智慧城市数字工地系统技术解决方案.docx
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智慧城市数字工地系统技术解决方案
“智慧城市”数字工地系统技术
解决方案
目录3
第1章.概述5
第2章.系统需求分析6
2.1.需求分析6
2.2.系统总体建设目标6
2.3.系统实现功能7
第3章.详细系统设计9
3.1.系统整体设计9
3.1.1.概述9
3.1.2.系统平台介绍9
3.1.3.平台系统架构与组成9
3.1.4.设计原则10
3.1.5.设计规范10
3.1.6.系统平台优势11
3.2.“数字工地”管理系统平台门户12
3.2.1.门户首页12
3.2.2.最新动态13
3.2.3.文件通知14
3.2.4.检查通报14
3.3.建筑施工现场远程监控子系统15
3.3.1.子系统介绍15
3.3.2.子系统特点15
3.3.3.监控子系统架构与组成18
3.3.4.前端高清监控与相关子系统设计19
3.3.4.1.监控区域设计20
3.3.4.2.考勤系统设计22
3.3.4.3.前端存储设计22
3.3.5.网络传输设计23
3.3.6.监控中心设计23
3.3.6.1.监控中心装修23
3.3.6.2.综合布线24
3.3.6.3.配电系统25
3.3.6.4.监控中心照明26
3.3.6.5.防雷接地26
3.3.6.6.大屏及显示系统27
3.3.7.监控子系统管理平台29
3.3.7.1.平台管理功能30
3.3.7.2.平台业务功能34
3.3.8.主要产品选型与参数介绍37
3.3.8.1.网络高清红外一体化摄像机37
3.3.8.2.红外网络高清智能高速球型摄像机38
3.3.8.3.视频服务器40
3.3.8.4.大屏拼接41
3.4.建筑施工安全监督管理子系统42
3.4.1.子系统介绍42
3.4.2.用户功能及权限设计42
3.4.3.住建局安监管理设计43
3.4.3.1.执法流程43
3.4.3.2.系统实现功能44
3.4.3.3.子系统详细功能设计46
3.4.4.监理单位管理设计54
3.4.5.建筑企业项目管理设计55
3.4.6.系统管理员管理设计58
3.5.其他子系统介绍59
3.5.1.管理人员在岗信息管理子系统59
3.5.2.建筑安全培训及用工管理子系统60
3.5.3.塔机运行监控子系统62
3.5.4.建筑起重机械管理子系统64
第1章.概述
随着社会的不断进步，安全生产的概念已经深入人心，人们对安全生产的要求也越来越高。
在事故多发的建筑行业，如何保证建筑质量，以及工地的建筑材料、设备等财产的保全和建筑工人的人身安全是施工单位关心的头等大事。
目前，建筑行业主要存在以下老大难问题：
Ø建筑质量
建筑质量人命关天，一旦出现问题容易酿成重大事故和造成无法消除的舆论影响，如何避免“楼歪歪”、“楼脆脆”一直是监管中的重点和难点。
目前，作为建筑工地质量监管部门，由于配置执法监管人员有限，加之建筑工地的分散性，一般采用抽查的监管方法，但是建筑工地应付检查手段很多，甚至出现个别工地白天建筑材料入场应付检查，晚上又将材料拉出去的情况。
Ø施工安全
建筑工地最让人担心的就是安全问题。
建筑工地施工现场的基坑、边坡支护安全，模板工程安全，“三宝”、“四口”防护，脚手架搭设安全都是不容忽视的。
由于大部分的建筑工人都是农民工，他们文化水平有限，安全意识缺乏，很容易在施工时因违规操作造成人身伤害和工程损失。
Ø文明施工
建筑工地的飞尘、噪音、施工垃圾等一直是制约文明城市的主要污染源，由于过多的沙石，水泥材料，使工地附近的空气质量非常的差，为市民带来很多不变。
冲洗水泥车会使工地附近的路面非常泥泞，水分蒸发后，又会使路面凹凸不平。
这些不文明的行为都是施工方需要注意的，等到相应部门的罚单追查就非常难堪。
