CN111567979A - 一种应用于通信施工现场的智慧安全帽系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于通信施工现场的智慧安全帽系统和方法，该方法通过对安全帽佩戴正确性，佩戴时间段监控，安全帽运动轨迹，佩戴人员是否发生跌落、攀爬等行为，提供安全帽一键呼救功能，平台远程喊话功能，有效地对工地现场施工现场安全情况进行管控。本发明系统的智慧安全帽的硬件部分主要包括智慧安全帽、4G通信模块、压力传感器、红外传感器(检测是否正确佩戴)、气体传感器(检测有毒气体)、运动传感器(检测跌落、攀爬等行为)、语音对讲模块、电源模块。本发明可以很好地确保施工现场人员全部按规定佩戴安全帽。本发明通过语音播报，人工干预等方式，提高了施工人员安全意识，降低了施工安全风险。

Description

一种应用于通信施工现场的智慧安全帽系统和方法

技术领域

本发明涉及一种应用于通信施工现场的智慧安全帽系统和方法，属于通信工程技术领域。

背景技术

目前的通信工程施工一般具有工地小，场景多，单工地施工人数少，作业周期短等特点，相对建筑等传统行业工地，通信施工工地投入了更多的安全管理成本，但是效果却不甚理想，安全问题频发。而本发明从安全帽佩戴的角度缓解了这一难题，大大提升了通信工程施工企业对工地的管控力度。

发明内容

本发明目的在于针对上述现有技术的不足，提出了一种应用于通信施工现场的智慧安全帽系统的实现方法，该方法通过对安全帽佩戴正确性，佩戴时间段监控，安全帽运动轨迹，佩戴人员是否发生跌落、攀爬等行为，提供安全帽一键呼救功能，平台远程喊话功能，有效地对工地现场施工安全情况进行管控。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种应用于通信施工现场的智慧安全帽系统的实现方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：在系统注册施工人员以及与之对应的智慧安全帽。

步骤2：每日在系统发起施工派单(或采用第三方派单系统数据)。

步骤3：各级安全质量管理人员，根据系统派单情况，在系统查看各工地人员安全帽佩戴情况。如果施工工地正在施工，系统显示的佩戴安全帽的人员与实际施工安排不一致，则在系统生成告警，管理人员需及时处理告警信息，通过电话询问、调取现场视频等方式，排除告警。

步骤4：安全帽在使用过程中，如果发生跌落、佩戴不紧或者施工人员求救等事件，系统立即给有关负责人发短信，拨打电话，要求人工干预。

步骤5：系统定期对安全帽佩戴时长、异常发生率、运动轨迹等数据进行统计，并与项目、派单、考勤等数据进行交叉比对，分析异常数据。

本发明还提供了一种应用于通信施工现场的智慧安全帽系统，该系统的智慧安全帽的硬件部分主要包括智慧安全帽、4G通信模块、压力传感器、红外传感器(检测是否正确佩戴)、气体传感器(检测有毒气体)、运动传感器(检测跌落、攀爬等行为)、语音对讲模块、电源模块等。

本发明将电路板内置于标准安全帽之中，并填充保护材料，对安全帽本体实行无损坏安装。

安全帽与人体太阳穴接触处安放红外传感器，以确定安全帽佩戴于人体上。安全帽下颌处安放压力传感器，确保安全帽扣紧。当安全帽上的两颗红外传感器和一颗压力传感器全部显示正常，则设备向平台发送已正确佩戴信息，否则安全帽通过语音播报：“请注意，安全帽未正确佩戴”，并向后台发送告警，直至关机。

安全帽侧方开口处放置两枚有毒气体传感器，可对通信管线施工中常见的甲烷、硫化氢、一氧化碳等气体进行告警，一旦检测到微量有毒气体，立即发出语音告警，并向系统后台传输告警信息。

安全帽内置运动传感器，当安全帽检测到佩戴者正在进行攀高操作，安全帽语音提示“请系好安全带，注意安全”，并向后台发送信息。当安全帽检测到跌落事件时，向后台发送SOS信号，同时安全帽发出语音求救信号，直至手动解除告警。

安全帽内置北斗定位模块，可以实时定位佩戴者的位置，当佩戴者处于电子围栏之外时，后台会给有关管理人员发出告警。

安全帽内置语音对讲模块，后台管理人员可以实时通过语音对讲功能与施工人员进行通话，方便了远程技术指导、安全警示。同时该模块可以播放系统推送的消息，可以根据佩戴者的行为实时播报。与第三方系统对接，还可以播放第三方系统的告警信息。例如：可以播放AI视频系统检测到的着装不规范，工单系统发送的工单截止时间等消息。

