CN104754304A - 一种应用于施工现场的安全可视化系统及其施工方法 - Google Patents

一种应用于施工现场的安全可视化系统及其施工方法 Download PDF

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本发明公开了一种应用于施工现场的安全可视化系统及其施工方法,安全可视化系统应用于施工现场,是集视频采集与传输、远程通信及管理于一体的监控系统,由前端设备、传输设备及终端设备三大部分组成。前端设备和发射设备等安装于监控点,接收设备安装于控制中心,通过相匹配的发射设备及接收设备实现相互监控点与控制中心相互通信。最终由控制中心通过后端图像采集显示设备对图像进行显示、记录和处理,进而有效监控施工,构建安全的施工环境。具体施工步骤包括(1)施工现场预处理;(2)前端设备安装;(3)传输设备安装;(4)终端设备安装。施工方法简单,施工现场生产效率显著提高,工程建设进度、质量、费用三大指标得到保证。

Description

一种应用于施工现场的安全可视化系统及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种可视化系统,尤其是涉及一种可应用于施工现场的安全可视化系统及该可视化系统的施工方法。
背景技术
随着我国经济的迅猛发展,建筑行业也迅速发展起来,高层建筑越来越多,导致了各类事故发生频率上升、各种违规操作等不文明的施工现象层出不穷。传统的管理是通过管理人员在管理现场指导而实现,管理者本身的素质与状态影响了最后的管理效果,并不能有效地降低事故发生的频率。
在建筑工地采用可视化系统,就能在控制中心对施工现场质量和安全等情况进行远程监控,配合着对重点部位进行现场监控,对实时监控的视频进行存储。通过可视化系统监控,特别是对施工操作过程中的施工质量、施工现场操作状况、安全与现场文明施工和环境卫生管理等方面起到了应有的监督及威慑作用,增强了公司领导和各有关部门对项目施工现场工程质量、安全方面的监管力度,能减少、防止和杜绝质量、安全事故的发生。
安全可视化系统,为施工企业的安全防范高效管理提供更有力的技术保障。
发明内容
本发明目的在于提供一种应用于施工现场的安全可视化系统及其施工方法,安全可视化系统应用于施工现场,是集视频采集与传输、远程通信及管理于一体的监控系统,由前端设备、传输设备及终端设备三大部分组成。前端设备和发射设备等安装于监控点,接收设备安装于控制中心,通过相匹配的发射设备及接收设备实现相互监控点与控制中心相互通信。最终由控制中心通过后端图像采集显示设备对图像进行显示、记录和处理,进而有效监控施工,构建安全的施工环境。
为了解决上述技术问题,采用如下技术方案:
一种应用于施工现场的安全可视化系统,包括前端设备、传输设备及终端设备,其特征在于:前端设备包括摄像机及解码器,摄像机连接解码器;传输设备包括微波发射器,微波发射器连接解码器;终端设备包括微波接收器、交换机、录像机、视频服务器及电视墙,微波接收器与微波发射器相互通信,微波接收器连接交换机,交换机连接录像机,录像机连接视频服务器,视频服务器上连接有电视墙。
一种应用于施工现场的安全可视化系统的施工方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)施工现场预处理;
(2)前端设备安装:
①根据施工图纸,在施工现场选定监控点,首先在铁板支架上开设安装孔,再将铁板支架安装于监控点;
②将摄像机与防水配电箱通过安装孔固定在铁板支架上,摄像机连接至防水配电箱;
③首先检测摄像机,包括摄像机的变倍镜头及云台;然后将变倍镜头的电缆、云台的电缆接入解码器的接线端子;接着根据摄像机、变倍镜头及云台的使用要求,从解码器的电源输出端接触摄像机电源并调整云台电源;最后调整解码器的地址码及波特率;
(3)传输设备安装:
