Перспективы строительства в наш интеллектуальный XXI век
Введение
Проблема смены поколений коснулась многих сфер [1], не обошла она стороной и строительство. Поколение бэби-бумеров (1946–1964), которое стройки не боялось, да и труд строителя был для них престижным, уже подошло к пенсионному возрасту.
Следующее поколение X (1965–1979) было в этом смысле еще более меркантильным, и ехали строить объекты БАМа не столько за романтикой (она была), сколько подзаработать, но и оно стареет. А миллениалы, или поколение Y (1981–1995), смотрит на жизнь и выбор профессии вообще другими глазами. Их менталитет сформирован технологиями, они росли в быстро меняющемся в части технологий и высоко конкурентном мире. Не на словах, а на деле они хорошо осведомлены о возможностях автоматизации и роботизации, простой физический труд на стройке для них не привлекателен, поскольку в других отраслях риски меньше, а заработки порой выше. Так что здесь мы уже видим тенденцию — требуется смена подходов к организации труда на строительных объектах, их нужно менять и менять коренным образом, переводя на новые рельсы [2].
Что же касается следующего поколения, условно названного поколением Z, которое родилось после 1995 г., оно считается будущим мировой экономики. Это поколение с пеленок привыкло к Интернету, смартфону и различным гаджетам. Для поколения Z нет ничего невозможного, они еще более амбициозны, чем миллениалы, так что стройка, пусть и в частично осовремененном варианте, с ее рисками, тяжелым физическим трудом при ограниченной автоматизации, полностью окажется вне их интереса. С поколением Y уже нельзя, а с Z уже просто невозможно работать по-старому, и кто это вовремя не поймет — тот проиграет, а проигравший уходит с рынка. Здесь есть еще один важный социально-экономический аспект — теряя престижность на рынке труда, стройка начинает жить за счет привлечения внешней рабочей силы, так называемых гастарбайтеров, которые часто трудятся нелегально и выводят заработки на родину, поддерживая таким образом экономику своих стран.
Выход из складывающейся ситуации состоит в том, чтобы стройка, как и современные передовые предприятия, стала более интеллектуальной, безопасной и «умной», но при этом нельзя забывать и о не менее важном факторе — эффективности самой работы по строительству объекта.
Специфика строительной отрасли — это, как писал поэт-классик Владимир Маяковский, «сто работ на тыщу рук» технического и вспомогательного персонала, а также использование самых разнообразных механизмов, строительной техники и транспортных средств, и всем этим единым организмом необходимо управлять. Если мы переходим на новый уровень управления и организации труда, которые, отвечая уже текущим требованиям, нацелены не только на ближайшую перспективу, но и смотрят в будущее, то здесь необходимы:
- полноценный удаленный контроль за ходом строительства различных объектов, в том числе видеоконтроль;
- охрана и надзор за строительными площадками;
- контроль работы персонала на строительных площадках;
- контроль за выполнением техники безопасности, охрана труда и контроль за проведением работ, в том числе не просто в режиме онлайн, а часто и в режиме реального времени.
Эти требования можно условно разделить на три блока:
- Контроль и управление строительной техникой (транспорт).
- Контроль за территорией (площадка).
- Контроль за работой персонала и охрана труда (люди).
Теперь возникает вопрос: где взять нужное оборудование? Причем, чтобы не тратиться на цепочку поставок и не мучиться потом сопряжением оборудования от разных производителей, желательно комплектно от одного поставщика, который, кроме поставки, может оказать и необходимую техническую помощь. Такая компания на российском рынке есть — это «ЕвроМобайл». С ней и ее предложениями стоит познакомиться поближе.
Предложения компании «ЕвроМобайл» — основа перехода к «умной» стройке
Контроль и управление за строительной техникой
Учитывая особенности работы спецтранспорта и его назначение, компания «ЕвроМобайл» разработала универсальный комплект системы видеонаблюдения, которая устанавливается на транспортное средство. Такой, уже полностью готовый к использованию комплект оборудования предназначен для организации видеонаблюдения на таких транспортных средствах, как экскаваторы, бетономешалки, тракторы, эвакуаторы, краны-манипуляторы, самосвалы и т. п. (рис. 1).
В комплекте имеется высококачественный функциональный видеорегистратор TS-830-AHD с поддержкой AHD (Analog High Definition) — технологии аналогового HD/Full HD-видеоизображения, звука и управляющих сигналов. AHD — это новая технология в сфере видеонаблюдения, по своим возможностям существенно превышающая все существующие аналоговые системы видеонаблюдения. Технология AHD позволяет передавать аудио- и видеосигналы и позволяет реализовать управление по одному коаксиальному кабелю. Для контроля система видеонаблюдения предполагает установку двух камер типа TS-121-AHD и является альтернативой системам на базе стандартов IP и HD-SDI. Формат AHD использует технологию, способную передавать данные по обычным коаксиальным кабелям типа PK-75-3 на расстояние до 500 м. И в то же время для настройки AHD-систем не требуется никаких специальных знаний, как в случае с IP-видеонаблюдением.
