XX区智慧工地20区级平台系统建设工程项目可行性研究方案.docx

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XX区智慧工地20区级平台系统建设工程项目可行性研究方案

XX区智慧工地2.0区级平台系统建设工程项目可行性研究方案

一、XX区级平台系统建设目标

为了满足XX区建筑管理单位监控管辖范围内建设工地的施工情况，按照相关部门的要求，我司提供区级平台系统部署配置方案。

各区部署智慧工地2.0系统一套，辖区内建设工地规模为50个工地，每个工地内安装4个智能摄像机、塔吊安全监控管理设备、升降机安全监控管理设备、环境监测设备一套、门禁一卡通管理设备一套、深基坑监测管理系统一套。

智慧工地的建设目标需要包含以下几个方面：

1、可查看：

视频管理，远程调用视频画面和综合分析数据图表，工地全天候多方位实时监管，并对视频画面进行智能处理，视频摘要和浓缩、数据处理和存储，实现工地的可视化管理和智慧化分析，预防施工事故的发生。

2、可查找。

GIS管理，工地地理信息标注与显示，实现智能查询监管。

根据管辖范围内工地超标等级情况（严重超标、预警、正常）进行不同类别的提示，强化工地位置，便于重点监管。

3、可预警。

环境监测，对粉尘、噪音以及温湿度进行详细监测，自动匹配国家标准，一旦有超标情况即进行报警。

便于有针对性的加强对工地超标情况的整改工作，缓解环境污染，促进环境保护与可持续发展。

4、可管控。

实时预警与执法，收集工地各种预警情况，自动分析与呈现，进而针对性的执法监管。

对工地设备、安全、人员等因素进行安全预警，自动识别危险因素，启动预警机制，促进一键在线执法监管；降低工地安全风险，加强工地安全保障。

5、可交流。

政企互动，搭建信息交流平台，加强民生、政府与企业多向沟通交流，实现信息交流、丰富政府信息监管，丰富农民工信息查询。

6、可调度。

应急指挥服务，建立快速响应机制，最大限度地减少突发事件的波及范围。

7、可记录。

数据资料存储，文件数据的往来流转都会在云平台记录存档，便于随时查询调用，提高工作效率。

全国智慧工地大数据云服务平台2.0上线后将大大提高用户的日常管理水平，在此基础上配合传感网络技术、物联网技术，RFID和卫星定位技术，帮助系统自动判断危险情况，主动上传预警信息，并将信息同步上传至云平台。

二、XX区级平台实施框架

2.1、框架图

2.2、框架说明

●市智慧工地中心网络：

负责市一级的信息服务及数据的汇总中心调度

●信息中心办公网络：

负责市建委的信息中心日常办公网络连接，通过防火墙接入智慧工地核心交换机，可提供市委办公人员内网直接访问智慧工地平台。

●区智慧工地服务网络：

负责区一级的智慧工地信息服务，主要包括区各工地的施工信息采集及视频采集，并通过各区的光纤专线通过市智慧工地网络的防火墙和网关接入市中心的核心交换机，通过此网络实现区平台的数据向市级数据云汇总，也可以实现市一级的数据向下级区进行分发和交换。

●工地网络：

主要用来对工地监控和监测设备的信息采集，包括声温粉尘湿度风向的信息实时监控以及视频流存储，并通过区网络向区服务平台汇总。

●第三方区智慧工地服务平台，对于已经使用其它智慧工地产品的区，提供标准的信息化数据和媒体流接入标准，实现区平台与市中心平台的接入。

●互联网：

市中心智慧工地平台提供互联网的访问，包括pc端和移动终端的访问，通过用户密码验证方能登录市中心平台，后期通过ssl安全加密对互联网访问通道进行加密处理。

2.3、第三方产品接入说明

●单独的第三方监控设备接入，可参照后面的设备信息接口规范章节标准进行接入。

●第三方区信息平台接入，采用业界标准的SOA规范，通过webservic服务实现json业务数据接入。

三、XX区智慧工地建设内容及规模

3.1、平台定位

智慧工地系统采用两级管理三级控制的分层分布式结构。

两级管理分别是区级监控中心和市级监控中心，三级控制分别是工地级、区级和市级。

工地的图像通过传输网络，在区级监控中心进行统一管理和调配，按照分级管理的原则，通过权限分配，各监管部门通过权限分配调用和查看各自的权限内的资源。

区级监控中心负责前端工地监控点的汇聚和视频的转发、存储等，并向市级监控中心发送图像信息资源。

各区级监控中心配置综合管理平台和大屏幕显示设备等。

区级平台为区内工地监控视频图像信息前端汇聚平台，是视频图像资源整合共享、控制管理和应用的基础和源头，需完成对工地建设、塔吊运行和工程车辆等进行实时、有效的监控和录像备份存储。

