CN107748945A - 一种智慧工地人员管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智慧工地人员管理系统，包括智能终端，给智能终端充电的无线充电设备，身份识别系统，通讯系统以及监管平台；所述监管平台包括政府综合监管平台和智慧工地人员管理平台；所述政府综合监管平台和智慧工地人员管理平台之间通过互联网连接；所述身份识别系统设置在工地进出口位置；所述通讯系统采用NB‑IoT通讯实现运营商基站与智慧工地人员管理平台之间的数据传输。本发明通过采用了新一代的通信技术NB‑IoT通讯技术，实现了对工地人员的实时定位，全局显示整个工地人员分布情况，可以查询单个或者多个工人的移动轨迹，监控更全面，管控更强，效率更高；具备超低功耗、海量连接、覆盖率高和超低成本的优势。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工领域，具体涉及一种智慧工地人员管理系统。
技术背景
在建筑施工过程中，安全事故不断发生。2016年，全国共发生房屋市政工程生产安全事故634起、死亡735人，同比分别上升43.44％和32.67％。其中较大事故27起、 死亡94人，同比分别上升22.73％和10.59％。2016年的事故类型主要为高空坠落事故 (其中酒后作业为重要原因)，较大事故类型主要为坍塌事故及体重机械事故。
综上，全国的建筑施工安全生产形势严峻，亟需提高建筑施工安全监管水平与效能， 通过信息化手段加强工地人员监控，最大限度预防由非技术性因素(如非授权人员擅入、 违规不带安全帽、酒后作业、无证作业、违规取火等)造成的建筑施工事故。
目前对于工地人员的安全管理主要是对施工现场人员进行定位，技术上主要采用单 一蓝牙技术或超宽带技术。
采用蓝牙技术，价格便宜、功耗较低，但通讯距离较短，抗遮挡能力较弱；
采用超宽带技术，价格昂贵、功耗大，通讯距离略高于蓝牙技术，但定位精度较差，抗遮挡能力较弱。
因此，当前的人员定位方案并不能满足工地的人员定位及管理需求。
发明内容
发明目的：本发明针对上述不足，提出了一种智慧工地人员管理系统，一方面需能满足施工现场的人员监管，另一方面可实现政府对各工地的统一管控，完善政府监管抓手，提高监管效率效能。
技术方案：
一种智慧工地人员管理系统，包括智能终端，给智能终端充电的无线充电设备，身份识别系统，通讯系统以及监管平台；所述监管平台包括政府综合监管平台和智慧工地 人员管理平台；所述政府综合监管平台和智慧工地人员管理平台之间通过互联网连接； 所述身份识别系统设置在工地进出口位置；所述通讯系统采用NB-IoT通讯实现运营商 基站与智慧工地人员管理平台之间的数据传输；
所述智能终端包括传感器模块，定位模块，身份识别模块，报警模块，NB-IoT通 讯模块以及电源模块；所述身份识别模块内采集有智能终端使用者信息，包括姓名，年 龄以及性别；通过工地进出口设置的身份识别系统识别，并通过智慧工地人员管理平台 与身份识别模块内的信息进行对比，确定身份；所述定位模块采用北斗/GPS卫星定位 与蓝牙4.0结合的方式进行实时定位，并将实时定位信息通过NB-IoT通讯模块发送至 智慧工地人员管理平台；所述传感器模块包括体征检测模块和陀螺仪，所述体征检测模 块实时监测工人的体征信息，体征信息包括血压、心率、体温及需氧饱和度指标；所述 陀螺仪判断工人的身体姿态；所述传感器模块将测得的信息通过NB-IoT模块发送至智 慧工地人员管理平台；所述电源模块为其他各个模块供电；
