CN107898041A - 一种基于bim的安全帽佩戴管理系统 - Google Patents

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张庭旺
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Abstract

本发明公开了一种基于BIM的安全帽佩戴管理系统，包括安全帽、压力传感器、第一定位芯片、第二定位芯片、报警设备、RFID阅读接收器、BIM集成的数据存储器和BIM中央处理器及操作终端，压力传感器置于安全帽的帽箍内侧，报警设备安装在安全帽的帽壳外部，报警设备与压力传感器通过数据线相连；第一定位芯片、第二定位芯片设置在安全帽上；RFID阅读接收器与BIM集成的数据存储器后再通过网络传输装置与BIM中央处理器及操作终端连接，操作终端设置有绿色定位标志灯和红色定位标志灯。本发明全面保证现场施工人员正确佩戴安全帽，准确定位工人位置，防止工人因客观原因导致安全帽脱落，将建筑工程施工现场的风险降到最低。

Description

一种基于BIM的安全帽佩戴管理系统
技术领域
本发明涉及建筑施工中安全管理领域，具体涉及一种基于BIM的安全帽佩戴管理系统。
背景技术
随着中国的城镇建设进入全面快速的发展时期，建筑工程已遍布华夏大地。而从事建筑工程的建筑工人也越来越多，因此建筑安全已经成为一个非常重要的话题。在建筑工地会存在很多安全风险因素，例如高空坠物、工人坠落，同时在施工现场存在很多尖锐的物体，这些都可能对作业人员产生伤害。安全帽作为一种防护用品，能够保护工人免受其中的一些伤害。然而，尽管目前施工现场的工作人员均被强制佩戴安全帽，并对不佩戴安全帽的行为制定惩罚措施，但仍有人无视安全防护规定，存在侥幸心理。还有安全帽意外脱落，工作人员只注意工作而没有重新佩戴，也存在很大的安全隐患；如果工人因其他原因导致安全帽掉落，管理人员没有及时发现，也会导致安全事故的发生。
CN201410638339.4公开了一种安全帽脱离报警系统，包括帽壳、帽衬以及下颌带，帽壳内安装有帽衬，帽壳下端两侧对称安装有下颌带，帽壳由壳体、帽舌、帽沿、顶筋，保证施工人员正确佩戴安全帽性，便于安全施工管理；但是佩戴安全帽的工人的具体位置不能被精准的读取和了解。CN201610164584.5公开了一种具有考勤和定位功能的安全帽，包括监控计算机、带I/O接口读卡器和施工区域读卡器，并通过互联网连接，解决劳务人员实名制考勤管理繁琐累赘和施工作业人员现场安全管理问题；结合BIM准确的对工人进行定位，但是不能对工人是否正确佩戴安全帽进行管理。CN201510985033.0公开了一种安全帽，包括具有用于容纳头部空间的帽壳，还包括安装架、压力传感器和通信单元，解决工作人员突发紧急情况无法进行有效求救的问题，但是只适合突发紧急情况下进行求救，对平时安全帽是否正常佩戴的管理有所欠缺。
安全帽的作用不容忽视，因此要采取必要的技术手段对现有的安全帽进行改良。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有安全帽存在的上述不足，提供一种基于BIM的安全帽佩戴管理系统，全面保证现场施工人员正确佩戴安全帽，准确定位工人的水平位置，防止工人因客观原因导致安全帽脱落，将建筑工程施工现场的风险降到最低。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种基于BIM的安全帽佩戴管理系统，包括安全帽、压力传感器、第一定位芯片、第二定位芯片、报警设备、RFID阅读接收器、BIM集成的数据存储器和BIM中央处理器及操作终端，所述压力传感器置于安全帽的帽箍内侧，用于检测工人是否佩戴安全帽；所述报警设备安装在安全帽的帽壳外部，报警设备与压力传感器通过数据线相连；所述第一定位芯片、第二定位芯片设置在安全帽上，第一定位芯片、第二定位芯片中均写入相对应工人的姓名、年龄和工种信息；所述RFID阅读接收器安装在施工现场，且第一定位芯片、第二定位芯片的位置位于RFID阅读接收器能接收的信号范围之内；所述RFID阅读接收器与BIM集成的数据存储器连接，所述BIM集成的数据存储器通过网络传输装置与BIM中央处理器及操作终端连接，操作终端设置有绿色定位标志灯和红色定位标志灯；
