CN110099103A - 一种工务系统作业中的辅助安全防护系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种工务系统作业中的辅助安全防护系统，包括用于远程监管端、现场管理端和施工人员端，所述远程监管端与所述现场管理端通过无线的方式建立数据连接并能够进行信息交互，所述现场管理端通过有线或者无线的方式与施工人员端建立数据连接，所述现场管理端与所述施工人员端之间能够进行信息交互。本发明为安全员和施工人员分别配设随身设备，采用随身设备替代现有的大功率对讲机的通信方式，解决了现在信号不好的情况下，外派人员和指挥中心以及外派人员之间的通信不畅的问题，也避免了人员密集型布置导致的安全隐患。

Description

一种工务系统作业中的辅助安全防护系统及方法

技术领域

本发明涉及工务系统作业领域，尤其涉及工务系统作业领域的安全技术。

背景技术

在工务系统作业领域，通常会需要派出施工人员和安全员共同赴现场作业，有时候还会在现场的一定距离处布设指挥中心，用于现场调度，例如，在铁路施工现场。

现场作业的环境由于是户外，通常来说比较空旷，一旦开始作业，机器的运作等情况会导致现场非常嘈杂，噪音很可能会对现场的通信，例如安全员通过聆听来接收指挥中心的信息或者指令，或者，施工人员听取安全员或者收讯指挥中心的信息或者指令时，极大可能会受到噪声的影响。

在现有技术中的上述通信通常采用两种方式，一种是指挥中心和安全员之间采用大功率对讲机，但是作业现场中大功率对讲机的收讯信号很容易受到环境影响，非常不稳定，另一种，由于施工人员有作业要求，在作业时无法佩戴对讲机，所以在施工现场往往通过尽可能密集布置人员来缓解噪声可能导致的不良通信现象，例如在铁路施工现场，通常50m会安排一个安全员，通过人工呼叫的方式来进行通讯和保障安全，从而提升通信质量，但是对于施工带来的大分贝的噪音来说，语音这种方式无异于杯水车薪，起不到很好的效果。

并且，按照现有技术中的这种通讯方式，是否能够成功建立通讯，以及安全保障的效果，都无法得到确认。

发明内容

本发明首先要解决的技术问题是提供一种工务系统作业中的辅助安全防护系统，能够克服背景技术中存在的问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种工务系统作业中的辅助安全防护系统，包括用于远程监管端、现场管理端和施工人员端，所述远程监管端与所述现场管理端通过无线的方式建立数据连接并能够进行信息交互，所述现场管理端通过有线或者无线的方式与施工人员端建立数据连接，所述现场管理端与所述施工人员端之间能够进行信息交互。

进一步地，所述远程监管端包括至少一个第一原始信息收发单元，所述第一原始信息收发单元支持双向多通道通信，支持2G、3G、4G、5G等电话级MSG的通信方式。

进一步地，所述现场管理端包括信息至少一个近距离安全通信单元，所述近距离安全通信单元包括数据收发及处理单元以及近距离安全通信发送单元，所述数据收发及处理单元从所述远程监管端接收数据信息，经过处理后发送至近距离安全通信发送单元。在一些优选的方式中，所述现场管理端能够通过总线方式、WIFI或者蓝牙的方式进行通信。

进一步地，所述现场管理端被配置为能够通过体感或者声光的方式对安全员进行提示。在一些优选的方式中，声光或者振动的方式可以布置在安全员身上，在一些优选的方式中，声光或者振动的方式可以布置在通讯手表上，在一些优选的方式中，声光或者振动的方式可以布置在安全员终端上，在一些优选的方式中，声光的方式可以包括声音提示和视觉提示，在一些优选的方式中，声光的方式可以包括指示灯，在一些优选的方式中，声光的方式可以包括布置在安全员身上的发光带，对自己或者视线范围内的其他工作人员进行提示。

