视频安防监控系统工程设计规范》（GB50395-2007）
《民用闭路监控电视系统工程技术规范》（GB50198-1994）
第二章系统网络设计
一、总体架构
二、网络设计
1、建筑施工场所：
采用有线网络+数字微波无线传输技术，其具有综合成本低，只需一次性投资，无须挖沟埋管，省去布线及线缆维护费用，特别适合室外距离较远及已装修好的场合；在许多情况下，用户往往由于受到地理环境和工作内容的限制，例如山地、港口和开阔地等特殊地理环境，对有线网络、有线传输的布线工程带来极大的不便，采用有线的施工周期将很长，甚至根本无法实现。
这时，采用无线监控可以摆脱线缆的束缚，有安装周期短、维护方便、扩容能力强，迅速收回成本的优点。
2、监管部门：
因视频数据大，建议租用运营商光纤网络进行数据传输。
三、网络规划
采用C类地址，都划在一个网段，IP分配如下：
工作部门
所属网段
IP地址
办公电脑
192.168.1.10-60（vlan1）
192.168.1.10-192.168.1.60
网络考勤系统
192.168.1.61-80（vlan2）
192.168.1.61-192.168.1.80
网络视频监控
192.168.1.81-250（vlan3）
192.168.1.81-192.168.1.61-250
四、接入与无线通信方式
无线通信方式采用智能5.8G无线网桥。
5.8G无线网桥顾名思义就是无线网络的桥接，它可在两个或多个网络之间搭起通信的桥梁·5.8G频段的免申请无线执照的频段，因而比其它有线网络设备更方便部署。
5.8G无线网桥顾名思义就是无线网络的桥接，它可在两个或多个网络之间搭起通信的桥梁.5.8G频段的免申请无线执照的频段，因而比其它有线网络设备更方便部署。
无线网桥的传输方式是无线（微波）进行远距离数据传输的点对点网间互联而设计。
它可以用于连接两个或多个独立的网络段，这些独立的网络段通常位于不同的建筑内，相距几百米到几十公里。
所以说它可以广泛应用在不同建筑物间的互联。
同时，根据协议不同，无线网桥又可以分为2.4GHz频段的802.11b或802.11G以及采用5.8GHz频段的802.11a无线网桥。
无线网桥有三种工作方式，点对点，点对多点，中继连接。
特别适用于城市中的远距离通讯。
同时无线网桥的接入方式有三种接入方式,IP接口接入方式,E1接口接入方式,IP+E1双接口接入方式。
五、频率干扰处理
根据目前国内外固定无线宽带接入系统的建设经验，固定宽带无线接入系统干扰源主要来自系统内部的干扰和相邻系统间的干扰。
对于系统内部以及相邻系统之间的同道、邻道干扰抑制能力主要取决于系统的载干比（C/I）。
对于系统内部，可能的干扰有相邻扇区间的邻道干扰和相隔扇区间的同频干扰。
克服系统内部干扰的主要手段是采用合理的频率规划方案及发射天线的极化方式。
对邻道干扰，扇区之间最严重的干扰频率是两个相邻的载频点。
在网络规划时期，通过采用合理的频率规划方案，调整天线的极化方式以减少邻道干扰的影响。
对相隔扇区的同频干扰，在系统组网中目前主要采用背对背的频率2次复用，通过有效控制天线的前后比及天线的极化方式，来消除同频干扰。
同时在满足系统传输指标的前提下，尽可能地降低基站发射功率使得不同基站间越区干扰电平降到最低。
同时选择高性能天线，调整天线方向，合理设计扇区布局。
尽可能地利用建筑物的阻挡以降低不同蜂窝之间的干扰。
对于来自系统外部干扰，在站址选择时，要对地形、天线方位以及其它链路来的干扰等进行考虑，需要避开雷达、散射通信系统以及卫星通信等系统的外界干扰源。
因此对于干扰问题的解决，传播设计在无线网络规划中是至关重要的。
而在给定路径和当地气候条件下，天线高度是传播控制的唯一手段，具体方法的选用需根据实际情况而定。
