CN110312104A - 一种高空安装作业效率可视化管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高空安装作业效率可视化管理系统，包括定位系统、电子围栏、信号基站和电子芯片装备；电子芯片装备与定位系统通过信号基站交互连接，电子围栏设置在高空安装作业外围。通过定位系统实现电子芯片装备的定位，定位位置与电子围栏的区域比较，实现高空安装作业效率可视化监测预警。在PC端的BIM平台中建立BIM模型。相比于传统的粗放式人工高空作业管理方式，通过BIM二次开发，在BIM模型中集成了BIM工序模拟，定位系统，视频监控系统，根据大数据对人员进行优化，采用BIM进行3D模拟并进行培训、交底，同时在BIM模型加入成本分析模块，将重复分析后的结果确定为标准工艺并存储标准工艺、视频、数据以用来指导以后的工作。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程中吊装安装作业效率的相关技术领域，具体涉及一种吊装安装作业效率分析方法和装置系统。
背景技术
在建筑施工过程中，如今高空作业高度越来越高，高空作业模式越来越多，这就造成塔上作业时，高空作业人员距离地面从原先的十几米提升到现在的几十米，甚至一百多米。如此的高差，工作负责人在塔下已经无法看清杆上作业人员如何作业，工作指令也无法下达得到，杆上作业人员与地面人员的配合越来越难，如何解决地面指挥人员或其他高空协作伙伴进行便捷的沟通和交流，如何将作业中遇到的真实场景告知地面指挥人员或其他协作伙伴，这些问题越来越影响和制约着塔上作业的效率和安全性，塔上塔下无法协调、负责人无法监控指挥，在影响作业效率的同时，甚至会直接导致事故的发生。在实际的作业中，通常需要携带额外的充电设备、耗费额外的时间为通讯设备充电，以保证通讯过程的顺利，同时还需准备专门的收纳箱以收纳各种通讯装置，以避免发生遗漏所需仪器进而影响作业顺利进行的情况，但同时携带收纳箱及充电设备，既占用了空间，也带来更多不便，甚至在情况紧急时，还有可能将充电设备遗忘，导致通讯设备没电而无法工作，对于视频通讯系统，同样存在视频通讯装置容易遗忘的问题。
综上所述，建筑施工高空作业形势严峻，亟需提高建筑施工高空作业效率效能，通过信息化手段加强工地人员监控，提高高空作业效率。
目前对于工地人员的高空作业管理主要是粗放式的管理模式，由施工员进行人工地面指导的管理，技术上较先进的目前主要为采用通讯指导技术等。
CN 107748945 A公开了一种智慧工地人员管理系统，涉及建筑施工领域，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；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。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。该智慧工地人员管理系统，没有实时监控显示跟踪预警模式；该智慧工地人员管理系统，架设程序较复杂，在大型施工构筑物中布设多点比较耗费物力成本；该智慧工地人员管理系统，结合蓝牙定位有电力续航方面的问题。
目前还没有对高空安装作业效率进行智能分析的方法和装置，提供一种高空作业效率进行智能分析的方法和装置系统，可以通过定位跟踪结合实时监控等模式，实现进行智能分析高空作业效率的方法和装置，且可视化程度和精确度高。
发明内容
本发明的目的在于通过一种高空安装作业效率可视化管理系统，实现可视化监测预警。
主要技术点在于：1)建立BIM模型，包括主体、场地、机械、人员；
2)基于BIM进行工序模拟，模拟吊装的工序线路，加入设备、人员进行人机工艺模拟；
3)开发一个功能模块，对每道工序的效率根据以往经验进行录入，在BIM模拟过程中实现参数与模型的挂接，同时在BIM模型加入成本分析模块；
4)现场布设定位系统，电子围栏结合信号基站以及人员、设备电子芯片装备，包括安全靴、手环等等定位跟踪，设备、人员、构件实现实时定位和轨迹记录。
5)现场布设视频监控系统，与BIM系统挂接，通过同视角模拟及监控，根据大数据对人员进行优化，人机模拟出新的工班、人员配置，各方评审，安全、成本、设备等，确定新方案，采用BIM进行3D模拟并进行培训、交底。
本发明采用的技术方案为一种高空安装作业效率可视化管理系统，包括定位系统、电子围栏、信号基站和电子芯片装备，电子芯片装备包括安全靴和手环；
电子芯片装备与定位系统通过信号基站交互连接，电子围栏设置在高空安装作业外围。通过定位系统实现电子芯片装备的定位，定位位置与电子围栏的区域比较，实现高空安装作业效率可视化监测预警。
在PC端的BIM平台中建立BIM模型，BIM模型包括主体、场地、机械、人员，基于BIM模型进行工序模拟，模拟吊装的工序线路，加入设备、人员进行人机工艺模拟，开发一个功能模块，对每道高空安装作业工序效率进行预录入，在BIM模型中模拟过程中实现电子围栏的参数与BIM模型的对接。
