CN110135744B - 建筑工人安全行为习惯评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种建筑工人安全行为习惯评价方法，在施工现场的脚手架上找出通过概率超过30％和易发生安全事故的位置作为待检位置，在各待检位置周围布置监测元件；将所述监测元件与数据采集系统相连，并将传感器信号转换成电信号输出给数据采集系统；以位置信号作为对应待检位置的其他监测元件触发信号，并通过图像信号与步骤a中所述采样照片比对而识别不同建筑工人；分析比对服饰色彩信号和动作声音信号是否达标，并通过对不同位置信号触发时间差分析，分析出不同建筑工人在同一区域安全行为达到要求的概率。本发明以大数据统计分析的方式，分析得出现场施工中建筑工人的安全行为习惯，提高了分析结果的准确性和真实性。
Description
技术领域
本发明属于建筑工人安全预警领域，尤其涉及一种建筑工人安全行为习惯评价方法。
背景技术
目前，建筑业是推动社会发展的重要产业，给我国提供了众多就业机会，同时由于危险性大、工作环境复杂等原因，建筑生产过程中安全事故频发，给社会安定、企业效益造成了极大的威胁。实践证明，大量的施工安全事故与人的不安全行为密切相关。危险辨识能力不足是造成事故的重要原因。为了提高施工安全管理水平，减少施工安全事故，施工企业会对建工工人的危险辨识能力进行测试，以此进行工人筛选或提供针对性的安全培训。但是，现有的建筑工人安全行为习惯评价方法局限性较大。一般通过问卷调查式、访谈式、图片信息选择判断式等方式获取，无法给受测者身临其境的感觉，缺乏良好的感官感受。且测试题目涉及大量文字信息，受测者的文字理解能力及答案组织能力对考核结果干扰性较大。最终考核结果很难保证其真实性及可靠性。
在先专利CN2015108371324公开了一种建筑工人危险辨识能力测试系统及方法，该系统包括数据库、眼动仪、三轴陀螺仪、液晶显示屏、处理器；处理器与数据库、眼动仪和三轴陀螺仪连接；数据库连接液晶显示屏；数据库用于存储危险场景数据并接收处理器发出的切换指令；液晶显示屏用于调取、显示数据库中危险场景数据；眼动仪用于采集眼动特征信息并传递至处理器；三轴陀螺仪用于采集头部特征信息并传递至处理器；处理器用于将接收到的眼动特征信息和头部特征信息进行分析与处理。通过结合BIM技术、眼动跟踪技术和传感技术等，建立了建筑工人危险辨识能力测试系统，能够给受测者身临其境的感觉，进而保证测试结果的真实性和可靠性。
建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)是一种建筑全生命周期的信息化管理技术，可以对项目实施的全过程进行全过程的数字化表达。该技术可以将进度、安全等所有资料都在三维模型中展现。眼球追踪技术是一项根据眼球和周边的特征变化进行追踪的应用技术。当人的眼睛观察不同角度物体时，眼球会有细微的变化，这些变化可以通过如眼动仪等设备进行捕获收集，从而记录人在处理视觉信息时的眼动轨迹特征，实现眼动特征的收集，以此预测用户的状态和需求。该项技术已经广泛用于网页阅读习惯、交通危险识别、航空心理学等领域。传感技术是指利用传感器进行基础信息采集后通过计算机对所收集信息进行辨识、比较、分类、判断的科学技术。传感技术已经成为交通安全、资源管理、医疗卫生、建筑施工安全等诸多领域的研究重点。
但是，在模拟场景中对建筑工人进行测试时，受人为心理暗示作用影响，在遇到一些平常该按照安全规章做出反应的情况时，反应速度和反应结果差强人意，导致测试结果的真实性和可靠性仍然很难满足要求。
发明内容
本发明旨在提供一种真实性和可靠性高的建筑工人安全行为习惯评价方法，其技术方案如下：
建筑工人安全行为习惯评价方法，包括以下步骤：
a数据采样
将每个建筑工人的面部照片作为采样照片上传至数据采集系统；
b监测元件布置
在施工现场的脚手架上选择建筑工人的部分或全部区域进行统计分析，找出通过概率超过30％和易发生安全事故的位置作为待检位置，在各待检位置周围布置监测元件，监测元件包括摄像头、色彩传感器、声音传感器和位置传感器；
