智慧工地解决方案(40页PPT)

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智慧工地 建筑企业的数字化转型 过去数十年间 , 伴随信息化时代的来临 , 制造、金融、通讯、 商贸、媒体等行业率先在“互联网 +” 上获取巨大成功。 在建筑企业，信息化已成为提升管控能力，降低成本消耗， 防范风险的有效手段。施工项目管理人员注重信息化建设工作， 也取得了良好的效果。但是由于诸多因素的影响导致企业信息化 深度不够，资源不能有效整合、数据不能有效利用。 智慧工地解决方案：实时的、事件驱动的云方案 智慧工地是以项目大数据的为基础，根据项目现场业务逻辑，建 立覆盖工程建设项目全生命周期，并与项目现场施工生产过程紧密融 合，聚焦于工程施工现场的人、机、物、法、环等关键要素的云平台。 项目工程数据实时更新、生产数据自下而上汇总避免数据死角；同时， 多专业数据联动打破信息孤岛。从而提高施工现场的生产效率、管理 效率，实现精细化、数字化、智能化的智慧工地。 软件已经无处不在 物联网 人和设备的协作 技术革新（人工智能、 虚拟现实、区块链、自 然语言处理等等） 数字化转型的挑战是非常复杂的 实时地进行 感知、分析、和行动 遗留的系统应用 无人驾驶 虚拟现实 物联网 移动互联网 自然语言处理 服务平台 人工智能 边缘计算 人脸识别 物流 工业 4.0 智能楼宇 车联网 智慧机场 / 港 口 PMS HRM ERP BI 要求 呈现 数据库 检索 提取 传统的以数据库为中心的企业系统不能支持技术变革 这些应用系统无法支持实时的业务运营要求 上层的关联设计 网页 网管服务 “ 智慧” 设备 移动设备 交互触屏 标示 VANTIQ Salesforce (Cloud) CRM (On Prem) ERP (On Prem?) Location Services (1) 数据源 (3) 事件和种类 (5) 集成 (2) 协议 (4) 规则 External Feeds 云架构 智慧工地解决方案：实时的、事件驱动的云方案 关联整合、实时触发 规则、最佳经验、约束条件、预测分析 事件型 数据流 人员位置 人员状态 机器状态 车辆位置 突发事件 质量问题 环境监测 实时 响应 与工程进度结合分析 准备设备备品备件 安排维修人员 最佳车辆路径 应急措施响应 问题实时追踪 降尘、降噪 绿色节能 实时的 事件驱动的 应用程序 传感器 企业数据库 物联网设备 移动设备 人 机 物 法 环 事件驱动的应用场景实例 在边缘设备上 进行事件处理 主平台运行在云端 或者本地服务器上 对外部资源 进行关联整合 自动让人或者 机器实时响应 智慧工地解决方案架构 IaaS层 边缘计算 事件驱动数据流 快速数字化转换 低代码开发 SaaS智慧工地 人员管理 机械设备管理 环境管理 质量管理 基于VANTIQ的PaaS层 物 联 网 中 间 件 数 据 采 集 中 间 件 边 缘 计 算 中 间 件 VANTIQ 组件体系架构 模板模型 WeChat 智能操作和建议 实时摄取服务–订阅和查询 MQTT |AMQP| Web Sockets | REST | ZeroMQ … 数据服务 ( 模型 , 验证 , 丰富 ) 决策服务 预测模型 推荐服务 定义服务 Sources Types Rules Components 事件检测 / 相关服务 实时通知服务 MQTT | REST | Web Sockets| E-mail |SMS |URL’s | Social | Advertising 设备 Apps|ESB|… Beacons| 物联网 |… 数据流 企业系统 大数据 Hadoop|NoSQL|… 社交网络 Search|News|… 其他 机械设备 | 日志 |… 可视化 VANTIQ 数据对接流程 图 部署 部署 部署 - Vantiq 节点 - Vantiq Runtime Platform Vantiq – 部署拓扑示意 Vantiq Runtime Monitoring • Hierarchical • Star • Peer to Peer 通用的 VANTIQ 拓扑图 AWS AZURE 监测和管理 动态操作 网关 边缘设备 云 • 运行时增加 / 改变节点 • 在运行时将规则推送到边缘设备 • 滚动更新 通过物联网技术，采用 VANTIQ 系统实现对生产现场人员的实时 定位和轨迹跟踪，为项目管理提供实时的管控手段，大幅提升企业风 险管控能力。 1. 人员定位 通过 VANTIQ 对接工业无线蜂窝通讯技术，保证满足现场环境的 信号安全要求和数据的实时回传； 2. 人员轨迹跟踪 对进入生产现场的每个人员的实时轨迹进行跟踪监控，并绘制行 动路线图，也可以调阅其历史时段轨迹路线图。 3. 人员活动分析 对进入生产现场的每个人员的行动路线图、区域停留时长、活动 时间段进行分析。 4. 监控区域维护 维护管理各个生产区域基本信息、危险程度、允许最大停留人数 等。 智慧工地：人员管理 5. 人员进入预警 设置危险程度警告级别，对进入危险区域人员发送警告，并通知 相关责任人进行监控处理。 6. 人员聚集预警 当区域内人员聚集达到预警人数，发送人员密集警告，通知相关 负责人尽快处理。 7. 区域活动分析 对进区域内人员、人数、在此区域停留时长、活动时间段进行分 析。 8. 实时人员分布查阅 对当前时刻或者历史任意时刻各个区域的人员分布情况进行查询 统计。 9. 巡检活动分析 分析巡检人员的运动轨迹、区域停留时长、活动时间段等信息。 智慧工地：人员管理 基本参数 工作频率 125KHz / 2.45GHz 2.5GHz / 13.56MHz 卡片编号 ID / IC 模式 工作模式 125K 低频触发 / 2.45G 信号传输 触发距离 0 ~ 5m 可调 电池 锂锰软包电池，容量 800mA 功耗 工作电流 4uA 防护等级 IP65 工作温度 -40℃ ~ +60℃ GPS 工地定位 RFID 入场签到 2G/3G 指挥通话 RFID 安全设备 绑定 危险 告警通知 SOS 紧急求助 智能工作证 工人信息全记录 : 工人基本信息、急救信息、特种作业技术等； RFID 入场双认证：人证合一，确保安全； GPS 定位： 进入工地实时了解现在施工位置； 2G/3G 通话：代替对讲机，轻巧便携； RFID 安全设备绑定：安全设备关联，确保入场安全； SOS 紧急求助：长按 SOS 5 秒，系统接收信号，安排施救； 危险告警通知：如未带安全帽；闯入危险区等，则长鸣警告。 智慧工地：人员管理  高空作业入口设置电子门禁，通过人脸 + 工作证双认证后，需要在规定时间内穿上安全带，每一 条安全带都有一个 RFID 的接收模块，和智能工作证匹配，如果系统确认匹配，那可以进入高空 作业，不然则报警，同时实时上报智慧工地信息平台。  进入塔吊驾驶室、进行外电梯操作须有资质人员携智能工作证通过双认证，并在系统授权的工作 时间和指定设备上方可。 智慧工地：人员管理 智能人脸识别设备 智能工作证 人脸识别 + 智能工作证的双认证，在通过人员进场双认证后，立即将 人员动态信息实时发送至基于 VANTIQ 平台开发的智慧工地信息平台。 智慧工地：人员管理 基本参数 通信频段 GPRS 900/1800MHZ 通话时间 约为 4 个小时 待机时间 约为 200 个小时 产品重量 60 克以下（含电池） RFID 有源， 13.56MHz 、 2.4GHz 双频段 特色功能 签到考勤、 GPS 定位、一键报警 基本功能 语音通话、短信指令 基本参数 尺寸 长 170 宽 135 高 110mm 指纹容量 3000 枚指纹 显示屏幕 2.8 寸高清 LCD 认证方式 人脸、指纹、密码 通讯功能 U 盘 / 局域网 / 广域网 注册人脸 500 张 记录容量 10 万条 识别速度 <0.9 秒 指纹采集 光学指纹头 智慧工地：人员管理 基于 VANTIQ 开发的工地人员实时动态统计页面 塔吊上的传感器 系统获取传感器的参数 塔臂的旋转弧度监控 塔吊安全是工地安全工作的重点，因违规操作、突发恶劣天气、设备故障导致的塔吊 事故时有发生。 