所述智慧工地人员管理平台设置在工地的办公区，接收所述智能终端发送的传感器 数据，对工人的生命体征信息进行存储和分析，绘制动态体征图获得工人的身体状况信息，并在工人身体状况出现异常时预警；所述智慧工地人员管理平台根据所述智能终端 发送的定位数据对工地人员进行智能管理。
所述体征信息包括血压、心率、体温及需氧饱和度指标。
所述所述智能终端为智能安全帽，智能手环，胸卡或者其他便携式佩戴设备。
所述智能终端为智能安全帽；所述各个模块集成为芯片放置在所述安全帽内侧顶部 位置；在所述安全帽内还设有光敏电阻，当安全帽内光敏电阻检测到光线，且持续一定时间，则将信息通过NB-IoT通讯模块发送至智慧工地人员管理平台，进行报警；具体 持续的时间根据工地的具体情况设置。
所述智能终端还集成有电子钱包模块，所述电子钱包模块通过NB-IoT通讯模块与云服务平台连接，所述云服务平台通过互联网与银行连接；工人通过所述智能可穿戴设 备进行支付。
所述定位模块采用北斗/GPS卫星定位与蓝牙4.0结合的方式进行实时定位具体为：
针对施工人员在室外工作时，北斗/GPS卫星自动读取其智能终端内的接收机，并将其位置信息传输到智慧工地人员管理平台进行定位；
针对在巷道施工的工人，巷道内预先安装的蓝牙读取设备自动读取工人智能终端内 的信息，智慧工地人员管理平台根据读取的蓝牙设备位置，判断工人位置；
针对在室内建筑作业的工人，对建筑楼宇的每一层进行网格化管理，每个网格安装 相应的蓝牙读取设备，施工人员一旦进入对应网格，则设备自动读取工人智能终端内的信息，智慧工地人员管理平台根据读取的蓝牙设备位置，判断工人的位置。
在所述智能终端上还设有一键报警按钮，通过一键报警按钮将报警信息通过NB-IoT模块发送至智慧工地人员管理平台进行报警。
所述智慧工地人员管理平台根据所述智能终端发送的定位数据对工地人员进行智 能管理具体为：
在任一时间点查询并显示某个地点的人数、分布情况及身份信息；
查询一个或多个人员的实际位置、活动轨迹；
根据定位以及姿态数据分析判断工人工作时间的休息偷懒的情况；
对于不允许单人作业的情况，一旦出现单人作业，则在后台自动告警，并将相关人员信息发送给现场巡查监督人员，由其进行管理监督；
记录有关人员在任一地点的到、离时间和总工作时间，督促和落实重要巡查人员是 否按时到点的进行实地查看的工作情况；
对于指定的工地禁区，若有非授权人员进入，在在后台实时报警，并显示进入禁区的人数及身份；同时自动将相关人员信息推送给场地巡查管理人员，由场地巡查管理人 员通知其撤离；
针对意外事故发生，救援人员根据智慧工地人员管理平台上的人员分布数据、图形， 迅速了解有关人员的位置情况，并采取相应的救援措施；
通过对工人工作时间及休息情况、现场巡查监督人员的巡查情况、是否单人工作、具体工人的到、离时间以及工地禁区是否存在非法闯入的实时监控实现过程管理，及时 排除安全隐患，实现事故预警。
针对特殊工种管理：
电工管理：配电柜预先安装人脸识别装置和智能终端读取装置；当读取的人脸信息 与智能终端信息均与后台授权的电工人员一致时，配电柜开启；通过人脸和智能终端信息比对后，配电柜关闭；若配电柜长时间未关闭，则智慧工地人员管理平台进行语音 或文字报警，并通知相关现场管理人员关闭配电柜，并进行责任追踪；
针对电焊作业管理：电焊作业人员通过动火证申请后，智慧工地人员管理平台依据 其动火证申请时间和地点对其进行定位追踪；同时对相应的监护人员进行跟踪；一旦电焊作业时间或地点发生异常，则及时告警，并联系监护人员了解情况；若电焊监护人员 位置发生异常，则及时告警，并联系现场巡查人员进行电焊作业监督，同时进行责任追 踪；
对于高空作业：在高空作业设备上安装智能终端信息读取设备，当读取到的信息与 授权司机信息一致后，即可进入；对高空作业设备信号工位置进行实时监测，一旦信号工位置异常则自动报警，并通知高空作业设备司机停止作业，同时通知现场巡查人员前 往管理监督。