c数据采集
将所述监测元件与数据采集系统相连，利用位置传感器采集建筑工人所处待检位置的位置信号，利用摄像头采集对应待检位置建筑工人的图像信号，利用色彩传感器阵列采集对应待检位置建筑工人的服饰色彩信号，利用声音传感器阵列采集对应待检位置建筑工人的动作声音信号，并将上述信号转换成电信号输出给数据采集系统；
d数据处理
以位置信号作为对应待检位置的其他监测元件触发信号，并通过图像信号与步骤a中所述采样照片比对而识别不同建筑工人，以在数据采集系统中按照建筑工人的区别进行数据存储并处理；
e数据分析
数据采集系统以服饰色彩信号与色彩传感器中预录入的标准色彩信号比对而分析建筑工人的穿戴是否达到要求，以动作声音信号与动作声音信号预录入的标准声音信号比对而分析建筑工人的动作是否达到要求，并通过对不同位置信号触发时间差分析，推算建筑工人所处待检位置，分析出不同建筑工人在同一区域安全行为达到要求的概率。
进一步地，标准色彩信号和标准声音信号是由建筑工人在人为监督下，按照要求的穿戴和动作规范，多次经过待检位置采集后录入的。
进一步地，在步骤e之后，还包括如下步骤：
f数据修正
将同一行政区域内数据采集系统存储数据上传至同一上位机，上位机分析所有数据中不达标服饰色彩信号和/或动作声音信号的一致性，如一致性超过60％，则可通过上位机将数据采集系统中标准色彩信号和/或标准声音信号用不达标的对应服饰色彩信号和/或动作声音信号替换；如一致性未超过60％，则不能通过上位机修改数据采集系统中标准色彩信号和标准声音信号。
进一步地，待检位置分为位于区域入口的入口位置、位于升降机上的升降位置以及位于其他区域的中间位置，在入口位置还布置有监测建筑工人及其携带器械的进场重量信号是否达到要求的重量传感器，在升降位置上还布置有监测升降机启停间隔是否正常的计时器。
进一步地，声音传感器包括位于脚手架的脚踏板上的第一传感器、位于脚手架的横杆上的第二传感器和位于脚手架的节点上的第三传感器，第一传感器监测建筑工人的鞋与脚手架的脚踏板触碰发出的声音、以分析建筑工人是否穿戴符合要求的鞋，第二传感器监测建筑工人的安全扣和脚手架的横杆搭接发出的声音、以分析建筑工人是否按照要求搭接安全扣，第三传感器监测脚手架的节点震动的声音、以分析脚手架是否达到要求的稳固度。
进一步地，在步骤d中，如有待检位置的图像信号无法辨别时，数据采集系统自动调取下一待检位置的图像信号进行补偿；如无法分辨图像信号的待检位置为最后一个时，数据采集系统自动调取上一待检位置的图像信号进行补偿。
进一步地，在步骤d中，如识别到多个图像信号时，则将步骤e中分析结果重复存储至各个图像信号对应的建筑工人名下。
本发明的有益效果是：
本发明以大数据统计分析的方式，分析得出现场施工中建筑工人的安全行为习惯，一方面因其现场施工不存在模拟实验时的心理暗示作用，并可通过随机选取不同的区域，加强实验结果的真实性和准备性；另一方面，以时间为X轴，建筑工人为Y轴的情况，可分辨不同建筑工人不同时期的安全行为习惯异同，便于发现建筑工人对安全行为习惯忽视的时期，以加强后期建筑工人的安全行为管理，实现PDCA式循环管理模式。
附图说明
图1是本发明中监测元件在脚手架上的布置示意图。
具体实施方式
参见图1，示出了本发明建筑工人安全行为习惯评价方法所应用的位置为建筑脚手架，主要针对建筑脚手架上建筑工人的安全行为习惯进行监测和分析评价，以期用大数据统计分析的方式，动态实时分析建筑工人的安全行为习惯，避免建筑安全事故的发生。其具体步骤如下：
a数据采样
主要作用是向数据采集系统中预录入进行数据比对的标准数据，如建筑供个人的面部照片、服饰色彩信号、动作声音信号、重量信号和时间信号等，面部照片须采用拍照采集的方式在各个施工现场分别进行，其余数据的预录入方式有如下几种：
a1手动录入
以人工的方式，进行数据采集和人工除噪后，将符合要求的标准数据录入数据采集系统中，作为后续数据分析的比对标准；
a2自动录入