当覆盖区域不重叠时，以邻道C/I作为干扰计算的依据；对于覆盖区域重叠情况，应保证基站之间保持足够的垂直和水平距离，并与干扰者协调，要求其降低功率，减轻干扰。
对于目前建设的网络来说，在前期规划时，根据现场实际情况，充分利用地形地貌，做好频率规划，合理的选择站址和天线的运用，将能很好的提高系统的性能。
六、中心端网络
配备3个固定IP。
第三章塔机安全监控系统
第一节系统简介
塔吊安全监控系统，基于传感器技术、嵌入式技术、数据采集技术、数据融合处理、无线传感网络与远程数据通信技术，能完整而高效率地实现建筑塔吊单机运行和群塔干涉作业防碰撞的实时监控与声光预警报警功能，并能在报警的同时自动中止塔吊危险动作。
此外，通过塔吊安全监控系统前端监控装置和后端远程监控平台的无缝融合，塔吊安全监控系统将实现开放式的实时监控，在对塔吊实现现场安全监控、运行记录和声光报警的同时，通过远程高速无线数据传输，将塔吊运行工况安全数据和报警信息实时发送到远程GIS可视化监控平台，并能在报警时自动触发手机短信，告知相关人员。
通过对实时动态的远程监控、远程报警和远程告知，塔吊安全监控将成为开放的实时动态监控。
第二节系统构成
一、系统组成
塔机安全监控系统由带动态显示的主机、回转角传感器、幅度传感器、风速传感器、重量传感器、倾角传感器、高度传感器、无线通信模块、报警灯等组成。
二、系统拓扑图
第三节系统功能
1、塔机运行数据采集：
通过精密传感器实时采集吊重、变幅、高度、回转转角、环境风速等多项安全作业工况实时数据。
2、实时显示：
通过显示屏以图形数值方式实时显示当前实际工作参数和塔机额定工作能力参数，使司机直观了解塔机工作状态，正确操作。
3、单机运行状态监控：
监控单台塔机的运行安全指标，包括吊重、起重力矩、变幅、高度、工作回转角及作业高度风速，在临近额定限值时发出声光预警和报警。
4、塔机区域保护
如果塔机塔臂、吊钩及钢丝绳与障碍物发生碰撞，或者运送的货物坠入敏感区域（如学校、广场、铁路、高压线等），都可能酿成严重后果。
通过禁止吊钩或者塔臂接近敏感区域，从而避免上述事故的发生。
5、运行边界保护
限制塔机的运行范围，规避由于塔机吊钩运行到指定施工场地边界之外带来的风险和不良影响。
6、塔机群防碰撞：
监控塔机群实时干涉作业的防碰撞，帮助塔机司机直观全面、直观地掌握周边塔机与本机塔机当前干涉情况，并在发现碰撞危险时自动进行声光预警和报警。
7、报警功能：
在不同预警程度时系统的预警方式如下：
1）二级预警时，发生预警危险的物体显示为黄色，报警音开启；2）一级预警时，发生预警危险的物体显示为红色，报警音开启，报警灯闪烁。
8、安全保护功能
该装置可实现塔机多种安全限制器的功能，如起重力矩限制、起重量限制、起升高度限制、幅度限制，回转限制等。
如起重量达到力矩额定重量的90%以上时，系统将发出预警开关信号，控制起重机向安全方向运行，禁止其转向危险方向。
如起重量达到力矩额定重量的105%，系统将发出报警开关信号，并切断塔机总电源，从而达到预防事故发生的目的。
9、报警短信通知功能（可选）
一旦有数据报警，系统将以短信的形式告知项目经理及塔机管理人员，及时发现问题，起到预防事故发生的目的。
10、刷卡启动（可选）
工作人员不刷卡则不能正常启动和使用塔机，避免非塔机司机参与操作。
11、远程锁车功能（可选）
对于经常违章作业的塔机，可通过本功能将其锁定，在重新调整或培训司机后方可恢复操作。
12、防倾翻功能
监测因各种因素造成的塔身倾斜，当倾斜度达到临界危险状态时给予报警，提示司机停止危险操作。
通过对塔机状态的设定，可以有效监测出因基础不平、螺栓松动或关键焊缝出现裂纹而导致的塔身刚度变化情况，在达到倾翻临界状态时及时报警，从而提醒人们及时检查塔机存在的故障隐患，预防塔机倾翻。
13、塔机风速仪功能
