第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
建筑业作为国民经济的重要生产部门,对国民经济的发展起着至关重要的作用。“十二五”时期，我国建筑业发展取得了巨大成绩，全国建筑业总产值年均增长 13.48%。按照住房城乡建设部“十三五”规划纲要的目标要求，未来五年全国建筑业年产值增长7%[2]。建筑行业的蓬勃发展奠定了它的支柱产业地位，因此，建筑业的健康发展关系到国民经济和人民生活，对国家综合实力的提升起到了至关重要的作用[3]。但是整个建筑行业发展过程中依然存在一些问题，建筑行业整体仍然属于劳动密集型产业，从业人员技能素质普遍不高，监管机制不健全。作为一个由项目驱动的行业，项目管理机制的科学有效性是建筑业生存和发展的重要问题。广泛的项目管理机制已不适应新的市场环境和市场竞争，只有通过调整和改革项目管理机制，才能实现效率与效益的双赢[4]。随着建筑行业竞争的加剧，建筑信息管理已成为监督良性竞争的重要手段，也成为推动社会信息化进程的重要组成部分。
“建筑业信息化”在我国首次提出是在“十五”期间，在制定“国民经济和社会发第十个五年计划”时指出，加强信息化建设是全面建设现代化的战略举措，要通过信息化带动工业化，实现社会生产力的跨越式发展[6]。随着建筑业信息化这一理念的引入，我国的建筑业信息化也有了长足的发展[7]。“建筑业信息化关键技术研究”等一批科技攻关课题也为信息化建设提供了理论基础。近几年，国务院及各部委连续发文，明确进一步推动建筑业信息化的发展。住房城乡建设部在《关于推进建筑业发展和改革的若干意见》中指出，要推进建设市场监管信息化建设和诚信体系建设[8]。2016 年 8 月，住房和建设部印发了《2016－2020 年建筑业信息化发展纲要》，文件明确了发展目标和主要任务，通过提高 BIM、大数据、移动通信、智能化、云计算、物联网等信息技术集成应用能力，实现建筑业数字化、网络化、智能化的突破[9]，全面提高建筑业的信息化水平。
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1.2 现有监管体系的不足及智慧监管的优点
1.2.1 建筑工地现有监管体系的不足及原因分析
建筑业作为国民经济的重要支柱产业，仍然存在技术落后、效率低、利润低等问题[13]，近十年来的行业产值利润率（利润总额/总产值）仅为 3.5%左右[14]，而且从行业基础、管理体制等方面依然存在着很多短板和不足。整个建筑行业仍处于高密度手工作业阶段，安全风险大；施工企业没有自有工人，劳务工人安全意识差、流动性强、管理难度高；企业认识不到位，过于注重效益，而忽视了安全的投入；市场竞争激烈，压工期、压造价、转包挂靠等不正当竞争时有出现，建筑施工安全主体责任不落实。项目总监、项目经理等安全主体责任的项目管理人员在岗情况不明，缺乏有效考勤机制；从事建筑施工的往往是农民工群体，他们的流动性大，未接受过系统的教育培训，质量安全意识相对淡薄，造成了施工企业管理上的混乱。
建筑行业的繁荣与管理制度的落后之间的矛盾，造成现有的监管体系也存在很多不足，主要体现在以下几个方面：
（1）安全生产监管基础薄弱。一是监管力量薄弱。以深圳市某区为例，该区有报建工程 146 个，建筑总面积 266.26 万平方米，一线施工安全监督人员仅 14 人，人均监督面积 19 万平方米，远远超出“县（区）级安监机构宜按每 15 万平方米监督面积配备1 名安监员”[16]规定的要求。二是监管方式落后。施工安全监督机构与建设项目信息往来多为纸质文书，安全信息统计滞后，并且不精确，监督人员无法及时了解重要安全信息动态变化，导致监管效率低下。
（2）企业安全生产责任落实不力。一是企业“一把手”重视程度不够。企业主体责任不落实，存在“政府热、企业冷”的现象，政企角色错位。二是项目管理人员履职不到位。项目经理等关键岗位人员存在挂靠现象，不落实带班制度，不履行对项目的安全责任，甚至不到岗履职。
（3）企业安全生产管理存在漏洞。一是施工现场安全防范措施不到位。少数企业未自觉落实建筑工程起重机械安装单位资质审核、操作人员持证上岗等要求，个别专职安全管理人员未现场监督，未全面确认作业安全条件就进场作业，存在违规操作现象。二是定期维护保养制度和安装检测制度不健全。施工企业未严格落实法律法规的有关规定，对起重设备进行检测、年审及维护保养，设备带病作业，存在重大安全隐患。三是危险性较大分部分项工程把控不严。在日常监管中发现，部分建设项目专项方案的编审、论证、验收程序落实不到位。对单个建设项目的单一危险性较大的分部分项工程是动态的，监督机构无法准确掌握工程开始和结束的时间节点，从而无法采取行之有效的监管措施，对重大危险源的管理，容易出现疏漏。
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第二章 建筑工地智慧监管的需求分析
