从冬奥“猎豹飞猫”到智慧工地:AI视觉让安全与质量看得见

AI在中国建筑行业的应用:智慧工地By 3L3C

北京冬奥“猎豹飞猫”背后的AI视觉系统,其实正是智慧工地需要的那双眼睛:看得全、看得清、看得懂,并能支撑安全与质量决策。

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2022年北京冬奥会,有一个细节至今让很多人记忆犹新:短道速滑男子1000米决赛中,“飞猫”多机位系统抓到关键犯规动作,中国队拿下金银牌。网友戏称——真正稳住场面的,是“看得比裁判还清楚的摄像机”。

这件事的意义,其实远不止体育。这些承担“冬奥之眼”的AI视觉系统,本质上是在做一件事:在高风险、高对抗、强对抗的环境中,用数据和画面替代肉眼判断,让公平、安全和效率都有据可依。

建筑工地也是典型的高风险现场,只是它面对的不是犯规,而是高处坠落、物体打击、结构质量缺陷、进度失控。很多施工企业已经上了摄像头,却依然觉得“不好用”“看不完”“只在事故后回放”。对比冬奥你会发现:问题不在“有没有摄像头”,而在于有没有真正做到“看得全、看得清、看得懂、用得上”。

这篇文章,我想借冬奥“猎豹”“飞猫”等系统的几个典型场景,拆解背后的AI视觉能力,然后一一对照到智慧工地:到底能怎么用,哪些是今天就能落地的,哪些可以列入2026年的技术规划。


一、从“飞猫”到工地:先把“看得全”做好

冬奥短道速滑的“飞猫”系统,用的是40台4K超高清摄像机+3台8K VR摄像机,做到场地无死角覆盖,还能给裁判提供判罚依据。它解决的是两个问题:

  1. 视角要足够多
  2. 画面要足够清

对于建筑工地,逻辑是一模一样的。

1. 工地版“飞猫”:多机位+高清,是基础配置

大部分工地目前的监控情况:

  • 机位少,只拍到大门、塔吊、卸料平台
  • 清晰度低,晚上看不清人脸,只能看到“有个人影”
  • 录像只在事后调阅,无法支撑实时决策

如果参照冬奥思路,一个合格的智慧工地视频系统,至少要做到三个层级的“看得全”:

  • 宏观层面: 像“全场景观众视角”,从高处俯视整个施工现场,掌握总体布局、车辆动线、材料堆放是否合理。
  • 关键风险点: 类似短道速滑的“弯道位”,针对塔吊回转半径、深基坑边缘、脚手架外侧、卸料平台等高风险点,布置高分辨率摄像机,支持近景放大检查。
  • 人员作业面: 在核心作业面部署更多角度的摄像头,记录关键工序,如钢筋绑扎、混凝土浇筑、防水施工等,为质量验收和责任追溯提供证据。

经验判断:

  • 对中大型项目,常见的“8路监控”几乎肯定不够用,合理的数量往往在 30~60路 之间,才能做到真正的全覆盖。
  • 高清不是噱头,至少要1080P起步,关键区域建议4K,夜间必须有补光或红外,否则就是“白天现场、晚上盲区”。

2. 超大场景怎么拍?借鉴“亿像素光场相机”思路

冬奥在五棵松、首都体育馆采用的亿像素阵列像感器光场相机,用少量设备就实现了360°超宽视角覆盖,还能对大量人员做实时记录和追踪。

这对建筑工地很有启发:

  • 超大厂房、机场航站楼、钢结构场馆这类项目,如果沿用传统监控,需要布点几十上百路,施工、维护成本高。
  • 若采用“超大视野+多目标识别”的方案,用少量高像素阵列摄像机挂在高位,就能覆盖整个大空间,还能在画面里对每个工人、每台设备单独追踪。

在智慧工地场景中,这类系统可以承担:

  • 大空间安全监管: 检测是否有人员误入吊装下方、车辆违章逆行、临边区域未做防护等。
  • 人群密度分析: 针对流动工人密集区域,自动预警“人员扎堆”,辅助做施工组织调整。
  • 应急处置回溯: 一旦发生事故,可以像防疫指挥那样,快速调取整场画面,追溯人员轨迹和事件发展过程。

很多企业现在做智慧工地,停留在“传统安防+云存储”。如果你手头正好有大空间项目,可以直接把“亿像素光场相机”的思路写进下一轮技术方案或招标文件,作为重点考虑方向。