实时监测塔机所处环境的风速，一旦达到临界风速，即发出预警报警信号，提醒塔机司机谨慎操作。
14、远程监控功能
实时将塔机工作参数通过无线信号传输到服务器，不论安监站、塔机管理者还是有关个人等都可登陆互联网通过网页形式查看塔机的工作数据。
通过对预警、报警数据的分析，可有针对性地强化对于司机的培训工作。
15、方便数据查询
登陆塔机安全监控平台，可以查看所管辖的塔机实时工作数据，预警报警数据将永久保存到硬盘中，方便查询。
第四节主要设备概述
一、监控主机
主要应用于塔机的实时监控，对于工作状况进行实时记录并存储，为管理者提供真实可靠的数据，帮助提高事故预警和防护能力，杜绝安全隐患。
系统特点：
→实时动态显示功能，监控回转、角度、吊重、力矩及高度等数据。
→安全报警，基于声、光系统的安全预警、安全作业防护
→数据记录功能，采用SD智能插卡、塔机参数采集、分析、存储塔机运行状况、灵活方便管理者对塔机进行监控
二、重量传感器
轴销传感器，能够精确、快速地测量到钢丝绳传来的压力。
三、幅度、高度传感器
多功能行程限位器，内置高精度的电位传感器，可以精确、快速的测量到小车的变幅距离和吊钩的下放距离。
四、回转角度传感器
高精度编码器，采用绝对值型编码器，具有记忆功能。
能够精确、快速地采集塔机回转角度传来的模拟信号，广泛应用于单机防碰撞应用。
五、风速传感器
风速仪，铝合金的外壳包装，全封闭的防水配置，能够精确无误的测量到塔机所处环境的风速大小，并且及时反馈给监控主机做出判断。
六、倾角传感器
防倾翻传感器，全铝合金外壳，结构小巧，方便简洁，只需安装在驾驶室内即可及时反馈塔机大臂的倾斜角度，防止塔机出现倾翻，点头等危险状况。
七、GPS卫星定位
能够精准的在地图上标识出塔机的施工位置，为塔机管理起到了统筹性作用。
八、无线通讯模块
用于塔机与塔机之间，塔机与现场办公室间的数据通讯。
第五节塔机信息管理系统
塔机管理信息系统用于远程对区域内的多台塔机的运行状态进行实时监控和管理，及时掌握区域内多台塔机的运行状态。
区域内的各塔机的运行状态的数据可以通过有线网络或者无线网络传输到区域管理中心，管理中心将结合GIS技术实现塔机运行状态的远程监控。
本系统特点如下：
1、能够实现实时、动态、远程地对塔机状态进行监测；
2、依据塔机的运行状态提供塔机运行状态报表，实现塔机区域监督和管理；
3、实现对塔机运行状态的异地监控；
4、系统具有塔机信息查询、监测数据查询、报警塔机查询、运营报告管理、系统信息设置、系统管理等功能。
塔机运行状态查询
塔机实时运行状态
塔机信息查询
塔机运行数据查询
第六节系统配置
序号
名称
型号
数量
功能
备注
1
系统主机
1
参数采集、分析、存储及系统安全报警
2
GPRS/GPS模块
1
系统控制器与塔机安全系统进行通讯定位
3
系统彩色显示屏
1
显示塔机工作状态
4
重量传感器
1
测量吊重重量、力矩
5
幅度传感器
1
测量小车行程
6
高度传感器
1
测量吊钩高度
7
回转传感器
1
测量塔机回转角度
8
倾角传感器
1
测量塔机倾斜角度
9
风速传感器
1
风速报警功能
10
U型架及配件
1
安装在塔机上相关配件
11
辅助件
1
与系统相关辅助配件
第四章施工升降机安全监控系统
第一节系统简介
施工升降机安全监控管理系统，是一款施工电梯/升降机/物料提升机（简称施工升降机）安全监测、记录、预警及智能控制系统。
系统能够全方位实时监测施工升降机的运行工况，全程记录升降机的运行数据，并在有危险源时及时发出警报和输出控制信号。
本系统集精密测量，自动控制、无线网络传输等多种技术于一体，包括载重监测、速度监测（防坠）、倾斜度监测、高度限位监测、门锁状态监测，驾驶员身份识别等功能，是现代建筑起重机械领域最新型、最全面、最可靠的安全防护设备。
第二节系统构成
一、系统组成
