前言

建筑施工是一个充满复杂性和危险性的行业，施工现场存在诸多安全风险因素，如高处坠落、物体打击、坍塌等。传统的安全管理方式往往依赖人工检查，具有一定的滞后性和局限性。而物联网技术的发展为建筑施工现场安全风险监测带来了新的契机。基于物联网的实时监测系统能够实时、准确地获取施工现场的各种安全相关信息，从而实现及时预警和有效防范风险。通过这样的系统，可以大大提高建筑施工安全管理的效率和精准度，对保障施工人员的生命安全和财产安全具有至关重要的意义。

一、物联网建筑施工现场安全风险实时监测系统设计

1.系统架构设计
   物联网建筑施工现场安全风险实时监测系统主要由感知层、网络层和应用层构成。感知层是系统的基础，它通过各类传感器采集施工现场的各种数据，例如在塔式起重机上安装倾斜传感器、风速传感器等，在施工现场的危险区域设置红外传感器等。这些传感器能够实时感知施工现场的物理量、环境量等信息。网络层负责将感知层采集到的数据传输到应用层，它利用ZigBee、Wi - Fi、4G/5G等通信技术，确保数据的稳定传输。应用层则是对数据进行处理和分析的核心部分，它接收网络层传来的数据，运用数据挖掘、机器学习等算法进行风险分析和预警。

2.传感器选型与部署
   在传感器选型方面，要根据施工现场的安全风险类型进行选择。对于结构安全监测，可选用应变传感器、位移传感器等；对于环境监测，如监测施工现场的粉尘浓度、有害气体浓度等，需要选用粉尘传感器、气体传感器。传感器的部署要遵循全面覆盖、重点突出的原则。在高处作业区域、深基坑周围、大型机械设备周围等危险区域要重点部署传感器。要考虑传感器之间的相互干扰问题，确保采集到的数据准确可靠。

3.数据采集与传输协议
   数据采集是系统的重要环节，要确保传感器能够按照一定的频率准确采集数据。对于不同类型的传感器，其采集频率可能不同，例如，对于监测结构稳定的传感器可能每几分钟采集一次数据，而对于监测人员活动的传感器可能每秒采集一次数据。在数据传输协议方面，要选择高效、可靠的协议。如MQTT协议，它具有轻量级、低带宽占用、可靠传输等特点，非常适合物联网设备之间的数据传输。通过合理的数据采集与传输协议，可以保证数据的完整性和及时性。

二、物联网建筑施工现场安全风险实时监测系统的功能实现

1.实时数据监测功能
   系统能够实时监测施工现场的各种安全相关数据，如设备的运行状态数据、环境数据等。以塔式起重机为例，系统可以实时监测其起重量、起升高度、幅度等数据，并在监控平台上以可视化的方式显示出来。对于环境数据，如施工现场的温度、湿度、风速等，也能够实时显示，管理人员可以随时查看这些数据，及时了解施工现场的安全状况。

2.风险预警功能
   当系统监测到的数据超过设定的安全阈值时，系统会自动发出预警。预警方式可以包括声音报警、短信报警、APP推送报警等多种方式。例如，当深基坑的位移数据超过设定的阈值时，系统会立即发出报警，通知相关管理人员和施工人员及时采取措施。风险预警功能能够在事故发生之前提前发现潜在风险，为防范事故提供宝贵的时间。

3.数据分析与决策支持功能
   系统采集到大量的安全相关数据后，通过数据分析可以挖掘出有价值的信息。例如，可以分析不同时间段内安全事故发生的概率，找出安全事故的高发时段和高发区域。还可以通过分析设备的运行数据，预测设备的故障时间，以便提前进行维护。这些数据分析结果可以为管理人员提供决策支持，帮助他们制定更加科学合理的安全管理策略。

三、物联网建筑施工现场安全风险实时监测系统的应用与效果

1.在大型建筑项目中的应用
   在大型建筑项目中，物联网安全风险实时监测系统发挥着重要作用。例如在超高层建筑施工中，系统可以对建筑结构的稳定性进行实时监测，确保在施工过程中结构的安全。对于施工现场的垂直运输设备，如施工电梯、塔式起重机等，系统可以实时监测其运行状态，防止设备故障引发安全事故。在大型建筑项目中应用该系统，可以有效提高项目的安全管理水平，保证项目的顺利进行。

2.对施工企业安全管理的提升
  对于施工企业来说，采用物联网建筑施工现场安全风险实时监测系统可以显著提升企业的整体安全管理水平。相比传统依赖人工经验的安全管理方式，存在响应滞后、覆盖不全等管理漏洞，该系统通过传感器和智能设备实现对施工现场的全方位监控，能够提供全面、准确的安全数据，帮助企业建立科学、动态的安全管理体系。企业不仅可以根据系统提供的实时数据及时发现隐患并处理，还能以此为基础对员工进行针对性安全培训，优化应急预案，制定更加合理的安全规章制度。通过技术手段强化安全管理，不仅能有效减少安全事故的发生，更能提高企业的经济效益和社会声誉，推动企业向智能化、现代化方向转型升级。

3.对建筑行业安全发展的推动
  物联网建筑施工现场安全风险实时监测系统的广泛应用将推动整个建筑行业的安全发展。该系统通过传感器、大数据分析和人工智能技术，实现对施工现场的人员、设备、环境等多维度实时监控，有效识别潜在安全隐患，提升预警能力。随着越来越多的建筑企业采用该系统，建筑行业的安全标准将得到提高，传统依赖人工监管的安全管理模式将逐步向智能化、精细化方向转型，安全管理模式也将随之创新。这不仅有助于减少建筑行业的安全事故发生率，还能显著提升施工效率与工程质量，增强行业整体竞争力。同时，安全事故的减少将改善公众对建筑行业的认知，提高其整体形象，进一步促进建筑行业的可持续发展。未来，随着技术不断进步和政策持续支持，该系统将在更多施工现场落地应用，为构建安全、智能、绿色的现代建筑产业体系提供有力支撑。

结语

基于物联网的建筑施工现场安全风险实时监测系统是建筑施工安全管理领域的一项重要创新。通过系统的设计与应用，能够实现对施工现场安全风险的实时、全面监测，有效提升安全预警能力和管理决策水平。在实际应用中，无论是大型建筑项目，还是对施工企业的安全管理以及建筑行业的整体安全发展都有着积极而深远的意义。然而，该系统在推广和应用过程中也面临一些挑战，如传感器成本较高、数据安全和隐私保护等问题。未来，需要进一步加强技术研发，降低传感器成本，完善数据安全保护机制，以促进该系统在建筑施工领域的更广泛应用，为建筑施工安全提供更可靠的保障。

参考文献：

[1] 聂翔,王鹏军,杨少华,等.基于建筑信息模型技术的隧道实时监测系统设计与应用[J].山西科技,2020,35(05):151-153+156.

[2] 倪敬雪.基于物联网技术的施工现场风险智能监测系统设计[D].陕西:长安大学,2020.