CC BY
25
Разработка информационной системы для мониторинга и предотвращения несчастных случаев на строительной площадке
Т.В. Ерещенко, Н.М. Рашевский, М.А. Смирнов, А.Д. Чикин, А.В. Ясенецкий Волгоградский Государственный Технический Университет, Волгоград
Аннотация: Строительная сфера считается одной из самых небезопасных отраслей промышленности, в результате чего обеспечение безопасности в строительной отрасли -очень важный фактор. Для уменьшения количества несчастных случаев и мониторинга рабочих на строительном объекте в статье предлагается интегрировать новые технологии отслеживания и коммуникации. Авторами проводится анализ существующих аналогичных технологических решений, выявляются их достоинства и недостатки. Предлагается метод организации мониторинга за рабочими на строительной площадке с применением мобильных устройств, а также архитектура программно-аппаратного комплекса. Разработанный метод представляет собой умную систему для мобильного устройства. Данное решение позволяет следить за местоположением рабочих при помощи GPS-трекера и встроенного акселерометра, и в случае необходимости уведомлять их о возможной опасности.
Ключевые слова: строительная площадка, несчастные случаи, безопасность в строительстве, мониторинг рабочих, мобильное приложение, геолокация.
Введение
Сегодня строительство - это одна из бурно развивающихся отраслей, и это развитие требует значительных материальных, технических и людских затрат. Потребность усовершенствования условий труда считается общественной заботой, вызванной как гуманитарными, так и финансовыми соображениями. Формирование большего количества качественных рабочих мест является одной из главных целей социальной политики Европейского союза [1]. Безопасная и здоровая рабочая среда - важный компонент качества работы. Помимо этого, надежная, работоспособная среда является главным фактором качества жизни человека.
Строительная сфера считается небезопасной отраслью. Однако она представляет немаловажную значимость в удовлетворении потребностей человеческого развития. Уровень смертности от несчастных случаев в строительной отрасли удваивается по сравнению со всеми остальными областями [2-4].
Несчастные случаи во время строительства могут привести к травмам и большим расходам. Косвенные затраты на страхование, инспекцию и регулирование быстро растут из-за увеличения прямых затрат. Таким образом, необходимо разработать процессы организации работ по мониторингу и предотвращению несчастных случаев на строительной площадке, учитывающие современные технологии в области компьютерного зрения, пространственных данных, средств телекоммуникации, а также спроектировать архитектуру и реализовать информационную систему, автоматизирующую их [5-6].
Анализ существующих технологических решений На данный момент на рынке существуют приложения, реализованные для строительной отрасли, помогающие облегчить работу на строительной площадке [7-8], однако, у каждого из них есть свои преимущества и недостатки (см. таблицу 1).
Таблица 1
Сравнение приложений, реализующих мониторинг безопасности на
строительной площадке
Название Lement Pro Fieldwire Plan Radar СтройКонтроль
Серверное приложение - + - +
Мобильное приложение + + + +
Мониторинг рабочих - + - -
Информация об объекте + + + +
Информация о рабочих + + + +
Предотвращение несчастных случаев - - - -
Из таблицы следует, что существующие аналоги («СтройКонтроль», «Lement Pro» и т.п.) позволяют проводить только электронный оборот документов, отслеживать прогресс строительства, демонтажа или
реконструкции объекта и корпоративное общение сотрудников. Это означает, что данные продукты никак не влияют на безопасность людей, трудящихся на объекте, и не позволяют напрямую отслеживать фактическое рабочее время каждого сотрудника [9-10].
Архитектура предлагаемого решения Предлагаемое решение представляет собой умную систему для предотвращения несчастных случаев на строительной площадке и контроля состояния рабочих (рис 1). Для определения местоположения человека используются доступные технологии GPS и датчик акселерации, встроенные в мобильный телефон, а также возможно использование альтиметра и барометра для повышения точности отслеживания. Для учета фактического рабочего времени сотрудников используется встроенный в приложение таймер, который работник запускает в начале смены на объекте и выключает при окончании. Данные о рабочих часах добавляются в базу данных системы, что позволяет собирать статистику работы каждого сотрудника на строительной площадке.
Предупреждению несчастных случаев, а, как следствие, их сокращению, способствует цветовое разграничение объекта на следующие зоны: повышенной опасности, средней опасности и пониженной опасности, и наличие ручной и автоматической отправки SOS-сигнала оператору при каком-либо происшествии (рис 2).
Реализация предлагаемого решения Мобильное приложение подразумевает регистрацию рабочих в нем, с последующим подтверждением от оператора, авторизацию и меню. В меню рабочий может выбрать объект, на котором он планирует начать смену, кнопки «Начать смену» и «Закончить смену», кнопку «SOS».
и
Рис. 1. - Процесс настройки приложения перед использованием Рабочему в начале смены предлагается ознакомиться с опасными зонами и подтвердить наличие необходимых средств индивидуальной защиты. Далее запускается таймер, который отслеживает рабочие часы. Одновременно с этим приложение начинает отправку данных о сотруднике на сервер. По нажатию кнопки «SOS» оператору отправляется сообщение с последними координатами рабочего. Также аналогичное сообщение отправляется при резком изменении положения рабочего на стройке (например, падение), при помощи встроенных датчиков мобильного телефона. Когда рабочий заканчивает смену, таймер останавливается и отправляет количество отработанных часов на сервер в личную статистику рабочего.
Десктопное приложение позволяет оператору или заказчику отслеживать количество рабочих на объекте, редактировать уровень и
и
область опасной зоны, собирать статистику (о проделанной работе и несчастных случаях и т.п.).