现场布设定位系统，电子围栏结合信号基站、设备电子芯片装备，设备、人员、构件实现实时定位和轨迹记录，现场布设视频监控系统，与BIM模型对接，通过同视角模拟及监控，根据大数据对人员进行优化，人机模拟出新的工班、人员配置，各方评审，安全、成本、设备等，确定新方案，采用BIM模型进行3D模拟并进行培训、交底，所述视频监控系统为将视频监控系统置入BIM平台，与模型实现同视角跟随；通过同视角模拟及监控模拟分析监控步骤，直至人机效率达到最佳，同时在BIM模型加入成本分析模块，将重复分析后的结果确定为标准工艺并存储标准工艺、视频、数据以用来指导以后的工作；
所述BIM平台包括高空安装作业效率分析模块、计算机、服务器；所述设备电子芯片装备，包括安全靴、手环等等内采集有智能终端使用者信息，包括姓名，年龄以及性别；所述定位系统采用以上设备内置北斗/GPS卫星定位与视频监控结合的方式进行实时定位，并将实时定位信息通过通讯模块发送至高空作业效率分析装置系统；以上设备能够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；将测得的信息通过通讯模块发送至高空作业作业效率分析装置系统；所述BIM工序模拟、效率记录模块以及成本分析模块装置系统是由服务器加软件构件组成；
本发明的使用方法如下：安全靴、手环等等用来为高空作业人员安装和佩戴，作用是跟踪定位高空作业人员位置、身体特征、实际位置、活动轨迹，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，数据记录反馈到高空作业效率分析装置系统中进行优化并实施到现场管理中。同时，针对高空安装作业效率通过BIM平台建立高空安装作业效率管理模块，提前录入高空作业效率预案并进行模拟比对，不断完善高空作业方式。
通过本发明可以实现如下功能：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；定位跟踪记录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考评和管理，并得出人员等高空作业的效率；本发明的高空作业效率分析与装置系统结合实时监控实现跟踪到个人的过程管理，与模型实现同视角跟随；通过同视角模拟及监控，重复模拟分析监控步骤，直至人机效率达到最佳，同时在BIM模型中加入成本分析模块，将重复分析后的结果确定为标准工艺并存储标准工艺、视频、数据以用来指导以后的工作。
与现有技术相比较，本发明具有如下技术效果：1、相比于传统的粗放式人工高空安装作业管理方式，节省了现场大量的人力以及时间的支出耗费；
2、相比于传统的粗放式人工高空作业管理方式，提高了高空作业管理的精确度和可靠性以及高空作业效率；
3、相比于传统的粗放式人工高空作业管理方式，采用实时显示平台形成实时显示系统，能够实时显示高空作业管理对象的具体位置且对人界面简洁清晰；
4、相比于传统的粗放式人工高空作业管理方式，通过BIM二次开发，在BIM模型中集成了BIM工序模拟，定位系统，视频监控系统，根据大数据对人员进行优化，人机模拟出新的工班、人员配置，各方评审，安全、成本、设备等，确定新方案，采用BIM进行3D模拟并进行培训、交底，同时在BIM模型加入成本分析模块，将重复分析后的结果确定为标准工艺并存储标准工艺、视频、数据以用来指导以后的工作。
附图说明
图1是一种基于BIM的高空安装作业效率的管理可视化监测预警系统的原理示意图。
图2为一种基于BIM的高空安装作业效率的管理可视化监测预警系统的原理示意图结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
如图1-2所示，一种高空安装作业效率可视化管理系统，如图1所示，包括定位系统、电子围栏、信号基站和电子芯片装备，电子芯片装备包括安全靴和手环；
电子芯片装备与定位系统通过信号基站交互连接，电子围栏设置在高空安装作业外围。通过定位系统实现电子芯片装备的定位，定位位置与电子围栏的区域比较，实现高空安装作业效率可视化监测预警。
在PC端的BIM平台中建立BIM模型，BIM模型包括主体、场地、机械、人员，基于BIM模型进行工序模拟，模拟吊装的工序线路，加入设备、人员进行人机工艺模拟，开发一个功能模块，对每道高空安装作业工序效率进行预录入，在BIM模型中模拟过程中实现电子围栏的参数与BIM模型的对接。
现场布设定位系统，电子围栏结合信号基站、设备电子芯片装备，设备、人员、构件实现实时定位和轨迹记录，现场布设视频监控系统，与BIM模型对接，通过同视角模拟及监控，根据大数据对人员进行优化，人机模拟出新的工班、人员配置，各方评审，安全、成本、设备等，确定新方案，采用BIM模型进行3D模拟并进行培训、交底，所述视频监控系统为将视频监控系统置入BIM平台，与模型实现同视角跟随；通过同视角模拟及监控模拟分析监控步骤，直至人机效率达到最佳，同时在BIM模型加入成本分析模块，将重复分析后的结果确定为标准工艺并存储标准工艺、视频、数据以用来指导以后的工作；
