0 引言

建筑施工环境复杂、作业环节多样，高空坠落、物体打击、机械伤害等安全风险频发，不仅威胁施工人员生命安全，还会造成经济损失与工期延误，强化施工安全管理已成为行业发展的核心需求。传统安全管理依赖人工巡检，存在识别滞后、覆盖不全、主观性强等局限，难以应对复杂多变的施工风险。随着计算机视觉、传感器等智能技术的快速发展，为施工安全风险的动态识别与提前预警提供了新路径。当前相关技术在安全管理中的应用仍处于探索阶段，缺乏系统化的识别体系与高效的预警系统设计。基于此，开展建筑施工安全风险智能识别与预警系统设计研究，旨在突破传统管理瓶颈，为提升施工安全管控效能提供技术方案。

1 建筑施工安全风险智能识别体系构建

1.1 施工安全风险的主要类型与关键识别维度

明确建筑施工安全风险的主要类型与关键识别维度，为智能识别体系奠定基础。风险类型涵盖施工全流程常见隐患，包括高空作业风险（如脚手架失稳、临边防护缺失）、物体打击风险（如物料堆放不当、垂直运输掉落）、机械操作风险（如设备故障、违规作业）、临时用电风险（如线路老化、接地不良）及消防安全风险（如易燃材料堆积、消防设施不足）等。关键识别维度从“人-机-料-法-环”五个层面展开：人员维度聚焦操作行为规范性、防护装备佩戴情况；机械维度关注设备运行状态、安全装置有效性；材料维度涉及物料堆放合理性、质量达标情况；方法维度考察施工方案合规性、工序衔接安全性；环境维度监测天气条件、作业面环境适配性，通过多维度覆盖确保风险识别的全面性^[1]。

1.2 智能识别技术（计算机视觉、传感器等）的选型与适配

完成智能识别技术的选型与适配，保障风险识别的精准性与适用性。计算机视觉技术选用高清网络摄像头结合深度学习算法，针对人员违规行为（如未戴安全帽、跨越防护栏）、机械异常状态（如塔吊吊钩偏移、施工电梯门未关严）进行实时图像识别，通过预训练的目标检测模型提升识别速度与准确率。传感器技术根据不同风险场景适配相应设备：采用红外传感器监测临边区域人员靠近情况，运用振动传感器采集机械设备运行振动数据，借助电流传感器检测临时用电线路负荷异常，通过环境传感器实时获取温度、风力等作业环境参数。同时，针对施工场地复杂环境，优化技术适配方案，如增强摄像头抗逆光、抗粉尘能力，提升传感器信号传输稳定性，确保技术在实际施工场景中高效运行。

1.3 风险识别模型的构建逻辑与训练优化方法

确立风险识别模型的构建逻辑与训练优化方法，提升模型识别效能。构建逻辑以“数据驱动+规则约束”为核心，先通过现场采集的风险图像、设备运行数据、环境参数等建立多源数据库，再基于深度学习框架搭建卷积神经网络模型，将风险特征转化为可量化的数字指标，结合施工安全规范设置规则约束条件，实现对风险的智能判断。训练优化方法从三方面推进：一是采用数据增强技术（如旋转、裁剪、添加噪声）扩充样本量，解决施工场景样本稀缺问题；二是引入迁移学习，利用已训练的通用模型参数初始化本领域模型，缩短训练周期；三是通过混淆矩阵分析模型识别误差，针对误判率较高的风险类型（如低矮临边防护缺失）优化网络结构与参数，结合现场实测数据持续迭代模型，最终实现风险识别准确率达90%以上，满足施工安全管理需求^[2]。

2 建筑施工安全预警系统的设计与实现

2.1 预警系统的功能模块（数据采集、分析、推送等）设计

围绕建筑施工安全预警需求，完成系统核心功能模块的一体化设计。数据采集模块整合多源数据获取渠道，通过部署在施工现场的各类传感器实时采集人员位置、设备运行参数、环境温湿度等动态数据，同时接入计算机视觉设备捕捉的作业场景图像与视频数据，实现风险相关信息的全面覆盖与实时传输。分析模块作为系统核心，搭载训练优化后的风险识别模型，对采集的数据进行快速处理，自动识别风险特征并与预设标准比对，完成风险类型判定与程度评估。预警推送模块构建分级推送机制，根据风险等级自动匹配推送对象与方式，向现场管理人员发送APP弹窗预警、向作业人员发送声光报警信号，同时同步推送风险处置建议，确保预警信息精准触达并快速响应，形成“数据采集-分析研判-预警推送”的闭环功能链^[3]。

2.2 风险等级划分标准与预警阈值的确定方法

制定科学的建筑施工安全风险等级划分标准与预警阈值确定方法，保障预警的准确性与实用性。风险等级划分从“发生概率”与“影响程度”双维度构建评价体系，结合行业规范与施工经验，将风险划分为四级：一级（极高风险）为可能立即引发重大事故、造成多人伤亡的情况；二级（高风险）为短期内可能发生事故、导致人员重伤的情况；三级（中风险）为存在安全隐患、可能造成轻微伤害的情况；四级（低风险）为隐患轻微、短期内无事故风险的情况。预警阈值通过“数据统计+专家论证”确定：先分析历史事故数据提取各风险临界数值范围，再经安全管理、施工技术等领域专家论证调整，最终明确具体阈值，如高空作业未系安全带10秒触发一级预警、塔吊力矩超额定值90%触发二级预警，确保贴合实际且提前预警。

2.3 系统软硬件架构搭建与数据交互流程设计

完成建筑施工安全预警系统软硬件架构搭建与数据交互流程设计，保障系统稳定高效运行。硬件采用“边缘计算+云端存储”分层部署，边缘端通过边缘网关与本地服务器就近处理实时数据以降延迟，云端用高性能服务器集群存储历史数据、运行复杂算法及实现多项目共享。软件基于B/S模式分数据层、业务逻辑层、应用层开发，分别负责数据管理、核心算法集成、用户交互。数据交互遵循“实时传输-快速处理-精准反馈”原则，边缘端数据经初步处理后同步至云端与本地，业务逻辑层分析生成预警并推送，处理结果回传存储，形成闭环。

3 结语

本研究完成建筑施工安全预警系统的功能模块、风险等级标准、软硬件架构及数据交互流程设计，构建起“识别-分析-预警”一体化智能方案，为施工安全动态管控提供了技术支撑。受技术适配性与施工场景复杂性限制，系统在极端环境下的稳定性及多风险耦合预警精度仍需优化。未来可结合AI算法迭代提升识别效率，强化多系统数据融合，助力建筑施工安全管理向更智能、高效的方向发展。

参考文献

[1]陈磊,罗利,杨超,等.隧道钻爆施工安全防控智能监测预警体系研究[J].建筑安全, 2024, 39(11):15-18.

[2]肖梦.安全监测智能预警系统产品的设计与研究[J].黑龙江科技信息, 2021, 000(002):119-120.

[3]王克源,王成群.建筑施工安全预警灰色-AHP系统研究[J].低温建筑技术, 2013(6):3.