进一步地，所述施工人员端包括至少一个第二原始信息收发单元，所述第二原始信息收发单元能够接收近距离安全通信发送单元的信号。在一些优选的方式中，所述施工人员端支持广播或组网模式，能够通过433Mhz、Zigbee或蓝牙的方式进行通信。在一些优选的方式中，所述施工人员端被配置为能够通过体感或者声光的方式对安全员进行提示。在一些优选的方式中，施工人员端可以配设振动马达或者指示灯，声光或者体感的方式可以采用振动马达和指示灯的形式，也可以采用上述和现场管理端相同或者类似的方式。

在一些优选的方式中，本发明中包括至少一个远程监管端、至少两个现场管理端以及至少两个施工人员端。在一些优选的方式中，本发明中的现场管理端可以通过拨号或者短信的方式与远程管理端建立连接。在一些优选的方式中，本发明中的施工人员端可以通过433Mhz的通信频段和现场管理端进行通信。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种工务系统作业中的辅助安全防护方法，该辅助安全防护方法采用上述的辅助安全防护系统，在该防护方法中，以远程监管端作为工务系统作业的指挥中心，为每个安全员配设所述现场管理端，为每个施工人员配设所述施工人员端。

进一步地，在所述方法中，当某个施工人员接近某一个安全员时，能够接收该安全员的信号，并排斥其他安全员的信号。

进一步地，所述方法还包括多级级联流程，所述多级级联流程的应用方式为：当某个安全员丢失施工人员信号时，将所丢失的信号发送给其他安全员，其他安全员便可搜索该施工人员，直到该施工人员找到下一个安全员，该施工人员称为最初丢失信号的安全员的叶子节点。

进一步地，所述多级级联的流程为：现场管理端遍历下属子设备，确认子设备是否丢失，如果子设备丢失，则通知子节点该子设备丢失，然后现场管理端重组叶子节点。

在一些优选的方式中，遍历下属子设备的具体步骤为：向子设备发送数据，等待子设备应答，根据子设备的应答判断子设备是否丢失；如果是存储丢失记录，如果否，确认该子设备是否是叶子节点，如果是，则获取该子节点的耗时通信参数，然后由该子节点发送信息，确认是否有设备丢失，如果有，则存储丢失记录。

在一些优选的方式中，通知子节点设备丢失的具体步骤为：从存储的丢失记录中获取一条，遍历所有在线的子节点，发送丢失记录给该节点，接收下级节点回复，确认设备是否能够和下级节点进行通信，如果是，则开始仲裁，如果仲裁成功，则通知子节点，删除该条丢失记录，如果仲裁不成功，则重新开始遍历。

本发明的有益效果是：

(1)本发明为作为外派人员的安全员和施工人员分别配设随身设备，采用随身设备替代现有的大功率对讲机的通信方式，解决了现在信号不好的情况下，外派人员和指挥中心以及外派人员之间的通信不畅的问题，也避免了人员密集型布置导致的安全隐患。

(2)本发明为外派人员的随身设备设置体感提示和声光提示，采用体感和声光的方式对外派人员进行信息或者指令的提示，将现场的空旷环境和噪声环境可能对人造成的干扰降到最低。

(3)由于随身设备需要被外派人员随身携带，因此对于随身设备来说，需要尽可能避免对外派人员的干扰，例如，不需要外派人员腾出手来携带或者握持住，以免影响外派人员的工作，因此本发明选用手环的形式，一方面方便携带，另一方面可以增强体感的提示效果。

(4)本发明的系统中，安全员设备和施工人员设备被配置为能够通过多级级联的方式保持连接，当某个安全员和某个施工人员信号丢失后，该施工人员会被系统中的其他安全员所连接，形成一个无间断的通信网络，从而确保整个系统中的各个设备通信顺畅，确保外派人员的通信顺畅，从而对外派人员的作业和人身安全起到保障。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例1的整体结构图。