二、“猎豹”的启示:动态跟踪才是真正的安全管理

速度滑冰的“猎豹”系统,本质是一个超高速4K轨道摄像机系统,最高时速可达90km/h,可以稳定跟拍时速70km/h的运动员。它解决的是:高速目标怎么追得上、看得稳。

工地上也有大量“高速目标”:

  • 塔吊旋转、大型吊装构件移动
  • 大体积混凝土罐车进出场
  • 自卸车穿梭在狭窄通道

传统固定摄像机在这些场景下有两个明显缺点:

  1. 施工设备一旦进入盲区,就失去监控
  2. 即便拍到了,画面抖动、拖影严重,事故发生瞬间捕捉不到细节

1. 工地需要“会追人追车”的摄像头

借“猎豹”的思路,智慧工地在动态跟踪上可以做几件事:

  • 在主运输通道、出入口部署智能球机,自动跟踪车辆轨迹,识别超速、逆行、占道装卸等行为。
  • 在塔吊塔身或塔帽附近布置智能跟踪云台摄像机,绑定塔吊回转角度,在吊装作业时自动调整镜头,始终锁定吊钩与下方作业区。
  • 对升降机、施工电梯,摄像机联动运行状态,一旦发现带病运行、超载、门未关严,自动记录视频并推送告警。

这里的关键和冬奥一样:不是“能拍”,而是“能跟着拍”。

2. 高速运动目标识别:从滑雪到吊装大件

高山滑雪的“高速运动目标跟踪拍摄系统”,可以在500米外跟踪时速170km/h的滑雪运动员,而且是无人化自动跟踪。北京理工大学团队做到了:

  • 全局搜索目标
  • 自动捕捉
  • 实时智能跟踪

对应到工地,这类技术可以用在:

  • 大型吊装全过程留痕: 把梁段从地面起吊、平移、对位、落钩全过程完整记录,并在关键节点自动截图归档,为后期质量责任认定提供依据。
  • 危险操作检测: 在大跨度钢结构、高架桥吊装过程中,系统自动识别人是否误入吊装半径,是否存在“人随构件走”等违规行为,及时预警。

很多事故调查报告里都有一句话:“当时现场监控未能完整记录事故发生前过程。” 一套可自动追踪目标的大视角系统,往往就能改变这一点。


三、从“冰壶轨迹”到混凝土浇筑:把过程数字化,而不是只看结果

冰壶比赛用了“冰壶运动轨迹捕捉”技术:

  • 多路高清摄像头
  • 视觉AI感知 + 深度学习 + 三维建模
  • 基于超3500个AI模型

最终实现的是:把冰壶从出手到停止的整个轨迹、速度、位置实时渲染在170㎡的大屏上,运动员和观众都“看懂了比赛”。

这和建筑工地的一个长期难题非常像——质量只在结果上验收,过程很难量化记录。

1. 建筑场景下的“轨迹捕捉”可以做什么?

可以直接类比的场景包括:

  • 混凝土浇筑轨迹与时间:

    • 系统记录每一车混凝土进场时间、卸料时间、浇筑区域。
    • 通过视频+IoT数据,判断是否存在“超时使用”“随意加水”等问题。
  • 塔吊运行轨迹:

    • 记录每天吊运次数、运行路径、停留时间,既能评估利用率,又能分析是否存在频繁“飞跨”非作业区的情况。
  • 工人作业路径:

    • 对特定工种(如高空作业、有限空间作业),分析其活动区域是否在安全范围内,有没有长时间停留在高风险区域。

当过程被“画”出来,管理和复盘就有了抓手:

  • 质量问题可以追溯到“具体哪次浇筑”“哪班塔吊司机操作”
  • 安全隐患可以通过轨迹热力图提前看出“高危行为频发地带”

2. 三维场景重建:从雪道到工地三维实景

冬奥通过无人机+激光雷达,对雪场进行三维重建,再结合北斗高精度定位,实现厘米甚至毫米级别的数据分析。最终可以算出:

  • 雪道坡度、长度
  • 运动员速度、加速度
  • 转弯半径

建筑行业其实早就有BIM模型,但真实施工过程中的**“人、机、料、法、环”动态数据**,很少能精细地叠加到模型上。

如果把冬奥的三维感知思路移植过来,可以做的事情包括:

  • 在关键结构施工前,用无人机或移动测量设备对现场三维扫描,和BIM比对,识别偏差较大的区域。
  • 在结构封闭前,对钢结构、管线综合布置进行一次三维记录,为后期运维提供“透视图”。
  • 对塔吊、泵车、施工电梯等设备的运行轨迹叠加到模型上,分析施工组织是否合理,是否存在长距离无效运输。