所述政府监管平台通过互联网连接各智慧工地人员管理平台，实时显示各工地的预 警信息；同时，对各工地数据信息的汇总分析，对各工地进行针对性地管控。
有益效果：本发明通过采用了新一代的通信技术NB-IoT通讯技术，实现了对工地人员的实时定位，全局显示整个工地人员分布情况，可以查询单个或者多个工人的移动 轨迹，监控更全面，管控更强，效率更高；具备超低功耗、海量连接、覆盖率高和超低 成本的优势。
附图说明
图1为本发明智能终端的结构示意图。
图2为本发明的建筑工地人员管理应用场景。
图3为本发明对施工人员的体征信息监管的流程图。
具体实施方式
结合附图对本发明进行详细说明：
本发明的智慧工地人员管理系统包括智能终端，给智能终端充电的无线充电设备， 身份识别系统，通讯系统以及监管平台。所述监管平台包括政府综合监管平台和智慧工 地人员管理平台；所述政府综合监管平台和智慧工地人员管理平台之间通过互联网连接。 所述智能终端为智能安全帽，智能手环，胸卡或者其他便携式佩戴设备。所述身份识别系统设置在工地进出口位置，如图2门禁所示位置，所述身份识别系统采用人脸识别系 统或者指纹识别系统等身份识别系统。所述通讯系统采用NB-IoT通讯实现运营商基站 与智慧工地人员管理平台之间的数据传输。NB-IoT通讯技术基于公用网络基础，无需 再另外构建网络通信设备，成本低廉，同时具备高数据聚集和低功耗特性，传输采用 180kHzUE上下行射频带宽；下行与LTE相同，子载波间隔15K；上行采用SC-FDMA 及single-tone和multi-tone两种配置。本发明采用NB-IoT通讯传输的数据均为小数据， 传输更加可靠，功耗低。
图1为本发明的智能终端结构示意图。如图1所示，本发明的智能终端包括传感器模块，定位模块，身份识别模块，处理器模块，报警模块，NB-IoT通讯模块以及电源 模块；所述处理器模块、定位模块、身份识别模块以及传感器模块均与NB-IoT通讯模 块连接；所述身份识别模块内采集有智能终端使用者信息，包括姓名，年龄以及性别； 通过工地进出口设置的身份识别系统识别，并通过智慧工地人员管理平台与身份识别模 块内的信息进行对比，确定身份。这样，不仅可以实现人员进出场管理、后台考勤统计 等功能，也可以防止非工地人员随意进入，而且可以有效地防止工人之间自行调换位置 或者代工行为。定位模块采用北斗/GPS卫星定位、蓝牙4.0结合的方式进行实时定位， 并将实时定位信息通过NB-IoT通讯模块发送至智慧工地人员管理平台；北斗卫星定位 模块遵循中国卫星导航系统管理办公室发布的17项北斗专项标准，蓝牙模块遵循蓝牙 4.0+BLE核心规范。定位模块对建筑施工场地全方位、无死角的三维立体定位，确保后 台管理人员掌握施工人员的位置信息、运动轨迹以及施工场地内人员分布情况等，提高 施工场地管理及事故救援效率；具体为：针对施工人员在室外工作时，北斗/GPS卫星 自动读取其智能终端内的接收机，并将其位置信息传输到智慧工地人员管理平台进行定 位；针对在巷道施工的工人，巷道内预先安装的蓝牙读取设备自动读取工人智能终端内 的信息，智慧工地人员管理平台根据读取的蓝牙设备位置，判断工人位置；针对在室内 建筑作业的工人，对建筑楼宇的每一层进行网格化管理，每个网格安装相应的蓝牙读取 设备，施工人员一旦进入对应网格，则设备自动读取工人智能终端内的信息，智慧工地 人员管理平台根据读取的蓝牙设备位置，判断工人的位置。