由建筑工人在人为监督下，按照要求的穿戴和动作规范，多次经过待检位置采集后录入的实操数据作为标准数据，这就要求进行操作的建筑工人须严格按照规范要求进行操作；
a3复制录入
因同一行政区域内，各施工现场的安全规范是相同的，所以可通过在本行政区域内上位机拷贝的方式，直接将标准数据拷贝至新的数据采集系统中，实现行政区域内数据共享。
b监测元件布置
在施工现场的脚手架1上选择建筑工人的部分或全部区域进行统计分析，找出通过概率超过30％和易发生安全事故的位置作为待检位置，待检位置分为位于区域入口的入口位置、位于升降机上的升降位置以及位于其他区域的中间位置。各待检位置周围布置监测元件，监测元件包括在每个待检位置均布置的摄像头2、色彩传感器3、声音传感器和位置传感器4。监测元件还包括在在入口位置布置的重量传感器和在升降位置布置的计时器。声音传感器包括位于脚手架1的脚踏板上的第一传感器51、位于脚手架1的横杆上的第二传感器52和位于脚手架1的节点上的第三传感器54。
优选地，也可以在各个待检位置均布置重量传感器和计时器，以对各待检位置建筑工人的重量和逗留时长进行评价分析。
优选地，位置传感器4采用接近开关或激光定位器或微波定位器等。
c数据采集
将所述监测元件与数据采集系统相连，利用位置传感器4采集建筑工人所处待检位置的位置信号，利用摄像头2采集对应待检位置建筑工人的图像信号，利用色彩传感器3阵列采集对应待检位置建筑工人的服饰色彩信号，利用声音传感器阵列采集对应待检位置建筑工人的动作声音信号(具体而言：利用第一传感器51采集建筑工人的鞋与脚手架1的脚踏板触碰发出的声音信号，利用第二传感器52采集的安全扣和脚手架1的横杆搭接发出的声音信号，利用第三传感器54采集脚手架1的节点震动的声音信号)，利用重量传感器采集建筑工人及其携带器械的进场重量信号，利用计时器采集载人状态下升降机运行的工作时长信号，并将上述信号转换成电信号输出给数据采集系统。
d数据处理
以位置信号作为对应待检位置的其他监测元件触发信号，并通过图像信号与步骤a中所述采样照片比对而识别不同建筑工人，以在数据采集系统中按照建筑工人的区别进行数据存储并处理，在不同建筑工人的名下建立数据库单元。该数据库单元不但可以作为一个施工现场工人的安全行为习惯评价数据，而且可上传至本行政区域内上位机，在定时的数据汇总时同步至其他施工现场的数据采集系统中，以便于别的施工现场在聘用该建筑工人时进行参考，实现预警防范。
优选地，如有待检位置的图像信号无法辨别时，数据采集系统自动调取下一待检位置的图像信号进行补偿；如无法分辨图像信号的待检位置为最后一个时，数据采集系统自动调取上一待检位置的图像信号进行补偿。
e数据分析
数据采集系统以服饰色彩信号与色彩传感器3中预录入的标准色彩信号比对而分析建筑工人的穿戴是否达到要求，以动作声音信号与动作声音信号预录入的标准声音信号比对而分析建筑工人的动作是否达到要求(具体而言：利用第一传感器51分析建筑工人是否穿戴符合要求的鞋，利用第二传感器52分析建筑工人是否按照要求搭接安全扣，利用第三传感器54分析脚手架1是否达到要求的稳固度)，以进场重量信号和重量传感器预录入的重量信号比对而分析建筑工人进场时自身及其携带器械的重量是否达到要求，以工作时长信号与计时器上预录入的时长信号比对而分析升降机启停间隔是否正常，并通过对不同位置信号触发时间差分析，推算建筑工人所处待检位置，分析出不同建筑工人在同一区域安全行为达到要求的概率，并存储至数据采集系统。
优选地，数据采集系统还连接有显示装置和报警装置，一旦在某个待检位置出现不达标信号时，显示装置和报警装置可迅速作出报警，以在评价分析的同时，对现场工作的建筑工人进行实时规劝。
优选地，在多个建筑工人经过在同一时刻通过同一待检位置时，数据采集系统会识别到多个图像信号时，则将分析结果重复存储至各个图像信号对应的建筑工人名下。
f数据修正