施工升降机安全监控系统由系统主机、重量传感器、高度传感器、倾斜度检测传感器、驾驶员身份识别系统、GPRS无线通信系统及各种触点传感器等组成。
二、系统拓扑图
第三节系统功能
1、通过精密传感器实时监测施工电梯的载重、高度、速度（防坠）、高度限位、门锁状态等安全信息，对各种危险进行有效防护，并将信息远程传输至管理平台，从而实现对建筑机械的远程管理。
2、通过显示屏以图形、数值方式实时显示当前实际工作参数，方便司机了解升降机工作状态，正确操作。
3、实现升降机运动状态的“慢速启动——加速运行——减速到达”的精确控制，提升工作效率；
4、基于先进的嵌入式系统，能够将升降机的工作状态及时反馈给楼层呼叫人员；
5、可实现局部区域内多至16套升降设备的快速协调工作；
6、可设置包括地上、地下多层的楼层平台，适用于各种不同的复杂情况；
7、对系统超载、运行速度过快等各种危险情况进行有效防护；
8、可选择手动或自动两种运行模式，为设备使用提供简单快捷安全的操控方式；
9、自动语音播报系统，在收到楼层呼叫、电梯启动运行、电梯达到目标层时均会自动发出语音播报系统，提醒司机和乘客；
10、断电保护，在意外断电时依靠备用电源将设备进行安全锁定，提高安全性。
第四节主要设备概述
一、高度传感器
测量升降机吊笼高度
二、载重传感器
测量升降机的载物重量
三、倾角传感器
测量升降机倾斜角度
第五节施工升降机远程监管平台
施工升降机远程监管平台用于远程对区域内的多台施工升降机的运行状态进行实时监控和管理，及时掌握区域内多台施工升降机的运行状态。
其具有以下功能：
1、实时状态远程监控；
2、报警数据分类查询；
3、电子地图实时查询；
4、运行数据统计查询；
5、在线设备实时统计；
6、单位分类统一管理；
7、角色分类权限管理等。
实时运行状态
电子地图实时查询
角色管理
第六节系统配置
序号
名称
型号
数量
功能
备注
1
系统主机
1
系统参数采集、分析、存储以及系统安全报警
2
GPRS/GPS模块
1
传输、定位
3
高度传感器
1
实现自动平层功能,具有（速度）防坠、高度功能
4
重量传感器
1
测量电梯载重，具有防超重功能
5
倾角传感器
1
升降机倾斜度，防倾翻
第五章视频监控系统
第一节系统简介
建筑行业事故多发，如何保证施工人员的人身安全、保全工地建筑材料、设备等财产，是施工单位极为关心的事。
为进一步完善建筑工地安全管理，许多施工单位选择将监控技术引入施工现场。
由于监控环境特殊、建筑工地布线困难，以灵活性高，扩展性强，维护简单为突出特点的无线监控为许多建筑工程公司所采用。
1、地基基础阶段的监控。
深基坑支护、基槽开挖和人工挖孔桩施工等已被列入专项治理内容。
因此本阶段的施工已作为监控的重点。
2、地面、楼面施工阶段的监控。
转入地面、楼面施工阶段，建筑物四周敞开，作业面宽，施工人员多，各个分项工程往往交叉作业，对于各项安全防范和质量要求都要考虑周到。
因此，系统须设置多项监控重点，例如：
验槽、砼的输送、浇捣、养护、模板安装（“两超一大”模板支撑变形）、钢筋安装及绑扎、混凝土浇捣、施工人员安全帽和安全带配戴、建筑物的安全网设置，以及楼梯口、电梯口、井口防护、预留洞口、坑井口防护、阳台、楼板、屋面等临边防护和作业面临边防护等。
监控的时间、内容、标准及监控方式均可按照工作人员的需要进行设定。
3、高层作业的监控。
针对高层作业特点，设置如建筑物的安全网设置、施工人员作业面临边防护、施工人员安全帽佩带、外脚手架及落地竹脚手架的架设、缆风绳固定及使用、吊篮安装及使用、吊盘进料口和楼层卸料平台防护、塔吊和卷扬机安装及操作等多项监控重点。
4、工地文明施工的重点监控。
为了加强建筑工地的文明施工管理，监控系统可以有针对性地设置工地文明施工的重点监控，主要有：