所述传感器模块包括体征检测模块和陀螺仪，所述体征检测模块实时监测工人的体 征信息，体征信息包括血压、心率、体温及需氧饱和度等指标；所述陀螺仪判断工人的身体姿态；体征检测模块检测到的信息通过NB-IoT通讯模块发送至智慧工地人员管理 平台；陀螺仪判断工人的身体姿态是否为跌倒或者出现其他非正常姿态，并将信息通过 NB-IoT通讯模块发送至智慧工地人员管理平台；所述处理器模块接收智慧工地人员管 理平台的控制信息，并控制所述报警模块报警；所述电源模块均与其他各个模块连接， 并为其他各个模块供电。
在所述智能终端上还设有一键报警按钮，可以将报警信息通过NB-IoT通讯模块发送至智慧工地人员管理平台进行报警。
本发明的智能终端还集成有电子钱包模块，所述电子钱包模块通过NB-IoT通讯模块与云服务平台连接，所述云服务平台通过互联网与银行连接。工人通过本发明的智能 可穿戴设备进行支付。
在本发明中，所述智能终端采用的是安全帽，所述各个模块集成为芯片放置在所述 安全帽内侧顶部位置。在所述安全帽内还设有光敏电阻，当安全帽内光敏电阻检测到的光线较强，且持续时间较长，则将信息通过NB-IoT通讯模块发送至智慧工地人员管理 平台，进行报警，具体持续时间可根据工地的具体情况设置。
所述智慧工地人员管理平台设置在工地的办公区，接收智能终端发送过来的定位数 据以及传感器数据，对施工人员的生命体征信息进行存储和分析，绘制动态体征图，用工单位可以依此安排施工人员进行体检、就医，确保所有施工人员身体状况良好；当某 施工人员身体状况出现异常时，智慧工地人员管理平台自动预警并通知管理人员到场进 行处理，可以有效避免工人饮酒后施工、身体不适施工等情况的发生；或者当施工人员 自己发觉身体异常或遭遇安全事故时，可通过一键报警按钮进行救助。如图3所示。
通过本发明的系统可以实现如下功能：
在任一时间点查询并显示某个地点的人数、分布情况及身份信息；
查询一个或多个人员的实际位置、活动轨迹，以便于对人员进行合理的调度管理；
可以根据定位以及姿态数据分析判断工人工作时间的休息偷懒的情况，便于对施工 人员进行绩效考评和管理；
对于密闭空间作业等不允许单人作业的情况，一旦出现单人作业，则在后台自动告 警，并将相关人员信息发送给现场巡查监督人员，由其进行管理监督；
记录有关人员在任一地点的到、离时间和总工作时间等一系列信息，督促和落实重 要巡查人员是否按时到点的进行实地查看的工作情况；
对于指定的工地禁区，若有非授权人员进入，在后台实时报警，并显示进入禁区的人数及身份；同时自动将相关人员信息推送给场地巡查管理人员，由场地巡查管理人员 通知其撤离；
针对意外事故发生，救援人员可根据智慧工地人员管理平台上的人员分布数据、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。并可通过查看安全管理人员或者相关人员的活动轨迹，查找责任人，予以追责。
本发明的智慧工地人员管理平台通过对工人工作时间及休息情况、现场巡查监督人 员的巡查情况、是否单人工作、具体工人的到、离时间以及工地禁区是否存在非法闯入的实时监控实现过程管理，及时排除安全隐患，从而实现事故预警。
同时，针对特殊工种管理，如电工管理：配电柜预先安装人脸识别装置和安全帽读取装置；当读取的人脸信息与安全帽信息均与后台授权的电工人员一致时，配电柜开启；通过人脸和安全帽信息比对后，配电柜关闭；若配电柜长时间未关闭，则智慧工地人员 管理平台进行语音或文字报警，并通知相关现场管理人员关闭配电柜，并进行责任追踪。
针对电焊作业管理：电焊作业人员通过动火证申请后，智慧工地人员管理平台依据 其动火证申请时间和地点对其进行定位追踪；同时对相应的监护人员进行跟踪，确保监护人员坚守岗位；一旦电焊作业时间或地点发生异常，则及时告警，并联系监护人员了 解情况；若电焊监护人员位置发生异常，则及时告警，并联系现场巡查人员进行电焊作 业监督，同时进行责任追踪。