同时，区级平台还需与市级平台实现对接。

平台采用模块化部署结构，可根据实际需要通过业务模块的增加来实现系统功能的扩容，为今后系统的升级、扩建留有余地；为今后升级粉尘、噪音检测功能等提供扩展接口。

在产品的容量与处理能力等设计时应留有冗余量，可对外提供标准的开放接口，方便扩展其它深度应用。

根据上述设计原则，XX区智慧工地工程区级监控系统的总体架构如下图所示：

通过对XX区智慧工地区级平台的建设，将所有视频数据进行有序的管理，建成包括流媒体服务软件和视频监控平台为主的监控服务管理平台，并将各子系统组成一个完整的整体，全面管理所有视频数据，满足视频监控用户的要求。

建成后的智慧工地区级平台作为提高整个XX区建筑工地内部治安管理的有效途径之一，其建设的力度、程度、广度将在一定程度上提高生产系统的管理、快速反应以及安全保卫的科技水平。

3.2、项目建设内容

本平台前端摄像头已由各工地负责安装并调试完成，不在本项目建设范围内，因此本项目建设内容分为两个部分：

网络传输子系统、区级监控中心子系统。

3.3、网络传输子系统介绍

通过运营商网络，租用一定带宽专线对前端设备传输的数据进行接入、汇聚、交换，通过设备自身安全特性和防火墙等实现对边界安全接入的控制，同时可通过网络本身的设备实现整个监控网络的稳定性。

网络传输子系统是整个视频监控信息系统运行的基础，也是整个视频监控系统各项业务得以顺利开展的前提，本项目建设中各监控站点相对分散，因此合理选择视频监控的信号传输方式将是构建整个系统网络传输的关键。

传输方式的选择取决于系统规模、系统功能、现场环境和管理工作的要求。

本工程拟通过运营商网络，租用一定带宽专线，采用专线传输模式。

3.3.1传输方式

选用的传输方式应保证信号传输的稳定、准确、安全、可靠，且便于布线、施工、检验和维修，可靠性要求高或布线便利的系统,应优先选用有线传输方式，最好是选用专线传输方式。

3.3.2传输线缆

传输线缆的衰减、弯曲、屏蔽、防潮等性能应满足系统设计总要求，并符合相应产品标准的技术要求，在满足上述要求的前提下，宜选用线径较细、容易施工的线缆，报警信号传输线的耐压应不低于AC250V，应有足够的机械强度。

3.3.3传输带宽

为了满足现场数据传输到监控中心存储以及客户端预览的需求，工地数据传输到区级监控中心需租用10M上行带宽专线50条，机房至客户端数据传输需租用100M下行带宽专线1条。

3.4、监控中心子系统介绍

建设的平台需要达到不间断运行、大容量、高稳定性、可靠性。

平台在现有信息化支撑体系的基础上进行建设，遵循和坚持高起点、高要求，充分考虑系统的稳定性、可靠性、扩展性、易使用性等，保证平台不落后国内相应领域技术水平。

智慧工地信息平台总体设计将遵循以下原则：

1）统一规划、分步建设的原则

系统的开发采取“总体规划、分步实施”的建设策略，先进行总体规划，然后在总体规划的指导与框架下分步开发建设。

要求开发人员站在整体的高度，充分考虑与其它系统以及后继系统之间的信息关联，设计好与相互之间的信息接口，采用标准的数据接口与交互接口，减少各个系统之间的耦合关系，达到系统之间能方便解耦的功能。