一句话:冬奥是为运动员做“数据化训练”,工地可以为项目做“数据化施工”。


四、AI辅助判罚=AI辅助安全与质量决策

在自由式滑雪、跳台滑雪中,AI辅助系统会对运动员的起跳角度、旋转姿态、落地动作进行三维捕捉和分析,为裁判打分提供数据参考。背后的逻辑很简单:细节动作肉眼看不清,就交给机器看、机器算。

建筑现场也有大量“肉眼难以精确判断”的细节:

  • 脚手架搭设是否完全按规范绑扎
  • 作业人员是否系安全带、挂点是否合规
  • 钢筋保护层厚度是否达标
  • 混凝土振捣是否到位

1. 用AI做“安全裁判”:人管原则、AI查细节

对智慧工地来说,更合理的分工是:

  • 人负责“看原则”:安全员关注是否有高空抛物、违章指挥、无证上岗等大问题。
  • AI负责“查细节”:通过图像识别算法,自动识别:
    • 是否佩戴安全帽、安全带
    • 临边防护栏杆是否缺失
    • 洞口是否按规范封闭
    • 明火作业是否有灭火器和监护人

类似冬奥裁判“遇到争议动作就看AI回放”,安全员也可以在手机或大屏上即时调取AI标注过的画面,一键确认违规行为,并在线下发整改通知单。

2. 用AI做“质量裁判”:关键工序在线评估

在质量控制上,AI视觉可以承担“辅助见证取样”的角色:

  • 钢筋绑扎完成后,系统自动抽取若干截面,检测钢筋间距、保护层厚度是否在合理区间。
  • 模板支撑搭设完成后,识别立杆间距、扫地杆设置情况,给出“风险等级”。
  • 砌体工程中,识别灰缝饱满度、水平度,提前发现“空鼓高发区域”。

这些技术在算法层面,与冬奥识别运动员起跳角度、旋转姿态的原理类似,差别只是“输入视频不同,输出指标不同”。


五、从冬奥到智慧工地:落地建议与行动路径

把冬奥那一整套“AI视觉+数据分析”搬到工地,听起来很酷,但落地必须务实。我自己的建议是按三步走:

第一步:先把“看得全、看得清”做好

  • 在新项目招标或立项阶段,把视频监控系统单列为“智慧工地基础设施”,避免被压缩预算。
  • 明确“重点区域清单”:塔吊、卸料平台、临边洞口、高支模、基坑、施工电梯出入口等,保证这些位置至少一机一备份视角
  • 统一要求:监控主干网全光纤,关键摄像机4K,存储满足不少于90天在线调取。

第二步:在关键风险点先行引入AI分析

  • 先从**“看得懂”价值最高的点**做起:
    • 人员三件套识别(安全帽、安全带、反光衣)
    • 危险区域闯入预警
    • 塔吊吊钩下方禁入区域识别
  • 把AI识别结果接入现有的微信工作群或项目管理平台,做到**“违规有图有证据”**,减少人为纠纷。

第三步:用数据反向优化安全、质量与进度管理

  • 定期(建议每月)导出AI识别数据,做简单统计:
    • 哪些工序、哪个楼层、哪个班组违规频率最高
    • 哪些时间段事故隐患最多(比如夜间、雨天)
  • 把这些结论纳入:
    • 班组考核
    • 安全教育培训重点
    • 下一阶段施工组织优化方案

这时候,AI视觉已经不再是“监控”,而是参与到了项目管理闭环中。


结语:让工地也拥有自己的“猎豹飞猫”

北京冬奥会用超过660台摄像机、数十套AI视觉系统,证明了一件事:当现场被清晰地记录、准确地理解,公平和安全就不再只是口号,而能被量化、被追踪、被持续优化。

建筑业正在经历同样的转变。智慧工地不是多装几路监控,而是要让工地也拥有自己的“猎豹”“飞猫”:

  • 看得更全:从零散摄像头升级为全场景感知
  • 看得更清:从模糊画面升级为可判定细节
  • 看得更懂:从人工主观判断升级为AI数据分析

如果你的企业正在做数字化转型,下一个项目,不妨问自己一句:这是不是我们可以尝试引入“冬奥级别视觉系统思路”的起点?

当工地也能像冬奥赛场那样,把每一个关键瞬间记录下来,并用数据说话,安全和质量,都会是完全不同的样子。

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