安全帽内置4G通信模块，该模块采用标准接口，对于不需要语音对讲的班组，可以替换为NB-IOT模块，可以实现单次充电，长达一个月的待机时长。对于有视频接入要求的班组，可以替换为高速4G模块或者5G模块，实现高带宽、低延迟传输。

有益效果：

1、本发明可以很好地确保施工现场人员全部按规定佩戴安全帽。

2、本发明通过语音播报，人工干预等方式，提高了施工人员安全意识，降低了施工安全风险。

3、本发明可以很好地确保施工现场如果发生了安全事故，能够实时传回后台，确保第一时间进行营救，减轻事故后果。

4、本发明提供了一种实际工时的统计方式，能够更真实地统计施工工作量，进而有效地降低施工成本。

附图说明

图1为本发明的方法流程图。

图2为本发明的智慧安全帽管理系统。

图3为本发明的系统架构图。

图4为本发明安全帽的结构示意图。

标识说明：1-智慧安全帽本体；2-压力传感器；3-红外传感器；4-压力传感器。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明创造作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明提供了一种应用于通信施工现场的智慧安全帽系统的实现方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：在系统注册施工人员以及与之对应的智慧安全帽。

步骤2：每日在系统发起施工派单(或采用第三方派单系统数据)。

步骤3：各级安全质量管理人员，根据系统派单情况，在系统查看各工地人员安全帽佩戴情况。如果施工工地正在施工，系统显示的佩戴安全帽的人员与实际施工安排不一致，则在系统生成告警，管理人员需及时处理告警信息，通过电话询问、调取现场视频等方式，排除告警。

步骤4：安全帽在使用过程中，若发生跌落、佩戴不紧或者施工人员求救等事件，系统立即给有关负责人发短信，拨打电话，要求人工干预。

步骤5：系统定期对安全帽佩戴时长、异常发生率、运动轨迹等数据进行统计，并与项目、派单、考勤等数据进行交叉比对，分析异常数据。

如图2所示，本发明提供了一种应用于通信施工现场的智慧安全帽系统，该系统的智慧安全帽硬件部分由安全帽(行业标准产品)、4G通信模块、压力传感器、红外传感器(检测是否正确佩戴)、气体传感器(检测有毒气体)、运动传感器(检测跌落、攀爬等行为)、语音对讲模块、电源模块等部分组成。

本发明将电路板内置于标准安全帽之中，并填充保护材料，对智慧安全帽本体实行无损坏安装。

智慧安全帽与人体太阳穴接触处安放红外传感器，以确定安全帽佩戴于人体上。该安全帽下颌处安放压力传感器，确保安全帽扣紧。当安全帽上的两颗红外传感器和一颗压力传感器全部显示正常，则设备向平台发送已正确佩戴信息，否则安全帽通过语音播报：“请注意，安全帽未正确佩戴”，并向后台发送告警，直至关机。

智慧安全帽侧方开口处放置两枚有毒气体传感器，可对通信管线施工中常见的甲烷、硫化氢、一氧化碳等气体进行告警，一旦检测到微量有毒气体，立即发出语音告警，并向系统后台传输告警信息。

智慧安全帽内置运动传感器。当该安全帽检测到佩戴者正在进行攀高操作，该安全帽语音提示“请系好安全带，注意安全”，并向后台发送信息。当该安全帽检测到跌落事件时，向后台发送SOS信号，同时该安全帽发出语音求救信号，直至手动解除告警。

智慧安全帽内置北斗定位模块，可以实时定位佩戴者的位置，当佩戴者处于电子围栏之外时，后台会给有关管理人员发出告警。

智慧安全帽内置语音对讲模块，后台管理人员可以实时通过语音对讲功能与施工人员进行通话，方便了远程技术指导、安全警示。同时该模块可以播放系统推送的消息，可以根据佩戴者的行为实时播报。与第三方系统对接，还可以播放第三方系统的告警信息。例如：可以播放AI视频系统检测到的着装不规范，工单系统发送的工单截止时间等消息。

智慧安全帽内置4G通信模块，该模块采用标准接口，对于不需要语音对讲的班组，可以替换为NB-IOT模块，可以实现单次充电，长达一个月的待机时长。对于有视频接入要求的班组，可以替换为高速4G模块或者5G模块，实现高带宽、低延迟传输。

如图3所示，本发明智慧安全帽管理系统是针对上述本发明方法开发的管理系统，该系统能够进行人员注册，安全帽注册，人员安全帽绑定，人员派单，安全帽数据接入，告警查询与处理，后台消息生成与推送，数据统计分析等功能。