如图2所述BIM平台包括高空安装作业效率分析模块、计算机、服务器；所述设备电子芯片装备，包括安全靴、手环等等内采集有智能终端使用者信息，包括姓名，年龄以及性别；所述定位系统采用以上设备内置北斗/GPS卫星定位与视频监控结合的方式进行实时定位，并将实时定位信息通过通讯模块发送至高空作业效率分析装置系统；以上设备能够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；将测得的信息通过通讯模块发送至高空作业作业效率分析装置系统；所述BIM工序模拟、效率记录模块以及成本分析模块装置系统是由服务器加软件构件组成；
本发明的使用方法如下：安全靴、手环等等用来为高空作业人员安装和佩戴，作用是跟踪定位高空作业人员位置、身体特征、实际位置、活动轨迹，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，数据记录反馈到高空作业效率分析装置系统中进行优化并实施到现场管理中。同时，针对高空安装作业效率通过BIM平台建立高空安装作业效率管理模块，提前录入高空作业效率预案并进行模拟比对，不断完善高空作业方式。
通过本发明可以实现如下功能：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；定位跟踪记录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考评和管理，并得出人员等高空作业的效率；本发明的高空作业效率分析与装置系统结合实时监控实现跟踪到个人的过程管理，与模型实现同视角跟随；通过同视角模拟及监控，重复模拟分析监控步骤，直至人机效率达到最佳，同时在BIM模型中加入成本分析模块，将重复分析后的结果确定为标准工艺并存储标准工艺、视频、数据以用来指导以后的工作。
Claims (5)
1.一种高空安装作业效率可视化管理系统，其特征在于：包括定位系统、电子围栏、信号基站和电子芯片装备，电子芯片装备包括安全靴和手环；
电子芯片装备与定位系统通过信号基站交互连接，电子围栏设置在高空安装作业外围；通过定位系统实现电子芯片装备的定位，定位位置与电子围栏的区域比较，实现高空安装作业效率可视化监测预警。
2.根据权利要求1所述的一种高空安装作业效率可视化管理系统，其特征在于：在PC端的BIM平台中建立BIM模型，BIM模型包括主体、场地、机械、人员，基于BIM模型进行工序模拟，模拟吊装的工序线路，加入设备、人员进行人机工艺模拟，开发一个功能模块，对每道高空安装作业工序效率进行预录入，在BIM模型中模拟过程中实现电子围栏的参数与BIM模型的对接。
3.根据权利要求2所述的一种高空安装作业效率可视化管理系统，其特征在于：现场布设定位系统，电子围栏结合信号基站、设备电子芯片装备，设备、人员、构件实现实时定位和轨迹记录，现场布设视频监控系统，与BIM模型对接，通过同视角模拟及监控，根据大数据对人员进行优化，人机模拟出新的工班、人员配置，各方评审，安全、成本、设备，确定新方案，采用BIM模型进行3D模拟并进行培训、交底，所述视频监控系统为将视频监控系统置入BIM平台，与模型实现同视角跟随；通过同视角模拟及监控模拟分析监控步骤，直至人机效率达到最佳，同时在BIM模型加入成本分析模块，将重复分析后的结果确定为标准工艺并存储标准工艺、视频、数据以用来指导以后的工作。
4.根据权利要求2所述的一种高空安装作业效率可视化管理系统，其特征在于：所述BIM平台包括高空安装作业效率分析模块、计算机、服务器；所述设备电子芯片装备，包括安全靴、手环内采集有智能终端使用者信息，包括姓名，年龄以及性别；所述定位系统采用以上设备内置北斗/GPS卫星定位与视频监控结合的方式进行实时定位，并将实时定位信息通过通讯模块发送至高空作业效率分析装置系统；以上设备能够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；将测得的信息通过通讯模块发送至高空作业作业效率分析装置系统；所述BIM工序模拟、效率记录模块以及成本分析模块装置系统是由服务器加软件构件组成。
5.根据权利要求1所述的一种高空安装作业效率可视化管理系统，其特征在于：安全靴、手环用来为高空作业人员安装和佩戴，作用是跟踪定位高空作业人员位置、身体特征、实际位置、活动轨迹，记录有关人员在任一地点的到、离时间和总工作时间一系列信息，数据记录反馈到高空作业效率分析装置系统中进行优化并实施到现场管理中；同时，针对高空安装作业效率通过BIM平台建立高空安装作业效率管理模块，提前录入高空作业效率预案并进行模拟比对，不断完善高空作业方式；
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；定位跟踪记录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考评和管理，并得出人员高空作业的效率；高空作业效率分析与装置系统结合实时监控实现跟踪到个人的过程管理，与模型实现同视角跟随；通过同视角模拟及监控，重复模拟分析监控步骤，直至人机效率达到最佳，同时在BIM模型中加入成本分析模块，将重复分析后的结果确定为标准工艺并存储标准工艺、视频、数据以用来指导以后的工作。
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