Первая камера устанавливается в кабине, вторая — непосредственно на транспортном средстве, в том числе и на его подвижных частях. Использование водителем монитора TS-121-AHD позволит не только настроить и обслуживать видеорегистратор, но и получить дополнительный обзор. Такая система позволяет эффективно контролировать работу транспортного средства во время выполнения работ.
Видеокамеры TS-121C10/11/12-AHD имеют инфракрасную подсветку, их варианты исполнения различаются размерами видеоматрицы и разрешением, предназначены для совместной работы с мобильными транспортными видеорегистраторами в системах транспортного видеонаблюдения и выполнены в металлическом влагозащищенном корпусе со степенью защиты оболочкой IP65/IP66 (рис. 2). Камеры этой серии имеют двойное стекло с антибликовым покрытием. Система подсветки состоит из 24 инфракрасных светодиодов включается автоматически, если окружающие условия освещенности находятся ниже уровня 5 люкс [4].
Благодаря наличию системы видеонаблюдения на транспортных средствах специального назначения вы всегда будете знать, что происходило в кабине и как осуществлялись работы.
Решение для таких транспортных средств базируется на высококачественных HD-регистраторах компании Teswell и «МоВиРег» — серии профессионального мобильного оборудования для организации систем транспортного видеонаблюдения. По сетям сотовой связи 3G/4G регистратор передает видео с камер на удаленный компьютер, а модуль ГЛОНАСС/GPS позволяет контролировать физическое расположение спецтехники. На удаленном ПК устанавливается CMS Teswell, благодаря которому можно наблюдать за тем, что происходит с транспортным средством, в режиме реального времени. Возможность удаленного просмотра видеозаписи позволяет полностью контролировать процессы и расследовать нештатные ситуации.
Teswell TS-830 AHD представляет собой четырехканальный видеорегистратор с записью данных на SD-карту (два слота) и поддержкой Wi-Fi. Общий объем памяти устройства может составлять 256 Гбайт (две SD-карты по 128 Гбайт). Модель предназначена для ведения централизованного видеонаблюдения за обстановкой внутри и снаружи транспортных средств. Профессиональный 4-канальный видеорегистратор TS-830 AHD (рис. 3) отличается малыми размерами 137×132×40 мм и создан для применения на транспорте специального назначения, в том числе и строительного [5]. Важно отметить, что предлагаемые компанией «ЕвроМобайл» системы видеонаблюдения, устанавливаемые на транспорт, имеют сертификат 969 (безопасность на транспорте).
Впрочем, какая стройка обходится без подъемных кранов? Поскольку для наблюдения за работой крана не всегда удается подключить проводную камеру к концу стрелы (многие краны имеют выдвижные секции), требуется иной подход. Например, на конце стрелы можно разместить камеру модели Teswell TS-121, включающую беспроводные модули для связи и автономное питание. Передача данных камеры на видеорегистратор осуществляется с помощью дополнительного устройства беспроводной связи, работающего на не требующей лицензирования частоте 2,4 ГГц. Передатчик подключается к камере, а весь комплект наружного оборудования помещается в распределительную коробку для защиты от внешних воздействий и непогоды.
Приемник данных располагается в кабине и подключается к видеорегистратору, который записывает видео в онлайн-режиме. Для этого, как и в первом случае, используются четырехканальный видеорегистратор TS-830 компании Teswell и монитор. Роль последнего может выполнить совместимый с транспортными видеорегистраторами 7” жидкокристаллический дисплей Мовирег ВМ-7 (рис. 4), также поставляемый компанией.
На мониторе крановщик может видеть изображение с камеры, установленной на конце стрелы крана. Такая система помогает оператору крана повысить точность выполнения строительных работ. Кроме того, регистратор ведет постоянную запись видеоархива для решения проблем в нештатных ситуациях. При необходимости изображение с камеры крана может быть выведено на удаленные устройства, для этого видеорегистратор поддерживает передачу данных по Wi-Fi, 3G/4G.