采用数字网桥的传输部分即微波发射器作为传输设备,首先度量监控点与控制中心的直线距离,确定传输距离;然后松开微波发射器的U型卡口,将微波发射器的一端固定在监控点的安全平台护栏上,并在监控点的安全平台内侧安放防水箱,防水箱内安装供电模块,在微波发射器与供电模板之间布一根五类线,再分别压制好水晶头,将供电模块与微波发射器均插入水晶头;同时,借助网线将解码器与微波发射器相互连接;
(4)终端设备安装:
①采用数字网桥接收机即微波接收器作为接收设备,首先松开微波接收器的U型卡口,将微波接收器的一端固定在控制中心的安全平台护栏上,并在控制中心的安全平台内侧安放防水箱,防水箱内安装供电模块,在微波接收器与供电模板之间布一根五类线,再分别压制好水晶头,将供电模块与微波接收器均插入水晶头;
②借助网线将微波接收器连接至交换机,将交换机连接至视频服务器,视频服务器分别连接至录像机及电视墙。
优选后,步骤(1)中施工现场预处理具体为:根据前端设备、传输设备及终端设备的走线方式及设计图纸的要求,在施工现场预埋管线、支持件,预留孔洞及沟槽。方便线路连接,使得施工现场井然有序。
优选后,步骤(2)中开设安装孔的具体步骤为:采用电钻开孔,首先在铁板支架上开设铁板支架固定孔,然后根据防水配电箱及摄像机的安装要求,分别在铁板支架上开设防水配电箱安装孔及摄像机安装孔。开孔方便,防水配电箱及摄像机能够牢固固定于铁板支架上,操作简便。
优选后,步骤(2)中摄像机的安装过程具体为:打开护罩的上盖板与后挡板,抽出固定金属片,用固定金属片固定摄像机,将电源适配器装入护罩内;待电源适配器安装完成后,复位上盖板和后挡板,理顺摄像机电缆,并将各电缆逐一固定,最后将摄像机安装于铁板支架。安装过程简单,摄像机连接牢固。
优选后,步骤(2)包括架设避雷针,架设避雷针的具体步骤为:根据施工图纸,确定避雷针的架设位置,首先在架设位置预埋好地脚螺栓,然后将避雷针的支座钢板固定于预埋的地脚螺栓上,并焊上一块肋板;接着将避雷针立起、找直、找正,完成上述操作后,对避雷针进行点焊及校正,焊上其他三块胁板;最后将引下线焊接于支座钢板上。避雷针用于保护可视化系统,避免其因遭受雷击而损坏。
由于采用上述技术方案,具有以下有益效果:
本发明为一种应用于施工现场的安全可视化系统及其施工方法,采用可视化系统对施工操作过程中的施工质量、施工现场操作状况、安全与现场文明施工和环境卫生管理等方面起到了应有的监督及威慑作用,增强了公司领导和各有关部门对项目施工现场工程质量、安全方面的监管力度,能减少、防止和杜绝质量、安全事故的发生。具体包括以下几点:
a、组网灵活,可扩展性好。采用点对多点模式组网,现场管理人员可以迅速将新的监控点投入到现有可视化系统中。不需要为新建可视化系统、增加设备,轻而易举地实现远程监控,提高监管力度;
b、可视化系统是监控技术和无线传输技术的结合,它不仅将不同地点的现场信息实时通过无线通讯手段传送到无线控制中心,而且还自动录影成像便于日后的检索;
c、控制中心的交换机具备组播转发控制功能,防止广播风暴发生;
d、通过视频监控提高巡视和检修的时效性,节约时间成本。一方面实时监控对本施工现场的巡查工作产生互补作用;另一方面当事故或偷盗行为发生后,管理人员能够及时作出反应,无需派员前往检查情况;
e、对施工现场的工程机械实施动态监控管理,做到实时配置各种资源,实现工、料、机的优化组合和最佳协同工作方式,以达到灵活运用施工资源,提高工作效率,降低施工成本的目的,把工程机械设备管理的行为目标由单纯追求效益转向追求综合经济效益;
f、采用了先进的无线通讯、监控等科学技术,减少了许多不必要的人力、物力、财力的投人,降低工程机械的管理成本;可视化系统的应用,实现实时监控功能,提高工程机械的完好率、利用率,使工程机械发挥最大潜力,提高工作效率,以完好的工作状态迅速地转移到下一个工程项目中,缩短了工作周期,减少了维修次数,降低了生产成本;
g、通过视频监控提高巡视和检修的时效性,节约时间成本。一方面实时监控对本单位的巡查工作产生互补作用;另一方面当事故或偷盗行为发生后,管理人员能够及时作出反应,无需派员前往检查情况;