系统的软件建设首先是符合标准的，符合技术发展方向的，开放并易于集成的。

各子系统之间有着相当密切的关系，因此平台在进行各子系统的开发过程中遵循“总体分析与设计”，以确保系统的整体性。

2）高效的实用性和适用性

实用性是衡量软件质量体系中最重要的指标，是否与业务结合的紧密，是否具有严格的业务针对性，是系统成败的关键因素，因此，要求提交的系统都是实用的，解决问题的，是对监管工作流进行大量的调研和精简后完善的。

适应性是软件质量体系中重要的指标之一，平台从最开始就以适应于多种运行环境、具有应变能力，以适应未来变化的环境作为开发标准。

3）先进性与发展性

平台采用领域模型、流程管理等先进的计算机软件技术，结合全面量化等先进的管理理念，实现全国领先的信息系统，极高的保证系统的先进性和发展性。

4）标准化与开放性

在计算机系统总体结构设计中，所有软件产品的选择必须坚持标准化原则，选择符合开放性和国际标准化的产品和技术；平台的数据规范、指标代码体系、接口标准都遵循国家和行业规范要求。

平台在外部边界协议采用国际上开放的标准或技术，充分考虑与其它系统的接口需求，提供开放的数据接口、功能接口。

5）安全与保密

平台具有高可靠性，并对使用信息进行严格的权限管理。

在技术上，采用严格的安全与保密措施，确保系统的可靠性、保密性和数据的一致性。

为此，在设计与软件开发中采用安全保密措施。

在软件使用过程中，本软件可以通过统一的用户权限管理系统，采用单点登录等方式，以统一的规划保证系统安全的压力和强度。

6）易用性

系统通过统一界面操作风格、友好的用户体验、完善的录入控制、人性化操作设计，使得其中大部分的操作可以通过简单培训即可掌握。

7）易维护性

平台具有操作界面友好、方便易掌握、日常维护简单、容易管理，以及支持用户二次开发等功能特点。

平台的部署应集中以便于集中维护，系统自身应提供分权分级的权限管理机制，不同的系统模块可以设置不同级别的数据操作、统计和监控分析权限。

8）稳定性

平台采用的技术应处于国内先进水平，使系统功能稳定，数据处理更快速，满足平台高并发、大访问量的环境下平台的健壮。

通过减少平台子系统之间的耦合度，使得整个平台即使在产品不断创新和新功能添加的情况下，并对原有功能的修改带来很小的影响。

四、XX区智慧工地平台性能设计要求

4.1、性能指标

本次项目在一定的硬件配置下，满足以下的性能指标：

1、最大用户人数

系统用户以政府单位和企业管理人员为主，在系统建设时充分考虑到系统用户群增加的可能性，总共按照50个工地用户估算。

2、并发数和响应时间

系统应持大于500并发用户访问。

3、安全等级

由于系统涉及政府单位运行数据，要求必须满足信息安全防护要求，确保现有运行系统和数据不受影响。

4、相应的性能指标

系统满足下列性能指标：

表4-1系统性能指标要求

功能名称

性能要求

页面响应

打开或刷新首页、功能切换到其它页面的响应速度<5秒。

信息编辑

对于关键字以外的字段能够修改。

并检查数据的完整性、数值的合理性，有相似性和重复性检查：

响应时间在5秒内。

审批流程

流程可调整以适应办公情况的变化（人员变动、缺席等）。

查询检索

简单查询响应速度<3秒；复杂和组合查询响应速度<30秒。

能够对相关文件进行全文检索、模糊查询。

查询结果可以按照一定原则进行排序、筛选、保存。

查询结果可以显示为图形或图表，可以输出到通用的办公处理软件中。

文件上载

一般处理时间不超过10秒钟；特别大的文件处理时间不超过5分钟；

视资料大小和网络情况而定，需要有进度提示。

数据分析

数据分析预测的处理时间一般在1分钟以内，复杂情况处理时间不超过5分钟。

备份恢复

应用系统和数据库系统等的备份、恢复定期自动进行，也可以人工进行；提供数据库和表两级备份恢复。

处理时间不超过30分钟。

代码管理

代码表唯一性检查、代码修改或删除，检查对应实体表的数据完整性、一致性，处理时间不超过30秒钟。