对于塔吊等高空作业设备实行专人专开；由于塔吊操作室存在高空取电较为困难、 夏季温度较高等问题，人脸识别设备不易安装，可仅安装智能终端信息读取设备，当读取到的信息与授权司机信息一致后，即可进入；对塔吊信号工位置进行实时监测，一旦 信号工位置异常则自动报警，并通知塔吊司机停止作业，同时通知现场巡查人员前往管 理监督。
本发明可以设置云服务平台，接入各工地的人员管理平台，同时与省市区县监管平 台互联互通；未来还可接入各工地的视频监控、环境监测平台等。各工地人员管理平台的数据实时传到政府监管部门，监管部门准确掌握施工现场情况。政府监管平台实时显 示各工地的预警信息，便于政府监管部门实时掌握各工地的异常现象。同时，云服务平 台或者政府监管平台通过对各工地数据信息的汇总分析，对各工地进行针对性地管控。
本发明的智慧工地人员管理系统只需架构智慧工地人员管理平台，通过NB-IoT通讯模块与智能终端连接，并接收数据，在云服务平台上进行分析处理。架构简单，维护 便捷，运营费用少。
以上公开的仅为本发明的具体实施方式，但是本发明并非局限于此，本领域的技术 人员在不脱离本发明所保护的范围和精神下，可根据不同的实际需要做出各种具体的变 化，但是仍属于本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种智慧工地人员管理系统，其特征在于：包括智能终端，身份识别系统，通讯系统以及监管平台；所述监管平台包括政府综合监管平台和智慧工地人员管理平台；所述政府综合监管平台和智慧工地人员管理平台之间通过互联网连接；所述身份识别系统设置在工地进出口位置；所述通讯系统采用NB-IoT通讯实现运营商基站与智慧工地人员管理平台之间的数据传输；
所述智能终端包括传感器模块，定位模块，身份识别模块，处理器模块NB-IoT通讯模块以及电源模块；所述身份识别模块内采集有智能终端使用者信息；通过工地进出口设置的身份识别系统识别，并通过智慧工地人员管理平台与身份识别模块内的信息进行对比，确定身份；所述定位模块采用北斗/GPS卫星定位与蓝牙4.0结合的方式进行实时定位，并将实时定位信息通过NB-IoT通讯模块发送至智慧工地人员管理平台；所述传感器模块包括体征检测模块和陀螺仪，所述体征检测模块实时监测工人的体征信息，所述陀螺仪判断工人的身体姿态；所述处理器模块将所述传感器模块测得的信息进行处理并通过NB-IoT通讯模块发送至智慧工地人员管理平台；所述电源模块与其他各个模块连接并为其他各个模块供电；
所述智慧工地人员管理平台设置在工地的办公区，接收所述智能终端发送的传感器数据，对工人的生命体征信息进行存储和分析，绘制动态体征图获得工人的身体状况信息，并在工人身体状况出现异常时预警；所述智慧工地人员管理平台根据所述智能终端发送的定位数据对工地人员进行智能管理。
2.根据权利要求1所述的智慧工地人员管理系统，其特征在于：所述智能终端使用者信息包括姓名，年龄以及性别。
3.根据权利要求1所述的智慧工地人员管理系统，其特征在于：所述体征信息包括血压、心率、体温及需氧饱和度指标。
4.根据权利要求1所述的智慧工地人员管理系统，其特征在于：所述所述智能终端为智能安全帽，智能手环，胸卡或者其他便携式佩戴设备。
5.根据权利要求4所述的智慧工地人员管理系统，其特征在于：所述智能终端为智能安全帽；所述各个模块集成为芯片放置在所述安全帽内侧顶部位置；在所述安全帽内还设有光敏电阻，当安全帽内光敏电阻检测到光线，且持续一定时间，则将信息通过NB-IoT通讯模块发送至智慧工地人员管理平台，进行报警；具体持续的时间根据工地的具体情况设置。