针对以上各种问题，相关部门急需一套先进的、有效的数字化监管系统。
第2章.系统需求分析
2.1.需求分析
为加强建筑领域管理工作，结合建设工程“三难”（安全事故管控难、监管内容覆盖难、工程质量监管难）“三不”（五方责任主体不到位、人员不到岗、责任不落实）等行业特点，依据《建筑法》、《建设工程安全生产管理条例》、《建设工程质量管理条例》等法律法规，准备建设一套“建设工程质量安全数字化监控管理系统”。
系统建设的目的在于，利用先进的科技手段对施工现场的文明施工、安全生产、质量监督、治安联防、城乡环境综合治理、民工工资管理等内容的全程跟踪和综合管理。
实现监督、管理“两部到位”，让建筑领域的管理理念、监管效率和监督执法水平进一步提升。
2.2.系统总体建设目标
Ø加强安全质量的监管力度
首先，系统的应用将对施工现场的操作人员起到一个施工全过程的监督和威慑作用，使工人更自觉遵守操作规程，更规范进行施工作业。
其次，系统的应用能使主管领导及时督查施工现场企业管理人员的上岗情况，督促相关企业加强现场安全质量管理。
第三，系统的应用还可以带动建设各方主体共同参与并加强建设工程安全质量管理，特别在建筑材料的使用方面起到日常监管作用。
Ø提高安全质量的监管效率
目前，不论是安全质量监管部门，还是企业自身的管理机构，对建筑工地的监管还是重点依靠管理人员深入施工现场，但往往由于人手少、项目多，施工现场多（大的建筑公司可能同时在几个地市有建设项目），监管不及时、不到位，以致在建设工程的安全质量监管上存在空白和盲点。
安全数字化管理系统应用后，对质量监管人员而言，无论身在何处，量有多大，都可以通过系统随时随地掌握现场施工的情况，监控现场的施工的动态，及时发现问题并督促施工单位、项目负责人及时整改隐患，促进安全生产和工程质量管理。
Ø提升监管工作的科技含量
建筑工地安装使用该系统，将使监管部门或集团高管改变传统的监管模式，实现监管模式的创新。
同时，计算机技术、互联网的应用，又可以十分便捷地实现移动监督，真正实现监督管理的远程化与实时性，提高了建设工程监管的科学性、有效性，是科技兴业的具体体现。
Ø促进和谐社会的建设发展
目前，各级政府都致力于和谐社会的建设，都十分重视社会的稳定和谐，但建筑工地的临时性与人员管理的流动性决定了其治安管理的复杂性，特别是斗殴、盗窃等影响社会稳定的因素会时有发生。
建筑工地安装该系统后，摄像机全天候24小时对建筑工地实施有效监控，将对犯罪分子形成一种威慑，能遏制各类犯罪活动的发生，从而促进治安的明显好转和社会的稳定和谐。
Ø实时掌握项目进度，合理进行工程调度
建筑工地安装使用该系统，作为管理者坐在办公室就可随时调取各个施工现场的情况，了解工程进度，对按期完成项目及指挥调度起到最直接的视觉参考。
2.3.系统实现功能
数字化管理系统平台主要由工地视频前端、网络传输、数字工地管理信息系统和监控中心等4个部分，包括以下功能构成：
Ø视频监控功能：
工地现场视频信号的实时监控、录像存储和分析；
Ø施工现场安全监管功能：
工地现场进行数据处理、提交处罚信息、评分等；
Ø项目信息电子化管理：
可通过平台管理、收集项目各类信息；
Ø业务申报功能：
施工企业、监理单位等需要申报的资料在平台上上传；
Ø监控指挥中心功能：
指挥中心利用软件通过远程对工地现场情况进行巡查评分、处罚及施工日志、监理日志和安全管理相关资料的查看、数据分析等功能；
Ø扩展功能：
对工地现场管理人员脱岗、在岗时间统计、分析、预警、劳务人员实名制管理以及塔机运行实时监控等。
Ø
第3章.详细系统设计
3.1.系统整体设计
3.1.1.概述
要求建设的建设工程质量安全数字化管理系统是一个综合性的系统，利于现代计算机、网络流媒体传输、视频监控、软件、移动网络等多项技术手段集成于一体，构成的一个复合多功能的系统工程。
