CN111904078A - 一种基于安全帽的安全生产共享数字生态系统及工作方法 - Google Patents

一种基于安全帽的安全生产共享数字生态系统及工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于安全帽的安全生产共享数字生态系统，包括智能安全帽，采用B/S的分层体系架构，包括平台层、应用层、网络层和终端层；终端层包括定位型智能安全帽及业务功能，定位型智能安全帽内含低功耗ARM芯片、GSM天线、GNSS天线；所述网络层为GPRS/NB网络；应用层包含多个建筑工地的基础数据，多个建筑工地的信息统一上传至平台层，并于平台层建立人力资源管理模型；本发明提出的人力资源管理模型，充分利用了基于定位型智能安全帽所获得的工人基础行为数据，消除监控死角，解决了建筑工地难以全面监管的问题，有效解放项目管理人员在人员调配和复核上的时间，为建筑企业提供了一种省时省力且全面的人员管理方式。

Description

一种基于安全帽的安全生产共享数字生态系统及工作方法
技术领域
本发明属于建筑行业管理技术领域，具体涉及一种基于安全帽的安全生产共享数字生态系统及工作方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展，新型城镇化建设的积极推进，建筑工地数量快速增加、规模不断扩大，工地安全问题依旧突出。
伴随物联网、移动通信技术的日臻成熟，各地政府出台政策、文件制度推进智慧工地建设，全面收集工人基础行为数据，综合管理，将项目管理趋于智能化、精细化。但在实施过程中，因建筑现场环境复杂，人员复杂，盲点多，难以做到全面管理。
现阶段，建筑工地、安监部门多采用基于视频监控的系统，这可以做到一般区域的安全生产监控，但模式比较单一，功能弱小，在施工地点分散的情况下，难以实现便携式的移动快速执法和隐患排查。
安全帽作为进入工地时必需的防护用品，对人体头部受坠落物及其他特定因素引起的伤害起防护作用。传统安全帽功能单一，科技含量不高，未被充分利用。
针对以上技术问题，故需要对其进行改进。
发明内容
针对建筑工地现场环境复杂，人员复杂，现场安全生产管理难的技术问题，本发明提出一种基于安全帽的安全生产共享数字生态系统。
为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于安全帽的安全生产共享数字生态系统，包括智能安全帽，采用B/S的分层体系架构，包括平台层、应用层、网络层和终端层；所述终端层包括定位型智能安全帽及业务功能，定位型智能安全帽内含低功耗ARM芯片、GSM天线、GNSS天线；所述网络层为GPRS/NB网络；ARM芯片、GSM天线、GNSS天线通过GPRS/NB网络传输终端数据信息至应用层汇总处理；应用层包含多个建筑工地的基础数据，多个建筑工地的信息统一上传至平台层，并于平台层建立人力资源管理模型。
作为本发明的一种优选方案，所述定位型智能安全帽包括帽壳、帽衬、下颊带和后箍；帽壳通过卡口连接帽衬与后箍，帽衬下方设有下颊带，帽壳上方设有透气孔，帽壳前部设有可开启的帽檐；帽檐内含有低功耗ARM芯片、GSM天线、GNSS天线置于帽壳前部，用于基础信息收集、数据处理及接收发送、GPS定位，通过GPRS/NB网络层传输终端数据信息至应用层汇总处理。
作为本发明的一种优选方案，还包括碰撞传感器和人体探测器，布设于帽檐处，检测信号传输至低功耗ARM芯片，可触发安全帽发送数据至应用层，用于碰撞报警及脱帽检测基础数据采集。
作为本发明的一种优选方案，所述低功耗ARM芯片包括定位信息处理模块以及危险告警模块，用于在工作时间内全方位收集工人基础行为数据，在发生意外情况时及时告警，并自主推送至相关权限的人员移动APP端或手机短信，管理人员可迅速响应。
作为本发明的一种优选方案，所述应用层为移动端软件和Web网页服务。
作为本发明的一种优选方案，所述平台层包括云数据库、云服务器和云监控。
一种基于安全帽的安全生产共享数字生态系统的工作方法，包括以下步骤：
步骤(一)，领取智慧安全帽，通过联网智能手机扫取唯一功能二维码，进行姓名、手机号码、身份证号码实名制认证，并进行安全教育、技术教育考试，自动生成成绩报表；
步骤(二)，管理人员手动将工人根据班组信息、工种信息进行分类，并确认安全帽信息已通过GPRS/NB网络接入控制平台；
步骤(三)，工人进入施工现场，打开安全帽电源开关，GPS定位系统、碰撞传感器、人体探测器开始工作，将工人实时位置信息、安全帽佩戴信息、工作时长信息、安全告警信息通过GPRS/NB网络传输至应用层处理；