现在我们通过对塔吊改造，安装多个各类型的传感器，通过 VANTIQ 实时、事件触发 的 IoT 技术的将数据分别回传给项目信息中心以及塔司；同时设定应急预案阀值，系 统直接进行触发应急机制，极大地缩短人机交互的时间。 智慧工地：机械设备管理——塔吊 塔吊安全监控实时数据方案 塔吊控制器 PLC VANTIQ Advantech ECU-1152 TagLink 技术可以连接上百种 PLC PLC 通讯协议 MQTT 3G/4G 智慧工地：机械设备管理——塔吊 外电梯常见安全设备隐患：限位不准、超速、超员、倾斜。 需要通过传感器，上报数据，监测外电梯状态，并关联外电梯 卡扣或制动装置，危机时刻可以应急消除隐患。 • 限位不准解决方案：每一层都有一半磁感，另一半在外电 梯上，只用磁感两片对准，才可以打开外电梯的门，不然 门被卡死状态 • 超速解决方案：三轴感应到速度上升或下降过快，会联动 卡扣，将外电梯锁死，等待救援。 • 超员解决方案： G Sensor 超过阈值，外电梯不能启动并报 警。 • 倾斜监测方案：倾斜是根据角度传感器监测，如果角度传 感器达到告警值，需要安排人员对外电梯进行检修。 通过 VANTIQ 边缘计算的部署，传感器数据实时回传给信息平 台的同时也会，立即响应下一步的紧急措施，缩短时间，最大 程度保证人身安全。 三轴传感器 重力传感器 磁感设备 角度传感器 智慧工地：机械设备管理——外电梯 外电梯数据采集和上传方案 Advantech B+B SmartStart VANTIQ MQTT 3G/4G WISE-520 1UART 1 I2C 1 SPI 2 GPIO 2 PWM 2 ADC MQTT WiFi 智慧工地：机械设备管理——外电梯 工地智能电表柜 后台管理系统 工地所有用电数据（瞬时数据、单位时间内的数据）通过智能电表全部上传给信息平台。 管理人员可以根特定区域、特定工作时间、特种设备用电需求，合理优化分配工地用电荷载。 工地所有的用电数据将被记录保存，作为成本核算依据之一。 智慧工地：机械设备管理——智能电表 智能电表数据实时上传方案 MQTT 3G/4G Modbus TCP Modbus RTU 智慧工地：机械设备管理——智能电表 GPS Tracker 车辆 GPS 追踪定位器 工程车辆装上 GPS ，方便对运输车的全方位定位跟踪，可以通过 VANTIQ 实 施获取包括在工程车辆路上行驶的状况，同时联动交通状况，优化路线，避免 出现事故。 在车辆进场后，根据场地内现有车辆数据、大小、用途，自动合理地规划有场 地内车辆停放区域、行进路径，避免造成场地内交通拥挤。 对特种工程车辆，通过改造可以实时获取工作状态、进程、质量等数据，提高 项目管理质量。 土地平整 压实控制 精细平整 挖掘作业 挖掘机 边坡修整 沟渠开挖 复杂造型 推土机 层厚控制 高程控制 坡度控制 平地机 层厚控制 高程控制 坡度控制 压路机 遍数监测 层厚监测 压实质量监测 智慧工地：机械设备管理——工程车辆 Advantech TREK-570 •与 TREK 车载智能显示器（ TREK-303/306 ）配对的电缆连接 •实时后视监控 •用于 IVI 和数字标牌应用的驾驶员和乘客的双独立显示 / 音频输出 •具有可配置协议的车载诊断接口： CAN （ J1939 ， OBD-II / ISO 15765 ）和 J1708 （ J1587 ） •内置 GNSS ， WLAN ，蓝牙和 WWAN （带双 SIM 卡）模块 •智能车辆电源管理：点火开 / 关延迟，唤醒控制和系统健康监控和诊断 •宽温（ -30 〜 70°C ）， 12 / 24V 汽车电源系统（ ISO 7637-2 ）和抗 震 / 振动（ MIL-STD-810G ＆ 5M3 认证） Advantech TREK-306DH •等级 10“ （ 4 ： 3 ） XGA TFT 液晶显示屏，坚固耐用型触摸屏 •五个用户可编程的功能键 •两个 2 watt 扬声器 •内置光亮传感器，用于自动调光 •通过单电缆连接轻松安装并与 TREK 计算箱配对 •扩展 I / O 端口（ USB 2.0 类型 A ，电源按钮和复位按钮），便于 TREK 计 算机维护 •宽温（ -30°C 〜 70°C ） • 通过内置 GPS 和 3G/4G 和 CAN 通讯的车载控制器获取更丰富的信息完成定位追踪和监控的需求 • 车辆的远程管理和调度通过车载显示器的方式和驾驶员沟通和管理 智慧工地：机械设备管理——工程车辆 施工质量问题跟踪 实时跟踪施工现场 即时分配和接收任务 立得施工情况记录报告 • • 现场分配和接收任务，提升沟通效率 - 当场发现，记录和分派施工缺陷 - 工程参与各方实时协同工作 - 全程无纸办公，避免重复输入 -APP 支持离线使用 - 在移动设备上自动生成施工报告，通过 微信， QQ ，邮件实时分享 优势： 智慧工地：质量管理 施工质量问题定位 现场检查工作标准化 立得施工检测记录报告 • 优势： 统一现场工作标准流程和规范 - 灵活支持国家，地方，企业检查标准 - 弱化经验需求，降低培训成本 -APP 支持离线使用 - 全程无纸办公，避免重复输入 - 在移动设备上自动生成检查报告，通过 微信， QQ ，邮件实时分享 智慧工地：质量管理 验收交付 全面提升项目交付效率和质量 优势： 大幅提升验收和交付工作效率 - 统一验收交付流程 - 质量问题可追溯 -APP 支持离线使用 - 全程无纸办公，避免重复输入 - 在移动设备上自动生成验收报告，通过 微信， QQ ，邮件实时分享 验收交付 智慧工地：质量管理 施 工 现 场 巡 检 系 统 智 能 数 据 分 析 智慧工地：质量管理 施工质量问题缺陷预测分析 从纠偏型管理转变为预防型管理，减少返工、降低成本。 实际案例：住宅楼常见施工问题 智慧工地：质量管理 施工质量问题缺陷整改行为分析 为管理、选择总包、分包、材料商等合作伙伴提供数据支撑。 智慧工地：质量管理 户外环境 工地传感器安装 监测： PM2.5 ；粉尘； 空气能见度等 系统实时获取数据 实时获取大气空气质量参数，根据相关法律法规设定阈值，超过阀值全面停工。 实时监控工地以及周边环境粉尘等级，超过预定阀值立即报警提示相关项目管 理人员采取有效的降尘措施。 智慧工地：环境管理——空气质量监测 风力、温度、湿度传感器 高温 大雨 大风 通过传感器获取到的环境温度参数，实时上传给信息平台； 信息平台根据设定的阈值，自动判定环境是否继续施工。 智慧工地：环境管理——风力、温度、湿度监测 系统实时获取数据 KM21 PM2.5 PM10 温度 湿度 KM53B86 风速 KM53B84 风向 Advantech ECU-1152 Advantech EKI-1224CI VANTIQ RS-485 Modbus RTU RS-485 Modbus RTU RS-485 Modbus RTU Modbus TCP MQTT 3G/4G 智慧工地：环境管理——风力、温度、降雨监测 环境监测数据实时上传方案 智慧工地：其他各类运行管理 下一步的建议 • 联合成立项目组，指定专人负责 • 指定宏观的项目目标和预算 • 订立项目的开发进度和实现目标的拆分 • 着手具体的、小型的、急需的项目进行论证和快速开发 • 验证应用性和开发经验的同时快速扩展项目内容 WWW.VANTIQ.CN