系统需要通过软硬件的结合，可以在系统上实现远程监控、工地巡查、工地点名、文件收发。
系统在结构上实现多级管理，能无缝实现上下级单位的系统集成。
同时，系统需要预留平板电脑软件结构，根据需求可以在平板电脑移动终端上实现工地评分、工地停工复工管理、文件收发、记录查询、监理日志、施工日志、农民工工资等多方面的管理。
结合以上内容，依据建筑行业定制化开发的“数字工地”信息化管理平台系统正是为住建局量身定制的综合信息化管理系统。
3.1.2.系统平台介绍
“数字工地”信息化管理平台系统是针对当前建筑行业管理的特点，结合各级建筑管理部门及建筑企业信息化管理工作的需求。
利用大量建筑行业企业信息库、项目信息库、人员信息库、特种设备信息库等现有数据平台为基础构建的一套信息化行业解决方案。
“数字工地”平台系统是一项完全基于宽带网的图像远程传输、管理的新增值业务。
该业务集视频图像监控、远程控制、项目管理、人员管理、考勤信息管理等为一体，利用宽带网络端口将分散、独立的采集点进行联网，实现跨区域、全省范围内的统一管理、资源共享，为管理决策者提供一种全新的直观的扩大视觉和听觉范围的管理工具，提高工作绩效。
3.1.3.平台系统架构与组成
“数字工地”信息化管理平台系统是结合建筑行业特点，围绕建筑行业涉及的项目、人员及施工设备三大主体为依据，进行分类，分功能，定制化的综合建筑行业管理信息系统。
该系统采用了“一体化平台，模块化架构，本地定制化开发”先进架构思路。
结合多种开发模式，主体采用B/S架构，结合C/S移动开发作为辅助，以满足用户在使用不同设备，不同系统平台都能有效访问该系统。
系统可实现PC电脑、移动平板及大屏手机访问。
“数字工地”信息化管理平台系统是一套针对建筑行业的行业化成熟软硬件综合系统，现有系统依据不同的需求，不同功能主要实现了以下几大子系统：
Ø建筑施工现场远程视频监控子系统
Ø建筑施工安全监督管理子系统
Ø管理人员在岗信息管理子系统；
Ø建筑安全培训及用工管理子系统；
Ø塔机运行监控子系统；
Ø建筑起重机械管理子系统；
3.1.4.设计原则
先进性：
系统基于软硬件综合架构，软件采用先进的B/S并结合传统的C/S进行综合架构，硬件采用基于百万像素高清摄像机为核心的视频监控系统，图像清晰，视频压缩效率高，是当前最先进技术的网络视频监控产品。
实用性：
系统支持多用户、多平台、多地点的网络监控管控需求。
扩展性：
系统软、硬件系统采用模块化设计，用户系统升级时，只需要增加相关服务器，并升级相应的系统软件即可，不用额外添加或者废弃原有设备。
灵活性：
系统组网灵活，适合在局域网、广域网和无线网络中使用；客户端无需添加任何硬件。
实时性：
系统采用光纤宽带网络传输，可传送高清实时图像。
可靠性：
采用嵌入式实时操作系统和专用的硬件结构，保证了系统具有更高的实时性、稳定性和可靠性。
3.1.5.设计规范
根据项目实际需求和国家有关法规的要求，我们经过认真研究、分析设计本系统方案。
该系统具有性能先进、质量可靠、经济实用等特点，而且该系统具有方便扩展、与其它信息系统实现无缝连接的能力。
为实现安防系统的可视化管理奠定了基础。
依据的相关规范包括：
&《建筑工程施工现场视频监控技术规范》（JGJ/T292）
&《安全防范工程技术规范》（GB50348）
&《视频安防监控系统技术要求》（GA/T368）
&《安全防范系统通用图形符号》（GA/T74）
&《安全防范工程费用预算编制办法》（GA/T70）
&《安全防范系统验收规则》（GA308）
&《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16）
&《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343）