h、安全监管人员能及时解决和纠正不正确的安全隐患,从而减少了安全事故的发生。施工现场可有效剔除安全事故的隐患,节约了因事故而引发的伤亡情况的发生,大大的减少了用于医疗和意外伤害费用的支出,真正的体现了科技改变生产力的实效,提高了企业的经济效益。
i、施工现场生产效率显著提高,工程建设进度、质量、费用三大指标得到了进一步保证;
j、各个施工作业点的施工信息及时传输到控制中心,管理人员通过实时的监听和回放,可立即解决和纠正各个施工点施工中的安全隐患,始终将事故苗头杜绝在萌芽之中,大大提高了安全监管工作效率;
k、杜绝了施工人员在夜间施工影响附近居民的正常生活,降低了噪音,还给人们清静的生活环境;同时,在施工工地进出口设置摄像机,施工车辆必须经过清洗槽清洗后离开工地,推动了文明施工理念。对工程机械的施工状态进行动态的监视管理,减少排放、降低油耗。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明:
图1为本发明可视化系统的示意图;
图2为本发明一种应用于施工现场的安全可视化系统的施工方法的施工工艺流程图;
图3为本发明摄像机保护范围的示意图;
图4为本发明中防水配电箱的结构示意图;
图5为本发明中铁板支架的结构示意图。
具体实施方式
本发明包括了一种应用于施工现场的安全可视化系统,该可视化系统由前端设备、传输设备及终端设备组成,前端设备包括摄像机1及解码器2,摄像机1可安装于施工现场的各个监控点,获取现场施工图像,由解码器2对其进行压缩,以便于其传输。传输设备包括微波发射器3,终端设备包括微波接收器5、交换机6、视频服务器7、录像机9及电视墙10,微波发射器3与微波接收器5点对点对应,从而将摄像机1采集的图像通过微波进行传输,借助网线将图像传递至交换机6,由交换机6再传递至视频服务器7,一方面,该视频由录像机9录制后储存于视频库,另一方面经电视墙10进行播放,工作人员通过电视墙10对施工现场进行监控。
上述的可视化系统具体施工方法如下:
本施工方法所需的材料与设备如下表:
本施工方法的具体步骤包括:
(1)施工准备:
①审查相关技术方案资料,做好安装前的技术交底,落实各项疑义问题;
②做好安装前的各项现场调查工作,了解现场房建工程、供电系统、传输通道等情况条件,为制定合理的实施安装方案打好基础;
③根据现场条件和质量、安全等要求,组好具体的施工组织方案,制定可行性施工方案和质量、安全控制措施。同时准备好工具、材料、仪表、测试记录表格等;
④准备好相关施工用机具设备及材料,并由相关工作人员检查其是否存在故障。
(2)施工现场预处理:
根据前端设备、传输设备及终端设备的走线方式及设计图纸的要求,在施工现场预埋管线、支持件,预留孔洞及沟槽。支持件在工厂预制,施工现场装配,安装人员熟悉各设备的基本结构及安装方法,在监理人员的监督下,进行安装演练,从而熟悉安装过程。
(3)前端设备安装:
前端设备有摄像机1、解码器2组成,主要负责采集施工现场监控点的图像;
①根据施工图纸,在施工现场选定监控点,监控点一般布置于施工高程、危险系数较高点及施工难点;监控点的选择位置应当符合以下规定:
1监控点宜安装在监视目标附近不易受外界损伤的地方,监控点位置不应影响现场设备运行和人员正常活动。室内宜距地面2.5~5m;室外应距地面3.5~10m,并不得低于3.5m。
2监控点应避免强光直射,防止摄像机1镜头受强光直射而损坏,保证摄像管靶面不受损伤。确保镜头视场内,不得有遮挡监视目标的物体。
待施工监控点确定后,取与监控点数量匹配的铁板支架12,在铁板支架12上开设安装孔,采用电钻开孔:首先在铁板支架12上开设铁板支架固定孔13,然后根据防水配电箱11及摄像机1的安装要求,分别在铁板支架12上开设防水配电箱安装孔14及摄像机安装孔15。待开孔完成后,通过铁板支架固定孔13及螺栓,将铁板支架12固定于监控点,实现每个监控点均安装有铁板支架12;