Контроль за территорией
Проконтролировать этапы ведения строительства легче, когда можно своими глазами увидеть то, что происходит на стройплощадке, и при необходимости оперативно принять те или иные меры по исправлению зафиксированных нарушений процесса. Оптимально реализовать такое наблюдение можно с помощью видеомониторинга. Такой мониторинг является одной из действенных мер по снижению травматизма при строительстве объектов различного назначения и решения не менее важной задачи — предотвращения подмены материалов и различного рода хищений, что при строительстве объектов на постсоветском пространстве, к сожалению, не такая уж редкость.
Для решения данной проблемы достаточно установить видеокамеры с беспроводной передачей данных на строящемся здании и по периметру стройки. Сигналы от видеокамер, расположенных внутри и по периметру объекта, по каналам беспроводной связи (Wi-Fi) или проводной локальной сети (Ethernet) поступают на промышленный роутер, который находится на территории объекта и размещается на мачте. В таком решении могут использоваться, например, предлагаемые компанией роутеры в промышленном водонепроницаемом пылезащищенном корпусе.
Для организации удаленного доступа к различным объектам строительной площадки через закрытую сеть может использоваться, в частности, промышленный маршрутизатор Robustel R3000-4L [6] (рис. 5). Роутер работает на базе мобильных сетей. Применение 3G/4G-сетей провайдера позволяет минимизировать траты на содержание инфраструктуры и число выездов инженерных бригад.
Маршрутизатор Robustel R3000-4L поддерживает частотные диапазоны сетей LTE, HSPA, UMTS, EDGE, GPRS, GSM, имеет широкий диапазон входного напряжения и функционирует при температурах –40…+70 °С. Поддержка большого спектра сетевых протоколов и VPN-туннелирование обеспечивают надежную передачу видеоданных на удаленные компьютеры. Видеонаблюдение в режиме онлайн доступно из любой точки, где есть мобильный Интернет от сотового оператора, что позволит держать под контролем всю территорию стройплощадки и предотвратить кражу или подмену стройматериалов. Кроме того, нельзя забывать, что веб-камеры на стройплощадках, как источники открытой информации о ходе строительства, становятся конкурентным преимуществом и залогом доверия клиентов.
Помимо Ethernet-интерфейсов, маршрутизаторы Robustel имеют набор цифровых входов и выходов, а также последовательный интерфейс RS-232/485 для подключения любого типа промышленного оборудования. Более того, благодаря поддержке двух SIM-карт маршрутизатор может обеспечить резервирование передачи данных в случаях, когда произошел сбой сети у одного из используемых сотовых операторов. Кроме собственно системы наблюдения за территорией, на основе маршрутизатора Robustel R3000-4L может быть создана система контроля за перемещением строительной и автомобильной техники.
К сети, созданной на базе маршрутизатора Robustel, могут быть подключены самые различные производственные активы — экскаваторы, бульдозеры, погрузчики, самосвалы и т. п. Пример организации такой системы показан на рис. 6.
Роутеры, подключаясь к бортовым панелям такой строительной техники на основе закрытого APN от оператора мобильной связи, организуют защищенную сеть. При необходимости для доступа к оборудованию, работающему на уровне L2, маршрутизаторы с помощью OpenVPN можно виртуально объединить в один Ethernet-сегмент.
Возможности системы на основе роутеров Robustel:
- мониторинг в режиме реального времени;
- обмен данными через закрытую сеть провайдера;
- объединение сетей в один L2/L3-сегмент;
- передача телеметрии для отслеживания состояния производственных активов;
- при необходимости обеспечение доступа в глобальную сеть;
- организация доступа к станции поправок для высокоточных GNSS-приемников.
Каталог роутеров Robustel в поставках компании «ЕвроМобайл» доступен по ссылке [7]. Важно, что данные роутеры имеют централизованную платформу управления устройствами Robustel — Robustel Cloud Manager Service (RCMS). Система RCMS разработана для обеспечения быстрого подключения и управления устройствами с помощью интуитивно понятного пользовательского интерфейса (рис. 7) и доступна для применения и как облачный сервис Robustel, и как локально установленная программа. RCMS позволяет осуществлять гибкий, безопасный и экономически эффективный способ сбора, хранения и распределения данных об устройствах, задействованных на стройплощадках, приближая нас к полноценному «Интернету вещей» в строительной отрасли [8].
Бесперебойное питание на строительных площадках практически всегда обеспечивают резервные дизель-генераторы, но если строительство длится долго или это удаленный объект, то можно использовать солнечную энергию. Для бесперебойного электроснабжения бытовых помещений или в качестве резервного источника питания систем относительно небольшой мощности применяются солнечные панели. Управлять такими установками можно дистанционно, через Интернет, с помощью 4G-шлюза M1200-4L c функциями роутера, который обеспечивает передачу данных по последовательным портам и цифровым входам/выходам (рис. 8).