&《电气装置安装工程施工及验收规范》（GBJ232）
3.1.6.系统平台优势
为住建部门建设的“数字工地”信息化管理平台系统可以更好的改善传统监管流程。
该系统可以利用信息化网络针对在建项目，项目从业人员管理，施工财产设备的管理及基于传统管理模式的创新。
主要解决：
Ø在建项目管理
●项目现场施工不规范，现场巡查无法做到全面覆盖；
●现场施工安全设施不达标，不能及时发现；
●违规操作导致安全事故频发，责任不清晰；
●部分隐蔽工程质量无法实时掌控。
Ø从业人员管理
●管理人员资质证书出现假证、过期证件等；
●项目经理挂证现象严重；
●项目主要管理人员长期不在岗；
●拖欠民工工资，出现集体讨薪、上访恶意讨薪情况。
Ø施工时设备的管理
●设备使用管理不当，造成施工故障；
●在装拆塔机时，操作不当或失误造成安全事故；
●零部件更换不及时，零部件一旦失效或发生故障，将极易引发事故。
Ø管理创新
●建设主管部门对工地现场情况及工地信息实时监控；
●标准化处罚条文，统一执法尺度，规范处罚行为；
●各级领导可以通过电子信息化手段对工地资料、工地建设、违规处罚等进行有效管理，实现安排检查，提醒检查等电子化处理；
●自动化的对各种处罚、拍照取证生成文档，自动形成评价。
该系统可进行多网多系统的整合，统一综合门户进行登陆，并能实现以下系统的互联互通，信息共享：
Ø行政效能重大项目审批系系统；
Ø国家投资项目动态跟踪监管系统；
Ø行政效能重大项目审批系统；
Ø工程建设项目信息系统；
Ø建设工程合同备案管理信息系统。
该系统结合多种信息库可以打通行业信息孤岛；有效促进政府管理部门与建筑企业的管理方式互动；可以构建一系列的电子信息资料库；并强化政府对建筑市场的监管职能，推动建筑企业诚信建设与管理信息化建设的发展。
3.2.“数字工地”管理系统平台门户
我公司结合行业监管具体情况，将为住建部门搭建“数字工地”唯一信息化门户平台，该平台可以作为云南省住建厅后续监管工作开展的统一登陆平台。
3.2.1.门户首页
登陆住建部门数字化建筑工地综合指挥平台，可以访问平台门户首页，首页可以查看各子项的最新内容，右侧集中了各子系统的登陆入口，可以进行各系统的统一登陆管理。
门户平台展示
子系统登陆入口
3.2.2.最新动态
在最新动态页可以，查看系统管理员发布的建筑行业内的相关行业动态信息。
“最新动态”展示
3.2.3.文件通知
在文件通知页可以实现住建局相关文件、通告的发布，及信息化流程申请的表单文档的发布与下载。
“文件通知”展示
3.2.4.检查通报
检查通报页可以实现住建厅针对行业进行检查后的相关警告或处罚通报的发布等。
“检查通报”展示
该平台除实现以上基本功能及相关子系统的登陆入口外，还可新增及定制住建部门本地化需求，支持有效扩展与完善相关功能。
3.3.建筑施工现场远程监控子系统
3.3.1.子系统介绍
“数字工地”管理平台下的建筑施工现场远程监控子系统是承载其他子系统有效运行的基础，是整个系统平台进行有效数据采集及提供流程数据参考的基础来源。
远程监控子系统是在“全球眼”品牌之上，根据建筑行业的具体监管特点进行升级、定制与整合的适用于建筑工地的视频监控系统。
该系统可以实现远程调阅720P高清施工现场视频画面，支持与安监及其它子系统的联动，可在安监子系统中调阅、抓拍图片后实现点选系统内置的执法文书条文后直接开据执法通知书。
3.3.2.子系统特点
电子科技大学和我公司共同开发的“全球眼”系统是目前国内使用最广泛、规模最大、技术最成熟的网络图像管理系统，具有以下几个主要特点：
1.方案成熟、应用广泛
电子科技大学和我公司共同开发的管理平台已在全国广泛应用于政府、公安、金融、军队、能源、环保、旅游、教育等数十个重要行业的联网监控项目中。
以四川省为例，在四川省内已建成并投入使用10万余个监控点位：