图2是实施例2的整体结构图。

图3是实施例2中安全员终端的结构图。

图4是实施例2中通信手表的结构图。

图5是实施例2中施工人员手环的结构图。

图6是实施例3的整体结构图。

图7是实施例3进行多级级联处理的示意图。

图8是实施例3的整体流程图。

图9是实施例3中流程①的步骤图。

图10是实施例3中流程②的步骤图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方案作进一步详细说明，应当指出的是，实施例只是对本发明的技术方案的具体阐述，不应视为对本发明的限定。

实施例1，参照附图1。

实施例1是本发明的第一个方面，在实施例1中，本发明提供一种工务系统作业中的辅助安全防护系统。

如图1所示，一种工务系统作业中的辅助安全防护系统，包括用于远程监管端、现场管理端和施工人员端，所述远程监管端与所述现场管理端通过无线的方式建立数据连接并能够进行信息交互，所述现场管理端通过有线或者无线的方式与施工人员端建立数据连接，所述现场管理端与所述施工人员端之间能够进行信息交互。

作为一种优选，所述远程监管端包括至少一个第一原始信息收发单元，所述第一原始信息收发单元能够发送服务器的数据，所述服务器支持双向多通道通信，支持2G、3G、4G、电话级MSG的通信方式。

作为一种优选，所述现场管理端包括信息至少一个近距离安全通信单元，所述近距离安全通信单元包括数据收发及处理单元以及近距离安全通信发送单元，所述数据收发及处理单元从所述远程监管端接收数据信息，经过处理后发送至近距离安全通信发送单元。

作为一种优选，所述现场管理端能够通过总线方式、WIFI或者蓝牙的方式进行通信。

作为一种优选，所述施工人员端包括至少一个第二原始信息收发单元，所述第二原始信息收发单元能够接收近距离安全通信发送单元的信号。

作为一种优选，所述施工人员端支持广播或组网模式，能够通过433Mhz、Zigbee或蓝牙的方式进行通信。

实施例2，参照附图2-5。

实施例2是本发明的第二方面，在实施例2中提供一种可以在本发明的工务系统作业中的辅助安全防护系统中应用的辅助安全防护装置，该辅助安全防护装置包括用于远程监管端1、现场管理端2和施工人员端3，所述远程监管端1与所述现场管理端2通过无线的方式建立数据连接并能够进行信息交互，所述现场管理端2通过有线或者无线的方式与施工人员端3建立数据连接，所述现场管理端1与所述施工人员端3之间能够进行信息交互。

如图2所示，远程监管端1包括服务器100，用于进行远程数据交换。在一些优选的方式中，所述服务器100可以设于指挥中心，或者远离施工场所的地区。在一些优选的方式中，一个远程监管端，可以同时管理多个现场管理端和施工人员端。在一些优选的方式中，一个远程监管端1中可以包含多个服务器100。

在一些优选的方式中，远程监管端1也可以不用服务器，例如，远程监管端可能是一个能够进行信号发送的装置，例如，远程监管端可能是指挥中心的一台手机设备，通过手机设备可以向现场管理端通过MSG的形式发送信号或者指令，在这种情况下，不需要设置服务器。

如图2所示，所述现场管理端2包括安全员终端21和通信手表22，所述安全员终端21和通信手表22均能够被佩戴或携带在安全员身上。在一些优选的方式中，安全员终端21和通信手表22可以分开佩戴或者携带，在一些优选的方式中，通信手表22可以贴身附着在安全员身上，在一些优选的方式中，安全员终端21可以被安全员随身携带，或者放置在安全员的随身行囊中，在一些优选的方式中，安全员终端21可以是一种手执型的终端，在一些优选的方式中，安全员终端21可以和通信手表22保持通信或者进行同步和/或实施的通信。

如图3所示，所述安全员终端21包括第一电源模块211、第一芯片212以及第一通信天线213。在一些优选的方式中，第一芯片212采用CC1352P主控板，在一些优选的方式中，第一电源模块211可以为第一芯片212和/或第一通信天线213供电，在一些优选的方式中，第一电源模块211连接至第一芯片212，在一些优选的方式中，第一通信天线213连接至第一电源模块211，在一些优选的方式中，第一芯片212通过第一通信天线213和外部进行数据传输和/或信息交互。