所述压力传感器、第一定位芯片、RFID阅读接收器、BIM集成的数据存储器、网络传输装置、BIM中央处理器及操作终端、绿色定位标志灯构成第一套定位系统，所述压力传感器、第二定位芯片、报警设备、RFID阅读接收器、BIM集成的数据存储器、网络传输装置、BIM中央处理器及操作终端、红色定位标志灯构成第二套定位系统。
按上述方案，在安全帽帽箍内侧正对头部的前、后、左、右四个点分别安装一个压力传感器。
按上述方案，所述第一定位芯片、第二定位芯片均为RFID定位芯片，安装在安全帽内侧的帽箍上。
本发明的工作原理：将压力传感器置于安全帽的内侧，能够检测工人是否佩戴安全帽，在安全帽内侧的帽箍上安装两个RFID定位芯片，即安全帽有两套定位系统；在施工现场RFID阅读接收器的位置是固定不变的，这样才能实时有效的接收到两个定位芯片所发出的全部信号；无线射频识别(RFID)技术与BIM技术相结合，可以在BIM终端模型中显示作业人员的位置，且这种显示是三维的。在安全帽的帽壳外部安装报警设备，其与压力传感器通过数据线相连，一旦任何一个压力传感器感受不到头部对它的压力，报警设备会立即发出报警信息提示工人，在BIM模型中安全帽的位置与施工现场是真实对应的，BIM系统在运行时不停地接收阅读接收器传输的信息。在BIM系统中通过模型与数据的展示模拟施工现场工作人员的活动情况，通过BIM模型显示的定位标志的颜色，终端管理人员能根据绿色定位标志灯和红色定位标志灯的颜色的不同及时判断出工人是否正确佩戴安全帽并据此采取相应的措施，一旦有状况通知现场管理人员前去查看，避免安全事故的发生。
本发明的有益效果：
1、在安全帽内侧安装多个压力传感器，全面的保证现场施工人员正确佩戴安全帽；报警设备能提示工人重新将安全帽戴好，防止工人因主观原因将安全帽摘下；无论定位芯片、压力传感器还是报警设备均比较轻便，不会增加安全帽的重量，同时也不会使佩戴者产生不舒服的感觉；
2、RFID无线射频识别设备穿透力能力强，而BIM技术具有非常强大可视化功能，两者相结合不但能准确定位工人的水平位置，而且还能第一时间清楚工人所在建筑楼层数或高度，可以显示现场施工人员的三维位置，利于管理人员及时找到每一位工人；
3、采用两套定位系统，使得BIM操作终端的定位标志显示颜色不同，终端工作人员也会根据定位标志颜色的不同通知现场管理人员前去查看，防止工人因客观原因导致安全帽脱落，管理人员可以据此及时准确地做出判断，两种措施相结合能够将建筑工程施工现场的风险降到最低。
附图说明
图1是本发明基于BIM的安全帽佩戴管理系统的结构示意图；
图中，1-工人，2-压力传感器，3-第一定位芯片，4-第二定位芯片，5-报警设备，6-RFID阅读接收器，7-BIM集成的数据存储器，8-网络传输装置，9-BIM中央处理器及操作终端，10-绿色定位标志灯，11-红色定位标志灯，12-终端工作人员，13-现场管理人员，14-安全帽。
具体实施方式
以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
参照图1所示，本发明所述的基于BIM的安全帽佩戴管理系统，包括安全帽14、压力传感器2、第一定位芯片3、第二定位芯片4、报警设备5、RFID阅读接收器6、BIM集成的数据存储器7和BIM中央处理器及操作终端9，在安全帽14帽箍内侧正对头部的前、后、左、右四个点分别安装一个压力传感器2，用于检测工人是否佩戴安全帽14；报警设备5安装在安全帽的帽壳外部，报警设备5与压力传感器2通过数据线相连；第一定位芯片3、第二定位芯片4设置在安全帽上，第一定位芯片3、第二定位芯片4中均写入相对应工人1的姓名、年龄和工种信息；RFID阅读接收器6安装在施工现场，且第一定位芯片3、第二定位芯片4的位置位于RFID阅读接收器6能接收的信号范围之内；RFID阅读接收器6与BIM集成的数据存储器7连接，BIM集成的数据存储器7通过网络传输装置8与BIM中央处理器及操作终端9连接，操作终端设置有绿色定位标志灯10和红色定位标志灯11；