权限管理

根据用户类别，划分角色和权限，处理时间不超过30秒钟。

系统日志

系统运行日志应记录对系统数据的修改、访问日志包括IP地址；可以定期清理；数据库应当有日志文件，以做备份恢复。

处理时间不超过10分钟。

接口管理

系统之间实时响应。

4.2、技术架构

区级平台建设采用先进的物联网、通信、大数据处理等技术，主要由基础层、通信层、数据层、应用层以及服务层组成。

4.2.1基础层

基于物联网技术，将环境监测设备、传感器等安装于工地对应位置形成感知网络神经末梢，用于收集工地的实施图像数据、大型机械设备运行状态、重要设备信息、工地环境数据等各类信息，将工地的动态情况、视频数据、相关人员位置信息、环境数据信息等及时上传给云数据中心。

存储服务器放置于武汉市城乡建设管理委员会各区建管站或者信息中心机房，主要负责存储工地监控系统收集到的数据信息，以及部署应用系统、平台网站和移动端服务器。

4.2.2通信层

位于工地前端的信息采集设备通过温度传感器、湿度传感器、噪音传感器、粉尘传感器和前面的各种摄像机通过RF网络、WLAN和Ethernet组网后，使各个设备相连。

4.2.3数据层

数据层是武汉市智慧工地信息平台的综合数据仓库，由项目信息数据、人员信息数据、政府信息数据、企业信息数据、环境监测信息数据、设备监控信息数据及市民之声信息数据等数据组成；

项目信息数据：

项目进度数据，项目材料数据，质检数据，安全处罚数据，质量管理数据。

人员信息数据：

工人数据。

政府信息数据：

政府名称数据，政府文件数据，在线办公数据，公告管理数据。

企业信息数据：

企业名称数据，企业文件数据。

环境监测信息数据：

噪音监测数据，温度监测数据，湿度监测数据，粉尘监测数据。

设备监控信息数据：

塔吊监测数据，升降机监测数据。

市民之声信息数据：

市民之声数据。

4.2.4应用层

应用层作为核心部分，它提供了对工地信息的管理以及各种采集数据的汇总、分析、处理等功能：

4.2.5服务层

服务对象含以下人员：

企业用户（建设方、施工方、监理方）对于工地现场施工安全、人员规范管理、整体施工进度、工作流转比较关心，会涉及到视频监控、人员管理、项目管理、项目维护、在线办公、政企互动。

政府用户（建委、城管、环保、安监、质监）对于工地的施工安全、现场环境、项目进度比较关心，会涉及到视频监控、环境监测、环境监控系统、项目管理、在线执法、政企互动。

市民用户（业主、居民）对于工地的工程进度、工地环境、施工路段绕行比较关心，会设计到市民之声和GIS服务。

平台层是整个系统的最终展示，通过应用系统为用户提供处理后的数据信息服务，建立多方协调办公，多部门协同管理平台，实现全口径协同监管。

4.3硬件平台

本项目监控中心硬件平台部署设备主要包括：

1）存储设备：

视频储存服务器、企业级硬盘；

2）网络接入设备：

网络交换机；

3）网络安全设备：

防火墙、入侵防御系统、网络审计系统、网络防毒系统；

4）视频管理及转发设备：

流媒体服务器、WEB服务器、数据库服务器；

5）操作、显示设备：

监控终端、移动终端、大屏；

其中主要设备实现功能如下：

1）IPSAN存储

IPSAN是基于高速以太网的SAN架构，通过iSCSI（InternetSCSI，Internet小型计算机系统接口）协议来实现存储数据在服务器和存储设备之间高速传输。

它继承了IP网络开放、高性能、高可靠性、易管理、可扩展性强、自适应性强的优点，实现存储网络与应用网络的无缝连接，并提供了优良的远程数据复制和容灾特性。

存储容量计算说明：

单路图像按3M码流计算，图像保存30天。

单路存储一天的容量计算=（3M×3600（秒）×24（小时）×1（路数）×1（天数））/（8×1024）=31.5GB，单路存储30天的的容量计算=31.5GB×30（天数）=0.92T。