工地围挡、建筑材料堆放、工地临时用房、防火、防盗、施工标牌设置等内容。
第二节系统构成
一、系统组成
视频监控系统通过网络摄像机等前端采集设备来采集视频图像，并利用智能无线通讯技术将图像传输到控制中心，实现视频数据的交互、发送及接收、加解密、链路的控制维护等功能。
无线系统结构简洁明了，扩展性好，能适应多变的监控要求。
视频系统组成部分：
网络摄像机、无线传输设备（网桥）、交换机及硬盘录像。
二、系统拓扑图
第三节系统特点及方案优势
一、系统特点
1、实时全方位的施工现场监控平台
通过施工现场视频监控平台，有效利用信息化手段，全面提高对施工监管水平，同时极大地节约人力资源。
通过安装于各施工现场的监控点，全天24小时在线实时、不间断的传送现场实时情况，全面加强了对各工地的监管力度，从根本上保证了建筑施工的质量和安全。
视频监控平台接入Internet，领导与安监人员可以使用在办公室、家中、外地的任何一台接入Internet的计算机，通过安全授权，就可以实时观看施工现场的现场情况。
2、有利于加强对各工地管理力度
通过施工现场视频监控平台，有利于领导与安监人员加强对工地的基础管理、质量管理、安全管理、现场管理、宣传教育、人员管理的管理力度，有效杜绝重大建设事故的发生。
3、实现对各施工工地的远程指挥与协调
通过施工现场视频监控平台，领导与安监人员可以查看与单个、多个施工工地情况，及时纠正施工工地的违法、违规行为，防止重大险情的发生，以及建筑工人伤亡事故发生的机率。
通过施工现场视频监控平台，工地建设方可以及时与监理方交流。
4、针对违法、违规建设行为，提供录像取证方式，有利于管理人员执法有理有据的执行
通过施工现场视频监控平台，提供录像取证方式，为安监人员对违法、违规建设行为纠正、处罚，提供的有力证据与依据，做到执法的有理有据，便安监人员执行法规。
二、系统方案优势
1、组网灵活，部署迅速
基于无线网络的视频监控系统具有应用灵活，部署迅速的特点。
该系统能够根据实际需求，针对需要监控的区域，以极快的速度进行扩展和部署，达到实时视频监控的目的，无需像传统方式那样繁琐的布线，无线网络架设安装简单灵活，监控摄像机通过IP地址的标识，即可任意进行操作，并且使用时用户界面友好，安装简单。
2、经济合理，保护投资
相应于包括所有特性的其他产品，网络视频产品提供一种可靠和低价位的网上图像发布设备，极大解决了“分散监控”、“集中管理”、“远程传输”之间的矛盾。
通过网络化应用，大幅减少线材及人力费用，降低了成本。
该系统只需一次性建设投入及后期相对低廉的维护费用，而无需在监控区域敷设线缆，较其它解决方案更加经济合理。
同时，网络设备及无线监控设备只需要简单的拆卸和安装就可以实现回收再利用，避免了重复投资；
3、技术领先，功能全面
该系统采用了先进的H.264数字视频压缩技术和无线网络技术，在保证画面质量的前提下，可有效地降低存储介质的容量，节约了成本；能够达到有线网络视频监控同等的视频效果，并实现监控、录制、存储、回放等功能。
4、数字加密，安全可靠
该视频监控系统基于无线IP网络，空中接口已实现基于IPsec等技术的加密措施，是具有健全安全体制的监控网络，可以独立运行，也可以按照行业要求，通过视频流数模转换或者架设安全网闸、防火墙及入侵检测系统，实现与行业专网的融合。
5、远程实时监控
能够同时解决集中管理与远距离监控，能在世界任何一个角落通过网络进行远端访问。
6、扩展性好
在本系统中，全部采用数字化设备，如果需要增加监控点，只需要添加数字设备。
并且设备的添加非常容易简单。
第四节系统结构及功能
一、系统构建
（一）塔机部分
塔机前端由无线网桥+网络智能球机组成，网络匀速球机的视频信号、485控制线集中于一条
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