2.1 智慧监管内容的初步设定
建筑行业企业水平和管理能力参差不齐，施工安全生产监管需要从市场、现场和个人行为等方面系统性着手，监管的难度和复杂性较大，在政府层面，建筑工地现场管理存在着上述的困境，如何借助信息化手段对建筑工地进行监管是一个很迫切的任务。因此，“智慧监管”这个理念应运而生。建筑工地智慧监管的初衷，是利用物联网、智能监控、生物识别、自动化监测等信息化手段，建立工程现场安全风险的全套监控监管系统，实现建筑工地安全监控自动化、风险辨识智能化、多级管控协同化、应急决策一体化，并结合试点工程应用逐步建立“建设工程安全智能监管成套标准体系及规范”。
智慧监管内容的设定方面，首先通过访谈政府监管部门、施工现场管理人员、监理工程师以及建设单位相关负责人等建筑工地一线管理人员的意见，提炼并初设了建筑工地智慧监管的 9 项基本内容，分别是数据统计、人员管理、视频监控、工地危险源的管理、设备监控、安全巡查、信息管理、材料进场情况、CAD 图纸共享等。
2.1.1 数据统计
当前的建筑工程监管中，已经基本建立了数据采集技术体系和监管业务流程管理体系，但建筑工程现场人、机、料的管理数据和监测数据通常以纸质报表的形式存在，存在信息孤立、数据沉淀无法挖掘其价值的问题。因此需要将不同来源、不同结构的业务数据和监控数据集中并进行深入挖掘分析，建立数据之间的横向联系，从长期的数据积累中发现规律与趋势，进而提升监管效率，提高防控预警和应急指挥水平。
通过建立施工现场管理信息数据库，将工地现场的实际情况转化成数字和列表，政府主管部门采用客观公正的信息化证据，依法、高效、实时对违法违规参建单位、个人进行监督执法。数据统计分为项目统计、人员统计、大型设备统计、危险源统计、巡检统计。通过隐患数据统计，把控某一时间段各项目普遍存在的安全隐患，并根据安全隐患的情况开展专项执法检查，使得政府执法行动更有针对性。通过开展执法检查行动，打攻坚战的形式，着重消除安全风险点，降低施工现场安全隐患。
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2.2 智慧监管的需求分析
建筑工地智慧监管平台应以建筑工地智慧监管的需求、体验为导向，平台的开发与运营的关键在于平台的操作与使用人员，他们的需求将影响平台的决策，并决定平台的定位。因此，根据整理出来的 9 项基本监管内容，开展对智慧监管的需求分析非常有必要，本文采用 Kano 模型分析法进行需求分析。
2.2.1Kano 模型理论
Kano 需求分析模型于 1984 年由东京理工大学教授狩野纪昭（Noriaki Kano）提出，该模型来源于双因素理论，注重对影响客户满意度的因素进行分析，可以将不同的质量特性进行分类，帮助更好的识别不同类型的客户需求，广泛应用于对产品的功能需求分类和优先排序。
（1）基本原理
Kano 模型根据用户满意度与功能需求之间的相互关系，将产品或系统的功能分为五种功能属性，分别是：魅力属性（Attractive requirement）、期望属性（One-dimensional requirement）、必备属性（Must-be requirement）、无差异属性（Indifferent requirement）、反向属性（Reverse requirement）。其中，魅力属性属于加分项，提供此类需求会提高用户满意度，但不提供此类需求也不会降低用户满意度；期望属性指用户希望产品具备一定的功能，产品的质量特性具备程度越高，用户的满意度随之升高；必备属性指产品必须具备的功能，该属性是赢得用户满意度的最低标准；无差别属性并不是用户的关注重点，有无此类功能不会影响用户的满意度；反向属性与用户的满意度成反比关系，如果具备此类功能，用户的满意度反而会降低。
根据客户需求与产品质量特性的相关关系，Kano 模型对产品质量特性的划分，就是对产品满足客户需求的程度和变化趋势的不同划分，如图 2-2 所示：
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第三章 基于信息化技术的智慧监管平台模块建设 ................. 25
3.1 智慧监管平台总体设计方案 ................................ 25
3.1.1 指导思想 ............................. 25
3.1.2 建设原则 ............................. 26
第四章 建筑工地智慧监管平台的实际应用 ............................. 50
4.1 台风天气应急管理 .......................... 50
4.1.1 台风天气对建筑工地的危害及预防 .......................... 50