如图3所示为智慧安全帽管理系统逻辑架构，各层主要功能包括如下：

(1)安全帽：向后台反馈安全帽使用状态，发送各类传感、告警信息，发送求救信号，播放后台告警语音，播放设备语音提示，与后台进行语音对讲；

(2)设备接入层：接收安全帽上传的数据，下发设备操作指令；

(3)数据库：采用开源的Mysql数据库，存放各类业务数据、消息数据、日志数据；

(4)消息管理模块：设备消息解码、编码，语音对讲服务器端功能，系统告警生成、推送，短信及电话通知功能等；

(5)系统功能：包括系统设置、用户管理、班组管理、工单管理、设备管理、事件处理、日志管理、数据交互、查询报表、地图展示与电子围栏设置等多种功能；

(6)用户视图：包括可以及时接收消息与处理事件的手机APP；可以进行各类设置操作，显示较完整查询报表功能的PC控制台；以及可以展示实时施工情况的大屏展示功能；同时提高短信、电话通知功能，可以随时与责任人联系。

如图4所示，本发明的智慧安全帽包括智慧安全帽本体1、压力传感器2、红外传感器3和压力传感器4。

智慧安全帽本体1包括电路板、通信模块、温度，湿度，气体，运动传感器，定位模块、对接模块、语音播放模块和电池。智慧安全帽本体1作为外置设备安装于标准安全帽之上。压力传感器2用于判断下颌是否戴紧。红外传感器3用于判断安全帽是否正确佩戴在头上。压力传感器4用于判断安全帽是否正确佩戴在头上。

本发明系统的使用及管理方法包括如下：

(1)人员及设备在系统录入

所有施工班组人员在系统进行登记(可通过接口与第三方人力资源管理系统、外包管理系统进行数据对接)，每名施工人员分配一顶智慧安全帽，并在系统中进行注册对应。

(2)与人员派单进行关联

通过管理手段要求施工人员在施工时，必须佩戴公司发放的智慧安全帽。系统可通过接口与第三方工单系统进行关联，如没有工单系统，亦可进行人工管理。如果通过抽查发现有人员没有佩戴安全帽，则对责任人进行处罚。月底进行佩戴时长统计，时长不达标或与工作量偏差较大的进行考核。

(3)及时处理告警问题

各级管理人员可在PC控制台查看所辖地区专业各工地人员的作业情况。如发生佩戴不紧、跌落告警、人员求救、有毒有害气体、人员离开电子围栏等情况，可及时收到通知。如果当日有工单，但有关人员佩戴的安全帽并未上线，会收到红色告警信息，管理人员可通过视频接入、电话询问等方式进行核查。

(4)通过统计结果进行考核

对现场的考核主要分为两个方面，一是通过实时监控，对未佩戴安全帽、安全帽不开机的人员进行处罚，对其直接上级进行同步考核，第二方面是，安全帽佩戴记录跟工单数据进行比对，如果佩戴时长明显偏少，则对工作量进行相应核减。

本发明的应用场景包括如下：

通信施工工地。通信施工工地分布广，场景复杂，单工地施工人员少，施工周期短，安全检查难以覆盖，在无监督的情况下容易麻痹大意。通过本方法可有效促进安全帽正确佩戴，预防并及时处理各种意外情况；

大型建筑工地。大型建筑工地存在不少监控死角，通过引入智慧安全帽，可以消除安全死角。

综上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此。在发明所披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明所揭露的技术范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种应用于通信施工现场的智慧安全帽系统的实现方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1：在系统注册施工人员以及与之对应的智慧安全帽；

步骤2：每日在系统发起施工派单；

步骤3：各级安全质量管理人员，根据系统派单情况，在系统查看各工地人员安全帽佩戴情况，如果施工工地正在施工，系统显示的佩戴安全帽的人员与实际施工安排不一致，则在系统生成告警，管理人员需及时处理告警信息，通过电话询问、调取现场视频方式，排除告警；

步骤4：安全帽在使用过程中，若发生跌落、佩戴不紧或者施工人员求救事件，系统立即给有关负责人发短信，拨打电话，要求人工干预；

步骤5：系统定期对安全帽佩戴时长、异常发生率、运动轨迹数据进行统计，并与项目、派单、考勤数据进行交叉比对，分析异常数据。

2.根据权利要求1所述的一种应用于通信施工现场的智慧安全帽系统的实现方法，其特征在于，所述步骤1中的智慧安全帽包括智慧安全帽本体(1)、压力传感器(2)、红外传感器(3)和压力传感器(4)，所述的智慧安全帽本体(1)包括电路板、通信模块、温度，湿度，气体，运动传感器，定位模块、对接模块、语音播放模块和电池，智慧安全帽本体(1)作为外置设备安装于所述安全帽之上，压力传感器(2)用于判断下颌是否戴紧，红外传感器(3)用于判断安全帽是否正确佩戴在头上，压力传感器(4)用于判断安全帽是否正确佩戴在头上。

