中建八局第一建设有限公司
摘要：在组织现场施工中，以往的劳务用工统计方法耗时长、统计的数据不易进行提炼分析，统计的数据结果不易指导现场施工。筑智通人员楼层定位系统通过LORA无线传输技术结合现场无线定位设备，能将作业面区域内工人的活动情况实时统计并展现在后台终端，进而实现对现场的人员工作情况的实时监控。确保精准确定人员分布楼层或区域，增强人员定位的数据的准确率。系统将用工情况实时比对，合理增减工人，确保项目进度；提升管理效率，为项目降本增效！
关键词：人员楼层定位；准确率；效率；降本增效
前言
随着通讯技术的发展，给施工现场定位技术的应用提供了更加广阔的选择空间。例如蓝牙、WIFI、ZigBee等。但一直以来都存在这样一个两难问题：在长距离与更低的功耗两者之间之间只能二选一。
2013年8月Semtech公司向业界发布了一种新型、基于1GHZ以下的超长距离低功耗数据传输技术（简称LoRa）的芯片。其接受灵敏度达到了惊人的-148dbm。由于该产品使用一种特殊的扩频技术。这使得不同扩频序列的终端即使使用相同的频率同时发送也不会相互干扰。在此基础上研发的集中器/网关能够并行接受并处理多个节点的数据，大大扩展了系统容量。采用LoRa技术之后，设计人员可以最大程度的实现更长距离的通信与更低的功耗，同时还可节省额外的中继器成本。基于该技术的定位功能将会推动他在建筑施工现场的大规模应用。
1LoRa定位系统简介
LoRa采用星型网络架构，与网状网络架构相比，它是具有最低延迟、最简单的网络结构。基于LoRa的扩频芯片，可以实现节点与集中器直接组网连接，构成星形；对于远距离的节点，可使用网关设备进行中继组网连接。LoRa网络供应商既可以搭建覆盖范围较广的广域网基础设施，也可以通过简单的网关设备搭建局域网，只要物联网设备中嵌入LoRa芯片或模块，即可快速实现组网和快速配置。广域网和局域网两种环境中均可实现便捷组网，在与以自组网见长的ZigBee协议比较，具有明显的优势。应用于低成本传感网的解决方案LoRa使用新型的扩频调制技术，大大提升了物理层硬件的性能，并且在省电方面相比WIFI、蓝牙技术有了明显的改进。几种无线通信方式的传输距离、速率、功耗对比如表1所示：
图1
此外，LoRa还有测距和定位功能。LoRa对距离的测量是基于信号的空中传输时间而非传统的RSSI，而定位则基于多点（网关）对一点（节点）的空中传输时间差的测量，其定位精度可达5m（假设10km的范围）。
本文所论述的施工人定位技术是在施工人员定位及管理考勤系统中集人员考勤、区域跟踪定位、日常管理为一体的综合性运用系统。每个进入施工现场施工的人员佩戴一个装有定位发射器芯片的安全帽，在施工现场工作时，能被现场的无线基站识别，并将对应于不同施工人员的芯片上的信息上传到项目的微基站，使项目管理人员能够随时、及时掌握施工人员的运动轨迹，以便于进行合理的调度管理。一旦意外事故发生，救援人员可根据该系统所提供的人员分布数据、图形，迅速了解有关人员的位置情况，及时采取相应的救援措施，提高应急救援工作的效率。
1)定位原理
东莞鲁能铂悦花园项目施工人员进场时，统一配发带有定位发射器芯片的安全帽，此芯片记录了施工人员的所属单位、工种、性别、工龄、荣誉、进场教育情况等信息。
在每个楼层内设定不同的无线基站，接受所在楼层的施工人员安全帽芯片发射器发出的定位信息。并将接受到的定位信息传输到定位引擎，最终汇聚多种显示方式。
微基站掌控人员、车辆、物资位置信息。将项目管理可视化，动态掌控相关信息，更加合理、轻松的完成项目管理。（见图1）。
采用LoRa通讯技术，扩展传感网络，实现工地LoRa网络全覆盖，利用多频跳变工作机制，确定定位工人所在楼层分布情况。
通过长时纠错算法，进一步纠正人员分布，确保精准确定人员分布楼层或区域，增强人员定位的数据的准确率。
2)LORA系统功能及特点
（1）通过定位系统对现场人员分布的位置、楼层进行查看。通过查询系统查询到工人所在位置及楼层。对现场、单栋、单层人员进行统计显示。汇总施工层人员数据信息，人数/工种/所属分包单位/工人实名信息/工龄/信誉/黑名单等；通过定位点颜色可以实现简单的公众区分。
（2）建立工效评价体系：系统根据统计的施工工程量与用工量，计算现场实际用工定额，现场管理者根据实际情况，合理增减工人，确保项目进度；提升管理效率。
（3）通过设置，可将长时间未进行移动的定位点进行标识提醒，便于项目管理人员及时查看处理。设置危险警示区域，人员进度危险警示区系统自动报警。对人员异常滞留/坠落情况，会提出报警。
（4）安装到施工现场移动机具上，对移动机具进行实时监控，同时记录移动机具当天运行轨迹。安装到大型机具前端，如塔吊、挖掘机前端，可对机械每日运行数据进行统计，监控功效。
（5）与建筑工人实名制平台、门禁系统等相结合，实现数据共享，奖励罚款等远程操作。
2工程应用
东莞鲁能建筑总面积约14.39万平方米。共包括1#楼、2#楼、3#楼，5#楼、6#楼、7#楼和4号地下室。项目规划地上33层2栋、地上32层1栋、地上25层1栋、地上22层1栋、地上1层1栋地下1层1栋，最大建筑主体高度99.8m。将上述人员定位系统应用到项目上，每天对现场300-400的施工人员进行实施定位，可以清晰的记录并随时查询施工人员在现场内的施工情况。
在施工过程中有效地避免了诸多安全问题的发生，及时地处理了很多突发事件，同时，建立信誉评价体系、功效评价体系，提升管理效率，为项目降本增效！取得了良好的效果。
3结论
1）传统的基于射频信号的隧道人员定位管理方法在抗干扰方面和布线以及应急情况处理方面都存在着诸多的缺陷。
2）在施工现场中引入人员定位与项目管理系统既能达到安全施工的要求，又能降本增效。希望该技术能够不断改进，更广泛地应用到现场施工中来。