4.1.2 智慧监管平台在台风天气的应用 ............................. 51
第五章 结论与展望 ....................... 58
5.1 结论 ........................ 58
5.2 展望 ........................ 59
第四章 建筑工地智慧监管平台的实际应用
4.1 台风天气应急管理
4.1.1 台风天气对建筑工地的危害及预防
根据世界气象组织的定义，台风是指中心持续风速在 12 级至 13 级（即每秒 32.7 米至 41.4 米）的热带气旋。按照其强度，分为六个等级：热带低压、热带风暴、强热带风暴、台风、强台风和超强台风。台风的主要特点是：强风、暴雨、风暴潮。台风包含了巨大的能量，中心风力往往超过 12 级，垂直于风向平面上每平方米风压可达 200 多公斤；台风登陆后会从海上带来大量的降水，台风天气暴雨强度大，短时雨量大；当台风移向陆地时，由于台风的强风和低气压的作用，使海水向海岸方向强力堆积，潮位猛涨，引起海水倒灌。
基于台风的特点，其对建筑工地的危害主要表现在以下几个方面：
台风对建筑工地最大的危害就是造成大型起重设备的倒塌或受损，其中以塔式起重机更甚。我国生产的塔式起重机设计最大风荷载为 42m/s（相当于 12 级台风），而台风中心最大风力往往超过 12 级，甚至达到 17 级。因此台风、强台风甚至超强台风登陆时，对于塔式起重机的损害是毁灭性的。仅以 2014 年正面袭击海南省的“威马逊”台风为例，当时“威马逊”登陆时最高风速达到 17 级（60m/s），此次超强台风造成至少 77 台塔机倒塌、76 台塔机倾斜或严重受损。
（2）影响基坑、边坡安全
台风过境带来大量的降水，引起基坑泡水、边坡冲刷，从而造成土体中含水率增大，负孔隙水压力消散，抗剪强度降低，安全系数下降，影响基坑和边坡的整体稳定性。
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第五章 结论与展望
5.1 结论
建筑工地监管是个很复杂的事情，点多面广，涉及到的内容错综复杂，如何利用信息化的手段加强对工地的监管，是个极具挑战性的事情。深圳市在建筑工地智慧监管方面做出了许多尝试，虽然有些时候系统的功能并不是那么完美，但也为推动整个行业的进步做出了努力。建筑工地智慧监管平台的建设为建筑工地的监管提供了新的思路和方式，符合建筑业信息化发展的要求；实践也证明，作为一个综合性的监管平台，其能够为建筑工地的安全运行提供保障。
本文以加强政府部门建筑工地智慧监管为突破口，旨在利用信息化技术，整合建筑工地日常监管的安全要素，建设一个高效的、综合性的智慧监管平台，使政府监管由传统意义上的“人防”向新时代背景下“技防”的转变。
首先，采用问卷调查法和 Kano 模型工具对建筑工地的智慧监管内容进行需求分析。通过对一线管理人员的访谈获取智慧监管的 9 项具体内容，访谈的对象包括政府监管部门工作人员、施工现场管理人员、监理工程师以及建设单位项目负责人，进一步扩大调查对象，发放调查问卷，并统计调查问卷内容，然后利用 Kano 模型工具对整理出的监管内容进行需求层级分析，通过需求分析，确定了数据统计、人员管理、视频监控、设备监控、信息管理、危险源管理、安全巡查等 7 大监管重点。
其次，基于信息化技术完成智慧监管平台模块建设。智慧监管平台要涵盖 7 大监管重点内容，结合最新的信息化技术开发完成，并通过以上步骤实现：（1）选定总体技术路线。经过比选，系统架构选择 B/S 架构，技术路线选择 Dot NET 技术，数据库选择MongoDB 数据库，平台总体架构分成四个层次：协议层、服务层、业务层、表现层。（2）详细阐述平台各功能模块具体内容和功能点说明。将 7 大监管重点进行详细分类，每个监管点对应一个模块，模块中包含了该监管内容中的所有分支。（3）完成功能模块的界面设计。本着简洁、生动、响应及时等特点，完成对平台界面的设计。平台建立以后，利用第三方软件对平台的安全漏洞情况进行检测，对检测出来的系统漏洞进行整改，确保网络安全；平台上线前，采取专家打分法对平台的适用性进行评价，结合打分表，对平台进行定量和定性分析，进一步改进和完善平台的内容。第三，结合两个具体案例，对建筑工地智慧监管平台的应用效果进行了论证。结果表明，智慧监管平台在日常监管中有效地提高了监管效率。具体来说，在台风期间，利用智慧监管平台实现特殊气象条件下的应急管理，采用线上线下结合的方式布置防御台风措施，当台风预警信号升级后，通过智慧监管平台，指挥并掌握人员撤离的情况；利用数据统计掌握建筑工地的隐患整改情况，对出现预警信息或隐患未及时闭合的项目差异化管理，对建筑工地存在的安全隐患进行有针对性的检查，通过加强监管消除现场安全隐患。
参考文献（略）