3.根据权利要求1所述的一种应用于通信施工现场的智慧安全帽系统的实现方法，其特征在于，所述步骤2可以是采用第三方派单系统数据。

4.根据权利要求1所述的一种应用于通信施工现场的智慧安全帽系统的实现方法，其特征在于，所述步骤1中的智慧安全帽与人体太阳穴接触处安放红外传感器，以确定安全帽佩戴于人体上，所述的安全帽下颌处安放压力传感器，确保安全帽扣紧，当安全帽上的两颗红外传感器和一颗压力传感器全部显示正常，则设备向平台发送已正确佩戴信息，否则安全帽通过语音播报：“请注意，安全帽未正确佩戴”，并向后台发送告警，直至关机。

5.根据权利要求1所述的一种应用于通信施工现场的智慧安全帽系统的实现方法，其特征在于，所述步骤1中的智慧安全帽侧方开口处放置两枚有毒气体传感器，能对通信管线施工中常见的甲烷、硫化氢、一氧化碳气体进行告警，一旦检测到微量有毒气体，立即发出语音告警，并向系统后台传输告警信息。

6.根据权利要求1所述的一种应用于通信施工现场的智慧安全帽系统的实现方法，其特征在于，所述步骤1中的智慧安全帽内置运动传感器，当该安全帽检测到佩戴者正在进行攀高操作，该安全帽语音提示“请系好安全带，注意安全”，并向后台发送信息，当该安全帽检测到跌落事件时，向后台发送SOS信号，同时该安全帽发出语音求救信号，直至手动解除告警。

7.根据权利要求1所述的一种应用于通信施工现场的智慧安全帽系统的实现方法，其特征在于，所述步骤1中的智慧安全帽内置北斗定位模块，能够实时定位佩戴者的位置，当佩戴者处于电子围栏之外时，后台会给有关管理人员发出告警。

8.根据权利要求1所述的一种应用于通信施工现场的智慧安全帽系统的实现方法，其特征在于，所述步骤1中的智慧安全帽内置语音对讲模块，后台管理人员能够实时通过语音对讲功能与施工人员进行通话，方便远程技术指导、安全警示，同时该模块能够播放系统推送的消息，能够根据佩戴者的行为实时播报，与第三方系统对接，还能够播放第三方系统的告警信息。

9.一种应用于通信施工现场的智慧安全帽系统，其特征在于，所述系统包括智慧安全帽、4G通信模块、压力传感器、红外传感器、气体传感器、运动传感器、语音对讲模块和电源模块；

所述的4G通信模块采用标准接口，对于不需要语音对讲的班组，能够替换为NB-IOT模块，能够实现单次充电，长达一个月的待机时长，对于有视频接入要求的班组，能够替换为高速4G模块或者5G模块。

10.根据权利要求9所述的一种应用于通信施工现场的智慧安全帽系统，其特征在于，所述系统使用及管理方法包括：

(1)人员及设备在系统录入；

所有施工班组人员在系统进行登记，通过接口与第三方人力资源管理系统、外包管理系统进行数据对接，每名施工人员分配一顶智慧安全帽，并在系统中进行注册对应；

(2)与人员派单进行关联；

通过管理手段要求施工人员在施工时，必须佩戴公司发放的智慧安全帽，系统通过接口与第三方工单系统进行关联，若没有工单系统，亦可进行人工管理，如果通过抽查发现有人员没有佩戴安全帽，则对责任人进行处罚，月底进行佩戴时长统计，时长不达标或与工作量偏差较大的进行考核；

(3)及时处理告警问题；

各级管理人员可在PC控制台查看所辖地区专业各工地人员的作业情况，若发生佩戴不紧、跌落告警、人员求救、有毒有害气体、人员离开电子围栏情况，能及时收到通知，如果当日有工单，但有关人员佩戴的安全帽并未上线，会收到红色告警信息，管理人员可通过视频接入、电话询问方式进行核查；

(4)通过统计结果进行考核；

对现场的考核分为两个方面，一是通过实时监控，对未佩戴安全帽、安全帽不开机的人员进行处罚，对其直接上级进行同步考核，第二方面是，安全帽佩戴记录跟工单数据进行比对，如果佩戴时长明显偏少，则对工作量进行相应核减。

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