M1200-4L предназначен для передачи данных по сетям GSM, GPRS, EDGE, UMTS. WCDMA, HSDPA, HSUPA, HSPA+, FDD LTE, TDD LTE. Для обеспечения непрерывной и надежной передачи данных он оснащен двумя SIM-картами, поддерживает цифровые входы и выходы, RS-232, RS-485 и мини-USB-интерфейсы. Маршрутизатор промышленного класса M1200-4L обеспечивает стабильное соединение и передачу данных, рассчитан на работу в жестких условиях окружающей среды. В соответствии с заложенной программой терминал может разными способами реагировать на сигналы с датчиков (отправка СМС техперсоналу, включение сигнальной сирены и т. д.). Схема подключения интеллектуального промышленного 4G-шлюза/роутера M1200-4L показана на рис. 9.
Контроль за работой персонала и охрана труда
Ни для кого не секрет, что стройплощадка — это территория повышенной опасности, а самый опасный и непредсказуемый на ней фактор — человеческий. Сравнение данных Росстата со статистикой Международной организации труда (МОТ) показывает: несмотря на положительную динамику, Россия остается лидером по числу смертей на рабочем месте даже среди постсоветских стран. По данным на 2018 год, на 100 тыс. населения здесь приходится шесть погибших в год. Для большинства стран Евросоюза этот показатель варьировался в последние годы в пределах 0–3. По данным МОТ, опаснее всего условия работы в российской промышленности (в 2017 году было 264 погибших) и строительстве (214 погибших и 1,9 тыс. пострадавших). Следом идут сфера транспорта, сельское хозяйство и область добычи полезных ископаемых [9]. Одним из действующих факторов, позволяющих снизить этот показатель, является тщательный контроль за текущей ситуацией на стройплощадках, о чем уже было сказано выше, и рабочим персоналом.
В этом направлении, крайне важном для организации того, что мы назвали «умной» стройплощадкой, компания «ЕвроМобайл» предлагает решение «ЮПИТЕР» [8]. Это комплексное решение для организации удаленного контроля за выполнением правил техники безопасности при проведении опасных работ и работ повышенной сложности. И хотя оно в первую очередь направлено на контроль и видеофиксацию действий выездных бригад, данное решение с успехом может быть использовано как базовое для контроля действий персонала на стройплощадках.
Система решает следующие задачи:
- Видеоконтроль за соблюдением правил техники безопасности при работе бригад.
- Формирование доказательной базы аудио- и видеоматериалов.
- ГЛОНАСС/GPS-позиционирование, сопоставление с полученными аудио- и видеоматериалами.
- Фиксирование рабочего процесса на объектах.
- Автоматическая передача видеоданных в центральный аппарат в конце каждой смены.
Видеокомлекс (рис. 10) состоит из нескольких компонентов: мобильных видеорегистраторов МАВР 7411 или 7412, терминалов «ЮПИТЕР 7420/7436» для зарядки, хранения и выгрузки данных видеорегистраторов и специального программного обеспечения (СПО).
Общая видеосъемка на стройплощадке дает общую картину, но не может контролировать всех участников стройки. Эта задача решается с помощью индивидуальных видеорегистраторов и локального позиционирования. Мобильный видеорегистратор, который находится у сотрудника, осуществляет видеозапись происходящей обстановки: записывает видео и звук при выполнении работ бригадой. После окончания трудовой смены сотрудники выездной бригады возвращают видеорегистраторы в терминал, в котором происходит автоматическая выгрузка видео, записанных за трудовую смену. Терминал «ЮПИТЕР 7420» в течение 30 календарных дней осуществляет хранение видеозаписей, доступных для просмотра и поиска администратором (центрального аппарата).
Этот комплекс дополняется персональными носимыми LTE-рациями (PoC) [10]. В настоящее время компания «ЕвроМобайл» предлагает три модели:
- Т8 — персональный видеорегистратор от компании Telo Systems. С его помощью можно осуществлять контроль за выполнением работ в режиме онлайн или в записи. Т8 отличается компактными размерами и самым широким функционалом и позволяет передавать видео в режиме онлайн по сети 4G/LTE, поддерживает большинство беспроводных технологий: 2G/3G/LTE, Wi-Fi, NFC, Bluetooth. Передача голоса осуществляется по принципу Push-to-Talk («нажми и говори»).
- TE300 поддерживает спутниковую систему позиционирования GPS и ГЛОНАСС, оптимален для PoC-решений, где требуется отслеживание и управление на больших пространствах. Позиционирование в помещении осуществляется с помощью маяков Wi-Fi и Bluetooth. Поддерживает передачу голоса по принципу Push-to-Talk Over Cellular (система мобильной связи, предназначенная для управления и диспетчеризации, использует сеть сотовой связи оператора).