步骤(四)，管理人员通过平台层对于工人防疫健康信息、安全培训、技术培训、工作考勤、工作人员轨迹采集、现场碰撞、应急告警信息进行汇总；
步骤(五)，根据基础数据信息，进行项目安全生产实施排查、实施分析，及时治理，并建立人力资源管理模型，做项目人力资源管理决策。
作为本发明的一种优选方案，在步骤(一)中，智慧安全帽实名制考勤与现场人脸识别设备实名制通道考勤数据交叉检查校验，确认项目实名制建筑工人信息及数量。
作为本发明的一种优选方案，在步骤(四)中，现场碰撞、应急告警信息可用于排查现场安全隐患，完善现场安全措施，提高事故风险防范能力和增强本质安全水平，防范和坚决遏制重特大事故发生。
作为本发明的一种优选方案，在步骤(五)中，项目人力资源管理决策具体包括：一方面可以对已设置的安全防护设施进行人性化检验，借助数据分析，对报警比例高的安全防护设施进行优化，提高防护系数；另一方面与项目构造模型比对计算，统计出不同区域施工范围内的实时作业工种类别、作业工人数量，施工员通过抽查即可实现施工质量、施工计划的管控，生产负责人快速分析生产进度，决策劳动力的资源调配，商务部门通过长期劳动效率的数据整理分析，可对比出预算定额与实际劳动定额的差异，为后续企业定额、项目成本给出建设性方案。
本发明的有益效果是：
1.本发明本文提出的人力资源管理模型，充分利用了基于定位型智能安全帽所获得的工人基础行为数据，消除监控死角，解决了建筑工地难以全面监管的问题，有效解放项目管理人员在人员调配和复核上的时间，为建筑企业提供了一种省时省力且全面的人员管理方式。
2.本发明的安全告警系统与控制平台、移动APP端或手机短信可以提高人员响应速度，及时找出风险管控措施失效或弱化环节，并有效进行治理，把隐患消除在事故发生之前。
附图说明
图1为本发明的功能拓扑图；
图2为本发明的控制信号框图；
图3为本发明智能安全帽可开启帽檐的结构示意图；
图4为本发明智能安全帽的结构示意图。
图中附图标记：平台层1，应用层2，网络层3，终端层4，碰撞传感器5，人体探测器6，定位信息处理模块7，危险告警模块8，电源指示灯9，USB充电接口10，ARM芯片11，GSM天线12，GNSS天线13，云数据库14，云服务器15，云监控16，移动端/PC端17，帽壳21，帽衬22，下颊带23，后箍24，帽檐25，透气孔26，建筑工地27，GPRS/NB网络30，综合管理平台31，储存服务器32，核心服务器33；定位型智能安全帽40，业务功能41，电源键50，灯光键51，SOS键52，撤销键53，LED灯54，喇叭55，报警撤销灯56，报警触发灯57，佩戴检测口58，网络状态灯59。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作详细说明。
实施例：如图2所示，一种基于安全帽的安全生产共享数字生态系统，包括智能安全帽，采用B/S的分层体系架构，包括平台层1、应用层2、网络层3和终端层4；所述终端层4包括定位型智能安全帽40及业务功能41，具体的，业务功能41包括安全督察、重点管控、现场管控、安全宣贯、一键报警、人员定位信息、脱帽检测报警7项业务功能；定位型智能安全帽40内含低功耗的ARM芯片11、GSM天线12、GNSS天线13；布设于可开启的帽檐25，随施工人员在施工现场内移动，管理人员可于移动端/PC端17等应用层实时查看工人所在位置，网络层3为GPRS/NB网络30，并通过GPRS/NB网络层30进行施工人员基础行为数据、安全信息的实时获取；ARM芯片11、GSM天线12、GNSS天线13通过GPRS/NB网络30传输终端数据信息至应用层2汇总处理；应用层2可包含多个建筑工地27的基础数据，多个建筑工地27信息统一上传至平台层1，并于平台层建立人力资源管理模型；其中人力资源管理模型包括综合管理平台31、储存服务器32和核心服务器33。
如图3所示，所述的定位型智能安全帽帽檐25具有电源键50、灯光键51、SOS键52、撤销键53、工人按钮及网络状态灯59、报警触发灯57、报警撤销灯56、LED灯54、佩戴检测口58、喇叭55、电源指示灯9和USB充电接口10；帽檐25内含碰撞传感器5和人体探测器6；佩戴检测口58通过人体探测器6以5min/次的频率检测安全帽是否佩戴；碰撞传感器5在人员发生碰撞、跌倒时触发数据发送，报警触发灯57亮起；碰撞传感器5和人体探测器6的基础信号传送至低功耗ARM芯片11，利用帽檐25内的GSM天线12、GNSS天线13，通过GPRS/NB网络层30传输终端数据信息至应用层2汇总处理。