压力传感器2、第一定位芯片3、RFID阅读接收器6、BIM集成的数据存储器7、网络传输装置8、BIM中央处理器及操作终端9、绿色定位标志灯10构成第一套定位系统，压力传感器2、第二定位芯片4、报警设备5、RFID阅读接收器6、BIM集成的数据存储器7、网络传输装置8、BIM中央处理器及操作终端9、红色定位标志灯11构成第二套定位系统。
第一定位芯片3、第二定位芯片4均为RFID定位芯片，安装在安全帽14内侧的帽箍上。
当安全帽14帽箍内侧正对头部的前、后、左、右四个压力传感器2都能接收到来自头部的压力时，BIM中央处理器及操作终端9启动第一套定位系统，RFID阅读接收器6接收到第一定位芯片3的信号之后，将此信息传入到BIM集成的数据存储器7，随后通过网络传输装置8，将第一定位芯片3的信息传输到BIM中央处理器及操作终端9，根据系统预设此时为正确佩戴安全帽，操作终端的绿色定位标志灯10亮，定位标志显示为绿色。
一旦任何一个压力传感器2感受不到头部对它的压力时，压力传感器2会将这一信息传递给报警设备5，报警设备5发出报警信息提示工人1重新将安全帽14戴好，以此判断工人是否正确佩戴安全帽14，与此同时，第二套定位系统开启，将第二定位芯片4的信息通过RFID阅读接收器6、数据存储器7传递到达BIM中央处理器及操作终端9时，操作终端的红色定位标志11亮，定位标志显示为红色。
经过报警信息提示后，如果工人1重新将安全帽14戴好，则报警设备5停止工作；管理系统自动由第二套定位系统切换为第一套定位系统，操作终端的绿色定位标志10，定位标志由红色变为绿色。
如果BIM中央处理器及操作终端9的红色定位标志11常亮即定位标志一直显示红色，则工人1可能因客观原因导致安全帽14脱落，但又无法将安全帽14重新戴好，终端工作人员12立即通知现场管理人员13根据信号在BIM中央处理器及操作终端9显示的位置前去查看，以免发生安全事故。
如果工人1不是因为特殊工况或其他客观原因导致安全帽14脱落又无法及时重新将其正确佩戴好，均视为主观原因的安全帽14未正确佩戴行为，可进行口头警告或采取相应的惩罚措施。
以上内容结合附图对本发明进行了示例性说明，在结构和布局方面还有多种变化和变型，因此等同的技术方案也属于本发明的范畴，采用本发明的构思和方案的非实质性改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于BIM的安全帽佩戴管理系统，其特征在于：包括安全帽、压力传感器、第一定位芯片、第二定位芯片、报警设备、RFID阅读接收器、BIM集成的数据存储器和BIM中央处理器及操作终端，所述压力传感器置于安全帽的帽箍内侧，用于检测工人是否佩戴安全帽；所述报警设备安装在安全帽的帽壳外部，报警设备与压力传感器通过数据线相连；所述第一定位芯片、第二定位芯片设置在安全帽上，第一定位芯片、第二定位芯片中均写入相对应工人的姓名、年龄和工种信息；所述RFID阅读接收器安装在施工现场，且第一定位芯片、第二定位芯片的位置位于RFID阅读接收器能接收的信号范围之内；所述RFID阅读接收器与BIM集成的数据存储器连接，所述BIM集成的数据存储器通过网络传输装置与BIM中央处理器及操作终端连接，操作终端设置有绿色定位标志灯和红色定位标志灯；
所述压力传感器、第一定位芯片、RFID阅读接收器、BIM集成的数据存储器、网络传输装置、BIM中央处理器及操作终端、绿色定位标志灯构成第一套定位系统，所述压力传感器、第二定位芯片、报警设备、RFID阅读接收器、BIM集成的数据存储器、网络传输装置、BIM中央处理器及操作终端、红色定位标志灯构成第二套定位系统。
2.根据权利要求1所述的基于BIM的安全帽佩戴管理系统，其特征在于：在安全帽帽箍内侧正对头部的前、后、左、右四个点分别安装一个压力传感器。
3.根据权利要求1所述的基于BIM的安全帽佩戴管理系统，其特征在于：所述第一定位芯片、第二定位芯片均为RFID定位芯片，安装在安全帽内侧的帽箍上。
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