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AI為施工撐起“安全傘”
2026-02-10 14:34:53
來源:科技日報  作者: 吳葉凡

違規(guī)作業(yè)自動識別、火災(zāi)風險智能監(jiān)測、作業(yè)風險提前預(yù)警……近年來,AI(人工智能)技術(shù)在施工工地上大展身手,為工人撐起施工“安全傘”,守護他們的生命健康。

在施工安全領(lǐng)域,AI應(yīng)用帶來了怎樣的變革?進一步深化AI應(yīng)用的堵點在哪里?圍繞以上問題,科技日報記者采訪了多位專家。

為工地施工系上“安全帶”

在青島市重點超高層地標工程——航運貿(mào)易金融總部大廈項目現(xiàn)場的一塊大屏幕上,工人出入、特種設(shè)備運行、消防安全等數(shù)據(jù)在屏幕上不斷刷新。管理人員坐在屏幕前,就能了解各項施工現(xiàn)場信息,仿佛裝上了“千里眼”“順風耳”。

“這塊屏幕搭載了我們自主研發(fā)的中鐵建工智慧工地管理系統(tǒng),它讓工地管理者秒變‘超人’,為工地施工系上了‘安全帶’。”中鐵建工集團有限公司數(shù)字化中心技術(shù)主管林劍遠介紹。

AI技術(shù)是中鐵建工智慧工地管理系統(tǒng)的“頂梁柱”。通過綜合運用多種算法,AI把安全管理全面覆蓋施工各個環(huán)節(jié),集成十大安全管控模塊。其中,安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)運用計算機視覺AI算法,可自動識別未佩戴安全帽、危險區(qū)域入侵等違規(guī)行為,實現(xiàn)秒級報警與閉環(huán)處置。“這幫助施工單位減少了人工巡檢的疏漏,實現(xiàn)違規(guī)行為的快速發(fā)現(xiàn)與處置,大幅提升了現(xiàn)場安防管控的及時性。”林劍遠說。

火災(zāi)AI識別系統(tǒng)則依托圖像識別技術(shù),對施工現(xiàn)場及相關(guān)區(qū)域的明火、煙霧進行24小時不間斷智能監(jiān)測,打破傳統(tǒng)人工巡檢的時間與空間限制,有效提升火災(zāi)預(yù)警能力,從源頭防范火災(zāi)事故發(fā)生。塔機與升降機監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)合AI數(shù)據(jù)采集與分析技術(shù),實時捕捉設(shè)備運行中的幅度、載重、風速等關(guān)鍵數(shù)據(jù),通過AI算法進行風險研判,實現(xiàn)防碰撞、超載等危險情況的提前預(yù)警,保障特種設(shè)備運行安全。

“通過各類物聯(lián)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一接入與AI智能分析,整套系統(tǒng)實現(xiàn)了‘人防+技防’的結(jié)合,目前已在多個項目落地應(yīng)用,顯著提升了工地安全管理的智能化水平?!绷謩h說。

記者了解到,多地都在加快部署施工安全智能監(jiān)測系統(tǒng)。《湖北省住建領(lǐng)域人工智能應(yīng)用典型案例(第一批)》,將工地智能監(jiān)管設(shè)為應(yīng)用場景之一。重慶市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會發(fā)布的重慶住建領(lǐng)域首批12個AI應(yīng)用典型案例中,多項都與施工安全有關(guān)。

不僅是安全監(jiān)測,施工裝備安全領(lǐng)域的創(chuàng)新場景不斷涌現(xiàn)。

中鐵建工集團有限公司建筑工程研究院技術(shù)主管鮑大鑫介紹,在高大空間站房等高危施工場景,智能激光整平機、收面機器人通過AI預(yù)設(shè)程序與智能運動算法,實現(xiàn)混凝土澆筑的高精度自動化施工,既提升施工效率,更減少高危環(huán)境人工投入。在建筑裝修階段,室內(nèi)打磨、打孔機器人與智能抹灰、噴涂機器人,通過AI精準控制技術(shù),將工人從高空、粉塵、化學噴霧等危險作業(yè)環(huán)境中解放出來,從根本上杜絕高處墜落、職業(yè)病等安全風險。

“應(yīng)用數(shù)據(jù)顯示,此類大型智能裝備可節(jié)約人工60%以上,系統(tǒng)性降低了坍塌、高處墜落等群死群傷事故風險,實現(xiàn)了安全效益與經(jīng)濟效益的雙重提升?!滨U大鑫說。

深化應(yīng)用面臨四大難題

AI在施工安全領(lǐng)域取得了顯著成效,但也要看到,還有大量施工工地,尤其是中小規(guī)模的施工現(xiàn)場,仍依賴于“人防”,AI真正實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用還任重道遠。

在業(yè)內(nèi)專家看來,四大難題阻礙了AI進一步落地。

首先是成本問題。相比于傳統(tǒng)的信息化建設(shè)投入,AI系統(tǒng)在硬件和軟件上的建設(shè)門檻都大大提高。鮑大鑫說,在系統(tǒng)建設(shè)前期,數(shù)十萬至百萬元級的投入是第一個門檻,這對于利潤空間相對有限的中小型建筑企業(yè)來說是不少支出。智能系統(tǒng)建設(shè)后,硬件、軟件也需要持續(xù)運維。林劍遠坦言,目前很多企業(yè)會低估長期運維成本,到了后期就會存在系統(tǒng)效能衰減、建而無用等問題。