- TE580P — LTE/PoC-рация с функцией записи видео и мгновенной связи по сети 4G. Для удобной навигации и просмотра отснятого видео TE580P имеет сенсорный экран диагональю 3.1 дюймов. Класс защиты корпуса от пыли и влаги IP67, выдерживает погружение в воду на глубину 1,5 м до 30 мин. Для позиционирования на местности поддерживает ГЛОНАСС и GPS.
С помощью этих устройств (рис. 11), поскольку их радиус действия не ограничен, можно создавать группы для общения, удаленно наблюдать за ними по видео, записывать и сохранять видеозаписи (в зависимости от модели). Они применяются не только для охраны и патрулирования, но и для организации и управления работой разных групп на строительной площадке.
В завершение обзора предложений и решений компании «ЕвроМобайл» следует упомянуть и проблему, ставшую реалией текущего момента, а именно то, как организовать работу в условиях коронавируса COVID-19. Поскольку долго оставаться на карантине экономика никакой из стран не может, необходимо не только работать, но и принимать при этом соответствующие меры, чтобы этот коварный вирус не выкосил персонал. Так что события последних месяцев в части эпидемии COVID-19 заставили прибегнуть к использованию современных технологий видеонаблюдения для отслеживания возможных угроз распространения коронавируса. В этом направлении «ЕвроМобайл» предлагает Visioсheсk ТС19 — устройство распознавания лиц и определения температуры тела [12] (рис. 12).
Прибор разработан для удаленного измерения температуры человека, точность измерения: ±0,3 °С, расстояние измерения 30–120 см. Кроме того, «ЕвроМобайл» предусмотрел интеграцию уже готового решения IP-системы наблюдения с системой контроля доступа (СКУД). Узел наблюдения и оповещения снабжается профессиональным маршрутизатором RUTX09, работающим в системе сотовой связи четвертого поколения [13]. Такое решение можно использовать на проходных: это обеспечит безопасность сотрудников и поможет предотвратить распространение вирусов, таких как COVID-19.
Заключение
Если социализм, как говорили раньше, — это учет и контроль, то капитализм — это учет и контроль в квадрате. И задача здесь не перевыполнение плана по валу с пресловутым «освоением средств», а выполнение намеченного точно в срок, с оптимальными затратами и не в ущерб качеству. При капитализме никто (как это бывало во время летних подработок автора статьи каменщиком и спецом по канализационным стокам) не привезет долгожданный бетон вместо первой смены во вторую, когда на объекте осталась только одна вспомогательная бригада для установки риштовок, и никто его не закопает, поскольку использовать его некому, а сохранить на утро уже нет возможности.
Но вопрос касается не только логистики, нужна перестройка всего процесса с переводом его на интеллектуальный уровень. Если смотреть в будущее, то, сделав первые шаги к «умной» стройке, в чем нам несомненно поможет оборудование, поставляемое компанией «ЕвроМобайл», и ее решения, мы перейдем к широкому использованию строительного «Интернета вещей», различных типов реальности и цифровых двойников, которые уже успешно применяются в других индустриальных сферах [12]. А далее, когда на строительные объекты в качестве не только рабочих, но и инженеров придет амбиционное поколение Z, дело дойдет и до применения искусственного интеллекта, и кто знает, что будет дальше. К стройкам на Луне уже подготавливаются вплотную, да и застройка Марса на подходе, а там, глядишь, как утверждали в 60-е космонавты и мечтатели, и яблони будут цвести. Какой же дом без сада, пусть и на Марсе?
Дополнительная информация по описанному оборудованию и решениям на его основе доступна на сайте компании «ЕвроМобайл» [3], в том числе и по ссылке [13] с описанием технологии беспроводной связи для строительной отрасли.
- Леонова Е. Теория поколений от X до Z (и почему это важно).
- Зенкевич А. Цифровые технологии для обучения производственного персонала // Control Engineering Россия. 2018. № 6.
- euromobile.ru.
- TS-121C10/11/12-AHD.
- Видеонаблюдение для спецтранспорта.
- R3000-4L (промышленный 4G-роутер с двумя SIM-картами).
- LTE-роутеры
- Видеофиксация действий выездных бригад.
- Россия в числе лидеров по количеству смертей на рабочем месте.
- LTE-рации (PoC).
- Томас М. Д. Цифровизация реальности для сотрудников современного производства // Control Engineering Россия. № 4.
- Visioсheсk ТС
- Умная стройка: технологии беспроводной связи для строительной отрасли.