将同一行政区域内数据采集系统存储数据上传至同一上位机，上位机分析所有数据中不达标服饰色彩信号和/或动作声音信号的一致性。一致性超过60％，人为判定该一致性数据是否相比标准数据更具备实操性，如是，则通过上位机将数据采集系统中标准色彩信号和/或标准声音信号用不达标的对应服饰色彩信号和/或动作声音信号替换；如不是，则无需通过上位机修改数据采集系统中标准色彩信号和标准声音信号。如一致性未超过60％，则不能通过上位机修改数据采集系统中标准色彩信号和标准声音信号。
Claims (6)
1.建筑工人安全行为习惯评价方法，其特征在于，包括以下步骤： a数据采样 将每个建筑工人的面部照片作为采样照片上传至数据采集系统； b监测元件布置 在施工现场的脚手架上选择建筑工人的部分或全部区域进行统计分析，找出通过概率超过30％和易发生安全事故的位置作为待检位置，在各待检位置周围布置监测元件，监测元件包括摄像头、色彩传感器、声音传感器和位置传感器； c数据采集 将所述监测元件与数据采集系统相连，利用位置传感器采集建筑工人所处待检位置的位置信号，利用摄像头采集对应待检位置建筑工人的图像信号，利用色彩传感器阵列采集对应待检位置建筑工人的服饰色彩信号，利用声音传感器阵列采集对应待检位置建筑工人的动作声音信号，并将上述信号转换成电信号输出给数据采集系统； d数据处理 以位置信号作为对应待检位置的其他监测元件触发信号，并通过图像信号与步骤a中所述采样照片比对而识别不同建筑工人，以在数据采集系统中按照建筑工人的区别进行数据存储并处理； e数据分析 数据采集系统以服饰色彩信号与色彩传感器中预录入的标准色彩信号比对而分析建筑工人的穿戴是否达到要求，以动作声音信号与动作声音信号预录入的标准声音信号比对而分析建筑工人的动作是否达到要求，并通过对不同位置信号触发时间差分析，推算建筑工人所处待检位置，分析出不同建筑工人在同一区域安全行为达到要求的概率； 声音传感器包括位于脚手架的脚踏板上的第一传感器、位于脚手架的横杆上的第二传感器和位于脚手架的节点上的第三传感器，第一传感器监测建筑工人的鞋与脚手架的脚踏板触碰发出的声音、以分析建筑工人是否穿戴符合要求的鞋，第二传感器监测建筑工人的安全扣和脚手架的横杆搭接发出的声音、以分析建筑工人是否按照要求搭接安全扣，第三传感器监测脚手架的节点震动的声音、以分析脚手架是否达到要求的稳固度。
2.根据权利要求1所述的建筑工人安全行为习惯评价方法，其特征在于，标准色彩信号和标准声音信号是由建筑工人在人为监督下，按照要求的穿戴和动作规范，多次经过待检位置采集后录入的。
3.根据权利要求2所述的建筑工人安全行为习惯评价方法，其特征在于，在步骤e之后，还包括如下步骤： f数据修正 将同一行政区域内数据采集系统存储数据上传至同一上位机，上位机分析所有数据中不达标服饰色彩信号和/或动作声音信号的一致性，如一致性超过60％，则可通过上位机将数据采集系统中标准色彩信号和/或标准声音信号用不达标的对应服饰色彩信号和/或动作声音信号替换；如一致性未超过60％，则不能通过上位机修改数据采集系统中标准色彩信号和标准声音信号。
4.根据权利要求1所述的建筑工人安全行为习惯评价方法，其特征在于，待检位置分为位于区域入口的入口位置、位于升降机上的升降位置以及位于其他区域的中间位置，在入口位置还布置有监测建筑工人及其携带器械的进场重量信号是否达到要求的重量传感器，在升降位置上还布置有监测升降机启停间隔是否正常的计时器。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的建筑工人安全行为习惯评价方法，其特征在于，在步骤d中，如有待检位置的图像信号无法辨别时，数据采集系统自动调取下一待检位置的图像信号进行补偿；如无法分辨图像信号的待检位置为最后一个时，数据采集系统自动调取上一待检位置的图像信号进行补偿。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的建筑工人安全行为习惯评价方法，其特征在于，在步骤d中，如识别到多个图像信号时，则将步骤e中分析结果重复存储至各个图像信号对应的建筑工人名下。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20210416 |