1）在政府、公安“天网”的应用
“全球眼”监控系统为四川省政府构建的“平安城市—天网工程”，得到了国家相关部委和领导的高度认可，并在全国范围内广泛推广。
目前省内20个市州全部使用“全球眼”，共建成监控点位5万余个。
2）在政府相关职能部门中的应用
◆安全生产监督管理局
企业安全生产监督；危险化学品生产、存储监管；油库、加油站、CNG加气站监管；大型百货、超市商店的安全经营监督；煤矿井下安全生产、井面生产资料监管等。
◆环保局
空气质量监管、水环境监管、土壤环境监管、城市污染总体检测、各个企业排污情况的监控等。
◆防汛办
城市低洼地带积水监控；河堤、库堤安全情况监控；夏季江河流域防洪监控；水闸、水渠、水库安全情况监控等。
3）在建筑行业“数字工地”系统中的应用
经过行业定制化的“全球眼”监控系统更能有效的应用于建筑行业之中，实现对建筑企业施工现场的有效实时监控，监控包括施工出入口、材料区、塔吊、危险作业区等重点部位。
该系统在此之前已在德阳、巴中、苍溪等多地顺利实施。
4）四川省内其他行业的应用
建设银行四川分行、招商银行成都分行、邮储银行德阳分行，宜宾等市州的农村信用社都已经先后使用了“全球眼”，共建成监控点位4万余个。
2.满足政府和公安部门对建筑行业的监管要求
“全球眼”监控系统通过了公安部技术部门、国家版权局的检测，获得了相关安全认证，能有效保证长期持续的提供服务，确保系统的保密、稳定、安全、高效的使用。
我们为住建部门构建的远程联网监控系统符合省政府的“平安城市—天网工程”的系统要求，将来系统可以无缝接入到城市联动报警平台，满足政府的监管要求，避免重复投资。
3.一流的硬件设备、先进的技术架构、稳定的系统平台
监控子系统基于主流的IP技术，且属于未来的发展方向。
同时，所采用的产品全部使用世界顶级视频监控产品，市场占有率高，产品质量和性能高。
根据上海研究院的测试，该产品的稳定性已经达到运营级的标准（99.99%），而多年的实际运行结果也证明了这一点。
4.产品兼容性强、开放性广
监控子系统能够兼容目前国内主流的30余个厂家的视频服务器、硬盘录像机、网络摄像机。
在应用层制定了标准的接口，可以方便的与其他系统接口。
5.全数字化、全IP化、全光纤化
整个系统采用全数字化、全IP化、全光纤化的技术，代表视频监控的发展方向。
在前端监控点，实时完成图像信号的数字化转换，然后可向全网传输。
任一监控中心，均可根据中心平台的授权，共享调度系统资源。
以全数字化为基础，才能构建大规模、广范围的集中监控。
以全光纤化为组网方式，才能实现高带宽、大容量、高可靠性的图像传输，保证技术指标能够达到国内领先水平。
6.采用最先进的视频编解码与流媒体技术
视频编码格式采用目前最先进的H.264的方式，采用最先进的流媒体技术及分发机制，满足当发生群体事件、突发事件时，多个监控中心并发访问某一热点时，图像的流畅性。
7.可管理、可控制、可延伸、可扩展
系统前端、各级监控中心、系统中心平台为模块化结构，关键设备通过了公安部认证。
系统的用户权限由中心平台数据库统一管理，可对多个监控中心、分控中心的权限进行统一管理，使整个网内的权限分配策略部署简单，管理方便，达到高度的可管理性和可控性。
系统采用分布式存储和中心存储备份相结合的方式，并采用全数字化的技术，模块化的结构。
所以点位的增加影响的是软件处理能力和网络吞吐能力，而不需要对各级监控中心进行大的改造，真正做到平滑的扩容，达到高度的可扩展性。
8.支持手机视频监控，有利于移动监管执法工作的开展
支持在3G、4G智能手机上的移动视频实时监控，使监管人员不受时间、地域的限制，通过手机随时了解和掌握建筑工地的最新情况。
9.综合运用安全认证、权限分级等多项技术手段，确保只有相关人员才能查看到与自身权限相符合的监控点位图像