XX区内150路视频所需的存储空间约为138TB。

2）流媒体服务器

流媒体服务器包括流媒体转发和视频代理，部署流媒体转发模块，为所有网络用户和存储服务器提供视频流的获取和转发。

3）数据库管理服务器

该服务器为适应多种宽带和大量的并发访问，和数据库管理系统软件共同构成了数据库服务器，数据库服务器为客户应用提供服务，这些服务是查询、更新、事务管理、索引、高速缓存、查询优化、安全及多用户存取控制等。

当由多个局域网客户端需要同时访问同一远程画面时，可以通过数据库管理服务器授权和流媒体服务器进行转发，再将视频数据分发给多个客户端。

4）WEB服务器

为系统管理、流媒体、报警转发、集中存储检索等所有应用服务器提供统一WEB访问配置界面，为前端监控设备提供统一远程监视查询WEB访问界面。

平台管理系统将有关信息写入Web服务器，并对其实时更新。

Web服务器在网络中以网站的形式出现，它既可以为各类用户提供视频及应用信息，又避免了各类外部终端直接访问内部服务器。

5）交换机

支持局域网（LAN）上连接的所有设备的数据交换。

满足实时、多任务、多参数的要求。

6）客户端

客户端可以提供友好方便的人机界面功能，包括监控对象的实时监视、查询、云台控制等，并集成了基本的GIS功能方便用户操作。

4.4软件平台

1）平台的总体架构应基于组件技术，采用B/S结构，具有技术平台、业务平台、应用平台层次结构，以满足业务逻辑及客户应用需求的变化。

2）台技术框架应采用SOA软件架构，同时支持SQLServer和Oracle数据库以及目前主流数据库，具有清晰合理的技术架构规划，满足资源层、服务层、表示层等的技术分层要求。

3）平台规划应能够完成建设内容中业务需求，并且具有清晰的模块化架构，以降低各个模块的耦合度，方便模块的独立部署和升级。

4）平台应提供各种客户化的应用定制工具，在提供平台软件功能的同时提相关资料文本。

5）平台达到不间断运行、大容量、高稳定性、可靠性，并在现有信息化支撑体系的基础上进行建设，遵循和坚持高起点、高要求，保证平台在国内相应领域内达到技术领先水平。

6）平台提供支持内网独立部署的地理信息系统，采用主流地图平台软件（如XX地图、AcrGis、图景网格地图平台等）。

7）平台以各类数据库（全文数据库、多媒体数据库和关系数据库）为管理工具，达到对图、文、声、像等数据统一管理。

8）数据库管理系统具备良好的数据和索引的压缩技术，具有较低的空间膨胀率；在系统硬件资源允许的条件下，对数据库及结构化/非结构化复杂查询实现响应的时间能够达到亚秒级，并且不随文件数量增大而效率降低，数据库规模仅受硬件资源的限制。

9）平台需保证与市级中心平台完全对接。

10）系统支持工地用户数满足区级管理需要并预留扩展空间。

五、XX区智慧工地平台功能介绍

智慧工地平台2.0根据用户的需求开发了视频管理模块、环境监测模块、设备管理模块、人员管理、项目管理，执法管理模块。

根据工地的特殊性，以及主管部门的管理要求，我司将遵循以下原则进行功能模块的合理设计：

5.1、功能列表

序号

模块

功能

1

视频管理

在线视频监控

2

终端视频设备信息管理

3

视频设备参数动态配置

4

设备管理

设备信息管理（塔吊、升降机）

5

塔吊实时监控

6

塔吊统计预警

7

升降机运行统计

8

违规启动预警及统计

9

地理环境监测

基坑水平位移监测

10

基坑垂直沉降监测

11

隧道桥梁线性形变监测

12

空间环境监测

环境参数设置

13

环境监测信息实时查看

14

环境监测自动提醒

15

环境统计报表

16

人员管理

人员信息管理

17

人员到场管理（项目经理）

18

工时统计

19

不在场提醒和统计

20

职工之家

21

项目管理

项目信息管理

22

项目资料提交

23

执法管理

执法参数设置

24

执法辅助统计

25

在线执法

执法视频截取

执法记录查询统计

应急指挥室

5.2、视频管理模块

视频管理模块是在智慧工地1.0版本视频监控的基础上进行了业务功能提升，提升的内容主要包括两个方面的内容，一是服务，二是摄像头智能分析同能。

服务方面，智慧工地2.0视频管理提供从工程开始前的工程图纸设计开始，提供三维立体监控设计图，开工后从桩基到深基坑、出正负零、封顶拆脚手架等三个不同时期的视频监控位置调整服务。