“安全投入的效果屬于‘隱性收益’,事故減少的效益難以在短期財報中體現(xiàn),這也非常考驗決策層的戰(zhàn)略定力?!滨U大鑫說。

其次是數(shù)據(jù)難題。量大質(zhì)優(yōu)的數(shù)據(jù),是智能算法訓練的基礎(chǔ),與AI系統(tǒng)性能直接相關(guān)。如果沒有充足、優(yōu)質(zhì)、多樣的數(shù)據(jù),AI在進行施工現(xiàn)場圖像識別、特種設(shè)備風險監(jiān)測時,準確性會大大下降。但目前建筑施工行業(yè)信息化程度普遍不高,行業(yè)內(nèi)缺乏高質(zhì)量、標準化的訓練數(shù)據(jù)。

“現(xiàn)有的數(shù)據(jù)往往比較分散,不容易訪問,而且標準不統(tǒng)一。”林劍遠說,數(shù)據(jù)孤島的存在對AI模型的訓練和應(yīng)用效果造成了負面影響。同時,建筑行業(yè)也需要考慮數(shù)據(jù)安全問題,尤其對一些重大關(guān)鍵項目,必須確保數(shù)據(jù)應(yīng)用合規(guī)、無泄漏風險。

此外,行業(yè)內(nèi)還存在核心算法的場景適應(yīng)性難題。比如,在復(fù)雜多變的工地,傳統(tǒng)煙火識別算法易受干擾,誤報率高,可能引發(fā)“警報疲勞”,制約了其在關(guān)鍵場景的深度應(yīng)用。

最后,復(fù)合型人才的嚴重短缺也制約了AI全面落地。鮑大鑫告訴記者,目前建筑施工行業(yè)內(nèi)既精通AI算法又深諳建筑安全業(yè)務(wù)的人才稀少,一線人員的數(shù)字技能不足也制約著系統(tǒng)的有效使用。

打造人機協(xié)同安全模式

如何進一步推動AI與施工安全深度融合?

林劍遠認為,從企業(yè)戰(zhàn)略與頂層設(shè)計方面,要明確AI融合是必要的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型,而非“錦上添花”的技術(shù)點綴。具體到執(zhí)行上,應(yīng)設(shè)立具體、可執(zhí)行的量化目標,并組建跨部門團隊提供資源保障。為打破數(shù)據(jù)孤島,要推動建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準與安全數(shù)據(jù)中臺,通過應(yīng)用程序編程接口將AI安全系統(tǒng)與現(xiàn)有項目管理、建筑信息管理等平臺無縫集成,確保預(yù)警信息能自動觸發(fā)業(yè)務(wù)流程。

林劍遠建議,從施工組織流程上,要構(gòu)建以AI為核心的新流程,形成“AI感知—自動預(yù)警—智能派單—整改復(fù)核—數(shù)據(jù)優(yōu)化”的智能閉環(huán),并將AI檢查設(shè)置為高危作業(yè)審批、安全交底等關(guān)鍵節(jié)點的必要環(huán)節(jié)。此外,還要建立跟蹤評估機制,根據(jù)一線使用者的反饋,持續(xù)迭代算法與流程;加強全員培訓,提高一線員工對AI系統(tǒng)的接受度和使用熟練度,推動形成人機協(xié)同的安全管理文化。

鮑大鑫認為,企業(yè)應(yīng)注重AI人才的培養(yǎng)工作?!跋到y(tǒng)的核心數(shù)據(jù)大多來源于施工一線。企業(yè)可適當組織一線工程師開展專項技術(shù)培訓,幫助其掌握AI工具的基礎(chǔ)應(yīng)用方法與簡易構(gòu)建能力,進而助力其研發(fā)以項目創(chuàng)效為核心導向的實用型AI工具?!彼f。

隨著AI應(yīng)用程度不斷深化,林劍遠認為,未來智能安全系統(tǒng)將向更主動、更集成方向演進,逐步從被動響應(yīng)轉(zhuǎn)向基于大數(shù)據(jù)分析的主動風險預(yù)測,從單點識別轉(zhuǎn)向融合視頻、物聯(lián)傳感器、穿戴設(shè)備的多源數(shù)據(jù)全局協(xié)同評估,從孤立工具轉(zhuǎn)向深度嵌入施工作業(yè)、培訓交底等核心流程的智能管理中樞。

鮑大鑫說,隨著智能裝備、機器人的不斷投用,智能安全系統(tǒng)未來將重點聚焦人機協(xié)同安全模式。這種模式涵蓋智能裝備與建筑機器人的作業(yè)規(guī)劃規(guī)范性、運行安全性監(jiān)測與管理等。例如,在預(yù)設(shè)的機器人施工區(qū)域,要對誤入的作業(yè)人員進行智能攔截;在人員誤入后,讓機器人及時執(zhí)行人員保護與安全引導操作?!跋嘈磐ㄟ^這類舉措,能夠切實保障智能化施工場景的作業(yè)安全?!滨U大鑫說。

編輯:王丹萍
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