②摄像机1安装:打开护罩的上盖板与后挡板,抽出固定金属片,用固定金属片固定摄像机1,将电源适配器装入护罩内;待电源适配器安装完成后,复位上盖板和后挡板,理顺摄像机1电缆,并将各电缆逐一固定,最后借助摄像机安装孔15及螺栓将摄像机1固定于铁板支架12,固定时摄像机1正反方向朝向正确;
防水配电箱11安装:在箱体的上下位置增加了防护突出层,可更加有效的防止水或者灰尘渗入。借助防水配电箱安装孔14及螺栓将防水配电箱11固定于铁板支架12上,固定时铁板支架12正反方向朝向正确。安装完成后,将防水配电箱11连接至摄像机1,从而实现对摄像机1供电。
③取防水箱,在各个检测点均安装该防水箱,并在防水箱内安装解码器2;在解码器2装入防水箱之前,参照摄像机1镜头或云台的说明书、标签,对照解码器2的接线图,将变倍镜头的电缆、云台的电缆接入解码器2的接线端子。解码器2与镜头或者云台的接口必须完全对应连接,电缆根据接线端子的尺寸做到芯线与接线柱接触良好、牢固,芯线不外露;接着根据摄像机1、变倍镜头及云台的使用要求,从解码器2的电源输出端接触摄像机1电源并调整云台电源;最后调整解码器2的地址码及波特率;最后,将解码器2装入防水箱内。
④架设避雷针4:根据施工图纸,确定避雷针4的架设位置,架设位置靠近监控点,采用独立接地管线以隔离监控设备的电力与图像信号,避免干扰电流、损伤线路。架设时,首先在架设位置预埋好地脚螺栓,然后将避雷针4的支座钢板固定于预埋的地脚螺栓上,并焊上一块肋板;接着将避雷针4立起、找直、找正,完成上述操作后,对避雷针4进行点焊及校正,焊上其他三块胁板;最后将引下线焊接于支座钢板上。避雷针4架设应高于摄像机1,由避雷针4尖往下(即图5中的α角)45-60度的虚拟立体圆椎体范围内,是摄像机1的安全范围,避雷针4在安装时,与固定摄像机1的钢构绝缘隔离。说明书附图中的图5为摄像机1的保护范围示意图。
(4)传输设备安装:
传输设备是用来传输视频的,将摄像机1采集的图像通过无线微波传输至控制中心。采用数字网桥的传输部分即微波发射器3作为传输设备,首先度量监控点与控制中心的直线距离,设立监控点距离控制中心距离,选用传输距离为3~5公里的微波发射器3最为适合;然后松开微波发射器3的U型卡口,将微波发射器3的一端固定在监控点的安全平台护栏上,并在监控点的安全平台内侧安放防水箱,防水箱内安装供电模块。然后根据微波发射器3与供电模块的实际距离,在微波发射器3与供电模板之间布一根五类线(至少留下1m的冗长),再分别压制好水晶头,将供电模块与微波发射器3均插入水晶头(注意拧紧微波发射器3处的防水接头);同时,借助网线将解码器2与微波发射器3相互连接;
(5)终端设备安装:
终端设备由数字网桥接收机即微波接收器5接收,同时用网线把接收机接进交换机6,交换机6接视频服务器7,最后接进控制中心,实现控制中心实时监控各点的功能,具体安装过程如下:
①采用数字网桥接收机即微波接收器5作为接收设备,首先松开微波接收器5的U型卡口,将微波接收器5的一端固定在控制中心的安全平台护栏上,并在控制中心的安全平台内侧安放防水箱,防水箱内安装供电模块。然后根据微波接收器5与供电模块的实际距离,在微波接收器5与供电模板之间布一根五类线(至少留下1m的冗长),再分别压制好水晶头,将供电模块与微波接收器5均插入水晶头(注意拧紧微波接收器5处的防水接头);
②借助网线将微波接收器5连接至交换机6,将交换机6连接至视频服务器7,视频服务器7分别连接至录像机9及电视墙10。录像机9存储摄像机1采集到的图像便于日后常看,电视墙10能够实时播放监控点的监控录像,方便工作人员管理施工现场。
(6)试运行:
安排工作人员在控制中心操作可视化系统,打开前端设备、传输设备及终端设备,通过电视墙10监控各个监控点,观察监控图像清晰度,试运行2-4h。
本施工方法的质量参数如下表:
参数 数值
设备和部件的视频输入阻抗 75Ω
设备和部件的视频输出阻抗 75Ω
设备和部件的电缆特性阻抗 75Ω
音频设备输入阻抗 600Ω
音频设备输出阻抗 600Ω
图像质量(按五级损伤制评定) ≥4分
图像水平清晰度(彩色电视系统) ≥270线