6.根据权利要求1所述的智慧工地人员管理系统，其特征在于：所述智能终端还集成有电子钱包模块，所述电子钱包模块通过NB-IoT通讯模块与云服务平台连接，所述云服务平台通过互联网与银行连接；工人通过所述智能可穿戴设备进行支付。
7.根据权利要求1所述的智慧工地人员管理系统，其特征在于：所述定位模块采用北斗/GPS卫星定位与蓝牙4.0结合的方式进行实时定位具体为：
针对施工人员在室外工作时，北斗/GPS卫星自动读取其智能终端内的接收机，并将其位置信息传输到智慧工地人员管理平台进行定位；
针对在巷道施工的工人，巷道内预先安装的蓝牙读取设备自动读取工人智能终端内的信息，智慧工地人员管理平台根据读取的蓝牙设备位置，判断工人位置；
针对在室内建筑作业的工人，对建筑楼宇的每一层进行网格化管理，每个网格安装相应的蓝牙读取设备，施工人员一旦进入对应网格，则设备自动读取工人智能终端内的信息，智慧工地人员管理平台根据读取的蓝牙设备位置，判断工人的位置。
8.根据权利要求1所述的智慧工地人员管理系统，其特征在于：在所述智能终端上还设有报警模块，通过所述报警模块将报警信息通过NB-IoT通讯模块发送至智慧工地人员管理平台进行报警。
9.根据权利要求1所述的智慧工地人员管理系统，其特征在于：所述智慧工地人员管理平台根据所述智能终端发送的定位数据对工地人员进行智能管理具体为：
在任一时间点查询并显示某个地点的人数、分布情况及身份信息；
查询一个或多个人员的实际位置、活动轨迹；
根据定位以及姿态数据分析判断工人工作时间的休息偷懒的情况；
对于不允许单人作业的情况，一旦出现单人作业，则在后台自动告警，并将相关人员信息发送给现场巡查监督人员，由其进行管理监督；
记录有关人员在任一地点的到、离时间和总工作时间，督促和落实重要巡查人员是否按时到点的进行实地查看的工作情况；
对于指定的工地禁区，若有非授权人员进入，在在后台实时报警，并显示进入禁区的人数及身份；同时自动将相关人员信息推送给场地巡查管理人员，由场地巡查管理人员通知其撤离；
针对意外事故发生，救援人员根据智慧工地人员管理平台上的人员分布数据、图形，迅速了解有关人员的位置情况，并采取相应的救援措施；
通过对工人工作时间及休息情况、现场巡查监督人员的巡查情况、是否单人工作、具体工人的到、离时间以及工地禁区是否存在非法闯入的实时监控实现过程管理，及时排除安全隐患，实现事故预警。
10.根据权利要求1所述的智慧工地人员管理系统，其特征在于：针对特殊工种管理：
电工管理：配电柜预先安装人脸识别装置和智能终端读取装置；当读取的人脸信息与智能终端信息均与后台授权的电工人员一致时，配电柜开启；通过人脸和智能终端信息比对后，配电柜关闭；若配电柜长时间未关闭，则智慧工地人员管理平台进行语音或文字报警，并通知相关现场管理人员关闭配电柜，并进行责任追踪；
针对电焊作业管理：电焊作业人员通过动火证申请后，智慧工地人员管理平台依据其动火证申请时间和地点对其进行定位追踪；同时对相应的监护人员进行跟踪；一旦电焊作业时间或地点发生异常，则及时告警，并联系监护人员了解情况；若电焊监护人员位置发生异常，则及时告警，并联系现场巡查人员进行电焊作业监督，同时进行责任追踪；
对于高空作业：在高空作业设备上安装智能终端信息读取设备，当读取到的信息与授权司机信息一致后，即可进入；对高空作业设备信号工位置进行实时监测，一旦信号工位置异常则自动报警，并通知高空作业设备司机停止作业，同时通知现场巡查人员前往管理监督。
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