Оператор системы имеет возможность отслеживания положения рабочих на карте. При получении «SOS» -сигнала оператор может связаться с рабочим, отправившим сигнал, посредством телефонного звонка или отправить сообщение другому(-им) рабочему(-им), чтобы он(они) проверили состояние рабочего, отправившего сигнал.
Рис. 2. - Процесс использования приложения Заказчик имеет возможность загружать в систему данные о строительных объектах и получать статистику за определенный период или за все время. Также заказчик сможет просматривать информацию о конкретном объекте.
Сервер связывает десктопное и мобильное приложения посредством интернет-соединения. Также сервер хранит данные о строительных объектах, собирает статистику объекта и рабочих, получает «SOS» -сигналы и координаты рабочих с последующей отправкой соответствующих уведомлений оператору системы.
Данный продукт предполагает масштабируемость и невысокую стоимость, так как он не требует покупки каких-либо дополнительных устройств, достаточно мобильного телефона с операционной системой Android или iOS и наличия интернет-соединения.
Заключение
В статье приведен обзор существующих приложений, использующихся для мониторинга безопасности на строительной площадке. Выявлены их достоинства и недостатки. Авторами предложена архитектура информационной системы, которая интегрирует в себе новые технологии отслеживания и коммуникации. Представленное решение позволяет получать местонахождение рабочего при помощи GPS-трекера и встроенного акселерометра, и в случае необходимости уведомлять их о возможной опасности.
В дальнейшем данное решение можно дополнить камерами видеонаблюдения, электронными пропусками и нейросетью, что позволит дистанционно просматривать прогресс на строительном объекте, упростит систему авторизации рабочих. С помощью встроенной нейросети станет доступно распознавание сотрудников по изображению камеры, данная технология предоставит возможность для более детального отслеживания людей на строительной площадке.
Литература:
1. Ai Lin Teo, E., Yean Yng Ling, F. Developing a model to measure the effectiveness of safety management systems of construction sites. Building and
Environment, 2006. V. 41. № 11. 1584- 1592.
2. Стасева Е.В, Пушенко С.Л. Основы методического подхода к совершенствованию организации охраны труда в строительстве на основе системы управления рисками // Инженерный вестник Дона, 2012, №4. -URL: ivdon.ru/magazine/archive/n4p1y201.
3. Магомедова Н.З. Риски при работе на строительных площадках. Научно-практические исследования. 2020. № 6-5 (29). С. 25-27.
4. Петров К. С., Ефисько Д.Е., Нагорный В. С. Современные подходы к модернизации процессов организации строительства рисками // Инженерный вестник Дона, 2017, №1. - URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2017/4026.
5. Xiaoyong L. An investigation of safety management in construction workplace in China. Lecture Notes in Electrical Engineering. 2018. V. 144. pp. 321-329.
6. William Wong Shiu Chung, Salman Tariq, Saeed Reza Mohandes & Tarek Zayed (2020). IoT-based application for construction site safety monitoring, International Journal of Construction Management, DOI: 10.1080/15623599.2020.1847405.
7. Lee, H.C.; Ke, K.H. Monitoring of Large-Area IoT Sensors Using a LoRa Wireless Mesh Network System: Design and Evaluation. IEEE Trans. Instrum. Meas. 2018, V. 67, 2177-2187.
8. Lee U.K., Kim J.H., Cho H., Kang K.I. 2009. Development of a mobile safety monitoring system for construction sites. Autom Constr. V. 18. No 3. Pp 258-264.
9. Park M.W, Brilakis I. 2012. Construction worker detection in video frames for initializing vision trackers. Autom Constr. V. 28. Pp 15-25.
10. Yang J., Arif O., Vela P.A., Teizer J. 2010. Tracking multiple workers on construction sites using video cameras. Adv Eng Inf. V. 24. No 4. 428-434.
References:
1. Ai Lin Teo, E., Yean Yng Ling, F. Building and Environment, 2006. V. 41. No 11. 1584-1592.
2. Staseva E.V, Pushenko S.L. Inzhenernyj vestnik Dona, 2012, №4. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n4p1y201.
3. Magomedova N.Z. Nauchno-prakticheskie issledovaniya. 2020. № 6-5 (29). pp. 25-27.
4. Petrov K. S., Efis'ko D.E., Nagornyj V. S. Inzhenernyj vestnik Dona, 2017, №2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2017/4026.
5. Xiaoyong L. An investigation of safety management in construction workplace in China. Lecture Notes in Electrical Engineering. 2018. V. 144. pp. 321-329.
6. William Wong Shiu Chung, Salman Tariq, Saeed Reza Mohandes & Tarek Zayed (2020). International Journal of Construction Management, DOI: 10.1080/15623599.2020.1847405.
7. Lee, H.C.; Ke, K.H. Monitoring of Large-Area IoT Sensors Using a LoRa Wireless Mesh Network System: Design and Evaluation. IEEE Trans. Instrum. Meas. 2018, V. 67, pp. 2177-2187.
8. Lee U.K., Kim J.H., Cho H., Kang K.I. 2009. Development of a mobile safety monitoring system for construction sites. Autom Constr. V. 18. No 3. Pp. 258-264.
9. Park M.W, Brilakis I. 2012. Construction worker detection in video frames for initializing vision trackers. Autom Constr. V 28. Pp.15-25.
10. Yang J., Arif O., Vela P.A., Teizer J. 2010. Tracking multiple workers on construction sites using video cameras. Adv Eng Inf. V. 24. №p 4. Pp. 428-434.