以上仅为本发明的具体实施例,但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础,为解决基本相同的技术问题,实现基本相同的技术效果,所作出地简单变化、等同替换或者修饰等,皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种应用于施工现场的安全可视化系统,包括前端设备、传输设备及终端设备,其特征在于:所述前端设备包括摄像机及解码器,所述摄像机连接所述解码器;所述传输设备包括微波发射器,所述微波发射器连接所述解码器;所述终端设备包括微波接收器、交换机、录像机、视频服务器及电视墙,所述微波接收器与所述微波发射器相互通信,所述微波接收器连接所述交换机,所述交换机连接所述录像机,所述录像机连接所述视频服务器,所述视频服务器上连接有所述电视墙。
2.如权利要求1所述一种应用于施工现场的安全可视化系统的施工方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)施工现场预处理;
(2)前端设备安装:
①根据施工图纸,在施工现场选定监控点,首先在铁板支架上开设安装孔,再将铁板支架安装于监控点;
②将摄像机与防水配电箱通过安装孔固定在铁板支架上,摄像机连接至防水配电箱;
③首先检测摄像机,包括摄像机的变倍镜头及云台;然后将变倍镜头的电缆、云台的电缆接入解码器的接线端子;接着根据摄像机、变倍镜头及云台的使用要求,从解码器的电源输出端接触摄像机电源并调整云台电源;最后调整解码器的地址码及波特率;
(3)传输设备安装:
采用数字网桥的传输部分即微波发射器作为传输设备,首先度量监控点与控制中心的直线距离,确定传输距离;然后松开微波发射器的U型卡口,将微波发射器的一端固定在监控点的安全平台护栏上,并在监控点的安全平台内侧安放防水箱,防水箱内安装供电模块,在微波发射器与供电模板之间布一根五类线,再分别压制好水晶头,将供电模块与微波发射器均插入水晶头;同时,借助网线将解码器与微波发射器相互连接;
(4)终端设备安装:
①采用数字网桥接收机即微波接收器作为接收设备,首先松开微波接收器的U型卡口,将微波接收器的一端固定在控制中心的安全平台护栏上,并在控制中心的安全平台内侧安放防水箱,防水箱内安装供电模块,在微波接收器与供电模板之间布一根五类线,再分别压制好水晶头,将供电模块与微波接收器均插入水晶头;
②借助网线将微波接收器连接至交换机,将交换机连接至视频服务器,视频服务器分别连接至录像机及电视墙。
3.根据权利要求2所述的一种应用于施工现场的安全可视化系统的施工方法,其特征在于:所述步骤(1)中施工现场预处理具体为:根据前端设备、传输设备及终端设备的走线方式及设计图纸的要求,在施工现场预埋管线、支持件,预留孔洞及沟槽。
4.根据权利要求2所述的一种应用于施工现场的安全可视化系统的施工方法,其特征在于:所述步骤(2)中开设安装孔的具体步骤为:采用电钻开孔,首先在铁板支架上开设铁板支架固定孔,然后根据防水配电箱及摄像机的安装要求,分别在铁板支架上开设防水配电箱安装孔及摄像机安装孔。
5.根据权利要求2所述的一种应用于施工现场的安全可视化系统的施工方法,其特征在于:所述步骤(2)中摄像机的安装过程具体为:打开护罩的上盖板与后挡板,抽出固定金属片,用固定金属片固定摄像机,将电源适配器装入护罩内;待电源适配器安装完成后,复位上盖板和后挡板,理顺摄像机电缆,并将各电缆逐一固定,最后将摄像机安装于铁板支架。
6.根据权利要求2所述的一种应用于施工现场的安全可视化系统的施工方法,其特征在于:所述步骤(2)包括架设避雷针,架设避雷针的具体步骤为:根据施工图纸,确定避雷针的架设位置,首先在架设位置预埋好地脚螺栓,然后将避雷针的支座钢板固定于预埋的地脚螺栓上,并焊上一块肋板;接着将避雷针立起、找直、找正,完成上述操作后,对避雷针进行点焊及校正,焊上其他三块胁板;最后将引下线焊接于支座钢板上。
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