另外2.0系统提供智能摄像头分析功能，包括人脸识别、异物入侵报警、全景成像、不按规定佩戴安全帽等等，都会进行相应的智能分析。

另外，每个工地配备一个无人机，可以在特殊环境和紧急情况下监控特定内容。

基本的视频管理内容如下：

（1）在线视频监控

●多视频头联合监控

●视频画面高清切换

●视频缩放，角度调整

●不同品牌视频监控设备自动切换

（2）终端视频设备信息管理

●设备信息管理

●设备变更记录

（3）视频设备参数动态配置

（4）设备IP、端口、通道参数配置管理

（5）智能分析报警管理

5.3、环境监测模块

此模块主要功能如下：

（1）环境参数设置

●可按不同地区设定环境参数的阈值，包括粉尘、噪声、温度、湿度、风力、风向等临界值信息等。

（2）环境监测信息实时查看

●可按市、区、建设单位、施工方等不同的范围统计所有工地的环境监测数据，包括粉尘噪声、温湿度的动态信息，对于达到阈值的数据以不同的颜色进行预警和提醒。

（3）环境监测自动提醒

●对于风力、风向、温度、湿度等信息超出阈值后，系统自动以弹窗、短信或手机app的方式自动向所覆盖工地的负责人及管理干系人进行提醒。

（4）深基坑及周边建筑物沉降监测

●现场地质情况和周围环境较复杂的基坑坑体周围边缘地带、有排水管通过的断面、地基工程地质变化较大的地段及运行有异常反应处，监测基坑四周方向的水平位移和垂直沉降情况。

●在基坑周围直线距离1000m范围内的高层建筑物以及50m范围内的中低层建筑物的楼顶上，通常也布设监测点，用于监测建筑物的倾斜和沉降。

（5）环境统计报表

●可按市、区、建设单位、施工方等不同的维度，出具环境参数的统计月报年报，可实现同比环比分析。

5.4、设备管理模块

此模块功能如下：

（1）设备信息管理（塔吊升降机）

●塔吊、升降机编号、品牌、型号、运行参数标准、厂家、操作要求等信息管理。

（2）塔吊实时监控

●塔吊运行实时状态信息管理，包括角度，横向纵向位移，角度，重量等信息实时查看。

（3）塔吊统计预警

●按市、区、建设单位、工地等不同的方式查看所有的塔吊统计信息，并提供预警情况作为参考。

（4）升降机运行统计

●按市、区、建设单位、工地等不同的方式查看所有的升降机的统计信息，包括操作人员、启动次数、时间等统计信息。

（5）违规启动预警及统计

●当有非正常情况启动或停止信息，系统会自动由系统弹窗报警、也提供手机自动提示报警和短信预警方式。

●按市区、工地、施工团队等方式统计违规操作次数等，并以报表进行呈现。

（6）基坑在线安全监测

●基坑在施工过程中的边坡稳定性及周边建筑物沉降倾斜，是影响整个建筑工地安全性的重要因素。

通过利用专业监测设备，采集基坑边坡及周围地表微小形变数据，联合其它物联网传感器设备，进行基坑前端数据的采集，统一将监测数据接入到智慧工地2.0平台进行数据处理、展示及对比分析，实现对基坑的安全监测和预警，从而有效防止建筑工地安全事故的发生。

●基坑的安全监测主要为了掌握基坑体整体表面位置的变化及其变化速率（包括水平位移和垂直沉降），确定基坑体整体位移变形的情况。

●在基坑周围直线距离1000m范围内的高层建筑物以及50m范围内的中低层建筑物的楼顶上，通常也布设监测点，用于监测建筑物的倾斜和沉降。

●基准点选择在基坑区域以外观测条件良好且稳定的地方，具体参照《全球定位系统（GPS）测量规范》，《工程测量规范》执行。

5.5、人员管理

（1）人员信息管理

●人员信息记录管理，包括人员编号