网络视频监控系统安全性除了基本的防攻击、防非法侵入、防病毒等要求之外，还需要保证只有合法用户才可以访问和使用系统提供的服务。
保证用户只能管理自己设置的监控点的前端子系统设备，查看有权限使用的监控点的视频监控图像；保证用户保存在系统中的视频文件的安全，不会被其它用户甚至是系统管理员私自查看。
设置访问控制权限，实行分级管理体系：
可为不同的帐号分配不同的监控范围，还可将监控设备控制权限划分到对每个摄像机的控制。
对于每个摄像机还可分为“实时视频查看”、“历史资料检索”、“远程云镜控制”、“参数设置”、“音频控制”等不同控制权限能力。
10.丰富的光纤网络资源、安全的品质保障
光纤资源100%的覆盖到市、县、乡，能为各建筑工地提供高带宽、高质量的宽带网络，充分满足建设需求。
11.完善的售后服务体系和强大的维护能力
拥有省、市、县（区）、乡四级专家维护体系，全省有5000多人自有维护队伍，并且针对视频业务有雄厚的技术实力、丰富的维护经验、成熟的运营机制，能提供可靠、及时的售后服务，保证视频监控系统的长期稳定运行。
3.3.3.监控子系统架构与组成
整套系统采用模块化结构。
前端进行图像采集、本地化存储和上传；监控中心、显示点位图像、分发并发访问；系统的中心管理平台（放置在IDC机房），在系统层面和设备层面，进行统一管理。
各模块各司其职，建设的全光纤视频专网将其有机结合，结构清晰，管理方便，图像清晰。
在系统管理功能扩展上，视频图像经过视频专网，各基层执行部门获得授权，查看、管理本辖区点位实时图像，调阅历史图像。
各级领导和相关职能部门，可以通过设置副控台和分控中心的方式，接入视频专网，实现对资源的共享调度，分级控制。
整套系统分为中心管理平台、传输网络、监控中心和前端采集设备等部分组成。
3.3.4.前端高清监控与相关子系统设计
在每个工地现场安装监控摄像机作为平台的工地现场视频采集要求，并接入网络。
前端采集设备主要是将视频信号进行采集、数字处理和传输，设备包括高清网络摄像机、网络视频服务器、交换机及设备箱等组成。
摄像机安装数量应满足工程建设管理的需要：
1.房屋建筑工程
1）建筑面积0.5至5万平方米的不少于4个；
2）建筑面积5至10万平方米的不少于5个；
3）建筑面积10万平方米以上的不少于6个。
2.市政基础设施工程
1）工程造价0.1至1亿元的不少于3个；
2）工程造价1至3亿元的不少于4个；
3）工程造价3亿元以上的不少于5个。
3.3.4.1.监控区域设计
在整个前端系统设计中，主要监管以下主要地域：
Ø工地大门
为加强施工现场质量安全监督，需在建筑工地的各个出入口进行监控点位布控，由于该点的监控是单指向的某一位置，选择高清红外枪式摄像机。
工地大门监控画面展示
Ø塔吊顶端
监控图像效果的好坏，监控点的选择非常关键。
在建筑工地，唯有建筑塔吊是整个建筑工地的制高点，只有将摄像机安装在塔吊上，才能有效俯视整个工地现场。
在塔吊控制室下方安装1台高清一体化红外球型摄像机，它可360度全视角的转动观看建筑工地的各个角落，并对选择的监控点进行图像的拉近放大。
工地塔吊监控画面展示
塔吊点位采用无线网桥方式将视频信号传送至地面设备机箱内通过光纤连接中心平台，这种方式有效避免了因随着现场施工的不断进展，塔吊随施工进度往上提升，造成摄像机布线困难及易受机具剐蹭的问题。
Ø材料堆放区
材料区主要涉及施工工地的材料堆放与转运区域，该处为重点布控区域之一，主要目的为保障设备、材料的安全，杜绝机具与材料的内外部偷盗行为，该点的监控是单指向的某一位置，选择高清红外枪式摄像机。
工地材料区监控画面展示
Ø危险源作业区
危险源作业区，主要涉及一些高危工种的，高危操作等的监控，如木料加工区，钢筋加工区等。
对此区域进行全面布控，可
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