进一步地，第一通信天线213包括2.4Ghz天线和433Mhz天线。在一些优选的方式中，2.4Ghz天线和433Mhz天线可以同时分别进行通信，在一些优选的方式中，第一芯片212选择其中一种通信方式进行通信。

如图4所示，所述通信手表22包括腕带221和通信装置222，所述通信装置222设置在腕带221上，所述腕带221能够被配设在安全员的手腕上。在一些优选的方式中，通信手表22作为一种随身装置，可以确保安全员始终能够获得信息，由于安全员终端21不是随身设备，很有可能是被放在安全员的行囊或者是手执的，这种情况下，安全员终端21可能会被遗漏，因此，配设通信手表22可以防止安全员遗忘设备，无论安全员终端是否被其携带在身上，防止安全员在遗忘安全员终端时，无法及时得到通信信号。

进一步地，所述通信装置222能够通过拨号或短信方式和所述远程监管端进行通信从所述远程监管端1获取信息，通信装置222上设有蓝牙模块，因此，通信装置222能够将远程监管端1的信息通过蓝牙方式发送至安全员终端21。在一些优选的方式中，通信装置和安全员终端之间是同步进行通信的，即通信装置能够实时地将该信息同步到安全员终端上，在一些优选的方式中，安全员终端通过无线通信的方式和施工人员端保持实时通信。在一些优选的方式中，安全员终端通过433Mhz通信频段和施工人员端保持通信。

如图5所示，所述施工人员端1包括施工人员手环，所述施工人员手环包括第二芯片11、第二电池模块12、振动马达13、指示灯14和第二通信天线15。在一些优选的方式中，施工人员手环可以被佩戴在施工人员的手腕上，和施工人员的腕部接触，在一些优选的方式中，第二芯片11采用CC1310主控板，在一些优选的方式中，第二电池模块12、振动马达13、指示灯14和第二通信天线15分别连接至第二芯片11，在一些优选的方式中，第二电池模块12为第二芯片11、指示灯14、振动马达13以及第二通信天线15供电，在一些优选的方式中，第二通信天线15包括433Mhz天线，在一些优选的方式中，当施工人员手环收到通信信号时，振动马达13发生振动，以提示施工人员。

本实施例的应用场景是：远程监管端1通过拨号或短信方式连接至安全员终端，与安全员终端建立通信，并可以向安全员终端发送如果施工人员在收到信号后的一段时间内，未作出反应，则安全员终端会将信号反馈给远程监管端，以提示指挥中心及时采取措施，防止安全事件发生。

实施例3，参照附图6-10。

实施例3是本发明的第三方面，实施例3提供一种工务系统作业中的辅助安全防护方法，该辅助安全防护方法采用上述的辅助安全防护系统，在该防护方法中，以远程监管端作为工务系统作业的指挥中心，为每个安全员配设所述现场管理端，为每个施工人员配设所述施工人员端。

如图6所示，本发明在实施过程中会有多个安全员和多个施工员参与，在本发明的方法中，当某个施工人员接近某一个安全员时，能够接收该安全员的信号，并排斥其他安全员的信号。

如图7所示是本发明的方法中，安全员和施工员进行多级级联的流程：如图7所示，当某个安全员丢失施工人员信号时，将所丢失的信号发送给其他安全员，其他安全员便可搜索该施工人员，直到该施工人员找到下一个安全员，在本发明中，该施工人员称为最初丢失信号的安全员的叶子节点。

如图8所示，所述多级级联的流程为：现场管理端遍历下属子设备，确认子设备是否丢失，如果子设备丢失，则通知子节点该子设备丢失，然后现场管理端重组叶子节点。

如图9所示，遍历下属子设备的具体步骤为：向子设备发送数据，等待子设备应答，根据子设备的应答判断子设备是否丢失；如果是存储丢失记录，如果否，确认该子设备是否是叶子节点，如果是，则获取该子节点的耗时通信参数，然后由该子节点发送信息，确认是否有设备丢失，如果有，则存储丢失记录。

如图10所示，通知子节点设备丢失的具体步骤为：从存储的丢失记录中获取一条，遍历所有在线的子节点，发送丢失记录给该节点，接收下级节点回复，确认设备是否能够和下级节点进行通信，如果是，则仲裁，通过仲裁，根据一定的规则或者阈值，例如，通信反馈时间的长短，来确认和下级节点中的哪一个建立通信，如果仲裁成功，则通知子节点，删除该条丢失记录，如果仲裁不成功，则重新开始遍历，直到寻找到合适的下级节点。

本实施例的技术方案可以应用于实施例1或者实施例2。

Claims (10)

1.一种工务系统作业中的辅助安全防护系统，其特征是，包括用于远程监管端、现场管理端和施工人员端，所述远程监管端与所述现场管理端通过无线的方式建立数据连接并能够进行信息交互，所述现场管理端通过有线或者无线的方式与施工人员端建立数据连接，所述现场管理端与所述施工人员端之间能够进行信息交互。

2.根据权利要求1所述的一种工务系统作业中的辅助安全防护系统，其特征是，所述远程监管端包括至少一个第一原始信息收发单元，所述第一原始信息收发单元支持双向多通道通信，支持2G、3G、4G、5G等电话级MSG的通信方式。

3.根据权利要求2所述的一种工务系统作业中的辅助安全防护系统，其特征是，所述现场管理端包括信息至少一个近距离安全通信单元，所述近距离安全通信单元包括数据收发及处理单元以及近距离安全通信发送单元，所述数据收发及处理单元从所述远程监管端接收数据信息，经过处理后发送至近距离安全通信发送单元；所述现场管理端被配置为能够通过总线方式、WIFI或者蓝牙的方式进行通信。

4.根据权利要求1所述的一种工务系统作业中的辅助安全防护系统，其特征是，所述现场管理端被配置为能够通过体感或者声光的方式对安全员进行提示。

5.根据权利要求3所述的一种工务系统作业中的辅助安全防护系统，其特征是，所述施工人员端包括至少一个第二原始信息收发单元，所述第二原始信息收发单元能够接收近距离安全通信发送单元的信号；所述施工人员端支持广播或组网模式，被配置为能够通过433Mhz、Zigbee或蓝牙的方式进行通信。

6.根据权利要求1所述的一种工务系统作业中的辅助安全防护系统，其特征是，所述施工人员端被配置为能够通过体感或者声光的方式对安全员进行提示。

7.一种工务系统作业中的辅助安全防护方法，其特征是，所述辅助安全防护方法采用权利要求1-6中任一项所述的辅助安全防护系统，在该防护方法中，以远程监管端作为工务系统作业的指挥中心，为每个安全员配设所述现场管理端，为每个施工人员配设所述施工人员端。

8.根据权利要求7所述的一种工务系统作业中的辅助安全防护方法，其特征是，在所述方法中，施工人员和安全员的信号连接方式为多级级联的方式。

9.根据权利要求8所述的一种工务系统作业中的辅助安全防护方法，其特征是，所述多级级联流程含义是：当某个施工人员和某个安全员建立连接后，自动形成级联关系，该级联关系会保持到信号丢失为之，当某个级联关系的信号丢失时，将该级联关系中的安全员将所丢失的信号发送给其他安全员，其他安全员便可搜索该施工人员，直到该施工人员找到下一个安全员，在多级级联流程中，该施工人员称为最初丢失信号的安全员的叶子节点。

10.根据权利要求8所述的一种工务系统作业中的辅助安全防护方法，其特征是，所述多级级联的流程为：现场管理端遍历下属子设备，确认子设备是否丢失，如果子设备丢失，则通知子节点该子设备丢失，然后现场管理端重组叶子节点。