低功耗ARM芯片11包括定位信息处理模块7以及危险告警模块8，用于在工作时间内全方位收集工人基础行为数据，在发生意外情况时及时告警，并自主推送至相关权限的人员移动APP端或手机短信，管理人员可迅速响应。
其中，网络层3为GPRS/NB网络30，作为应用层2与终端层4的通讯手段，覆盖面积广、通讯迅速，通过帽檐25内的GSM天线12、GNSS天线13将工人基础行为数据传输至控制平台，管理人员将收到的数据进行汇总总处理，对应急状况迅速响应，对长期数据统计分析。
首先，工人进入工地前正确佩戴安全帽，并打开安全帽开关；安全帽发出语音提示，代表安全帽与系统连接成功；管理人员可通过移动端/PC端17查看是施工人员在线情况，结合现场实名制通道考勤记录，进行信息数据交叉检查校验，统计人员出勤情况。
其次，当佩戴人员发生碰撞、跌倒靠近强电区域和不规范佩戴安全帽的情况时，安全帽会自动发出语音告警提示，并触发数据发送，及时响应至控制平台，并自主推送至相关权限的人员移动APP端或手机短信，管理人员可实时获取求救信息，立即作出响应。
另外，安全帽内运用GPS、北斗等卫星定位系统对建筑工人进行运动轨迹、停留时间的信息进行采集，管理人员于控制平台通过视频观察现场实时作业工种类别、作业工人数量，快速分析生产进度，决策劳动力的资源调配。
最后，管理人员借助控制平台，定期直接导出各班组工人考勤表，作为劳务报酬计算的重要依据，精准计算工时。
除此之外，管理人员借助控制平台，定期导出施工现场各区块报警数据，对已设置的安全防护设施进行人性化检验，借助数据分析，对报警比例高的安全防护设施进行优化，提高防护系数，做到安全、生产协同。
如图4所示，为本发明智能安全帽的结构示意图；其中，定位型智能安全帽40包括帽壳21、帽衬22、下颊带23和后箍24；帽壳21通过卡口连接帽衬22与后箍24，帽衬22下方设有下颊带23，帽壳21上方设有透气孔26，帽壳21前部设有可开启的帽檐25；帽檐25内含有低功耗ARM芯片11、GSM天线12、GNSS天线13置于帽壳21前部，用于基础信息收集、数据处理及接收发送、GPS定位，通过GPRS/NB网络层20传输终端数据信息至应用层2汇总处理。
如图1-2所示，一种基于安全帽的安全生产共享数字生态系统的工作方法，包括以下步骤：
步骤(一)，领取智慧安全帽，通过联网智能手机扫取唯一功能二维码，进行姓名、手机号码、身份证号码实名制认证，并进行安全教育、技术教育考试，自动生成成绩报表；其中，智慧安全帽实名制考勤与现场人脸识别设备实名制通道考勤数据交叉检查校验，确认项目实名制建筑工人信息及数量。
步骤(二)，管理人员手动将工人根据班组信息、工种信息进行分类，并确认安全帽信息已通过GPRS/NB网络30接入控制平台。
步骤(三)，工人进入施工现场，打开安全帽电源开关，GPS定位系统、碰撞传感器5、人体探测器6开始工作，将工人实时位置信息、安全帽佩戴信息、工作时长信息、安全告警信息通过GPRS/NB网络30传输至应用层处理。
步骤(四)，管理人员通过平台层1对于工人防疫健康信息、安全培训、技术培训、工作考勤、工作人员轨迹采集、现场碰撞、应急告警信息进行汇总；其中，现场碰撞、应急告警信息可用于排查现场安全隐患，完善现场安全措施，提高事故风险防范能力和增强本质安全水平，防范和坚决遏制重特大事故发生。
步骤(五)，根据基础数据信息，进行项目安全生产实施排查、实施分析，及时治理，并建立人力资源管理模型，做项目人力资源管理决策。
具体的，项目人力资源管理决策具体包括：一方面可以对已设置的安全防护设施进行人性化检验，借助数据分析，对报警比例高的安全防护设施进行优化，提高防护系数；另一方面与项目构造模型比对计算，统计出不同区域施工范围内的实时作业工种类别、作业工人数量，施工员通过抽查即可实现施工质量、施工计划的管控，生产负责人快速分析生产进度，决策劳动力的资源调配，商务部门通过长期劳动效率的数据整理分析，可对比出预算定额与实际劳动定额的差异，为后续企业定额、项目成本给出建设性方案。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
尽管本文较多地使用了图中附图标记：平台层1，应用层2，网络层3，终端层4，碰撞传感器5，人体探测器6，定位信息处理模块7，危险告警模块8，电源指示灯9，USB充电接口10，ARM芯片11，GSM天线12，GNSS天线13，云数据库14，云服务器15，云监控16，移动端/PC端17，帽壳21，帽衬22，下颊带23，后箍24，帽檐25，透气孔26，建筑工地27，GPRS/NB网络30，综合管理平台31，储存服务器32，核心服务器33；定位型智能安全帽40，业务功能41，电源键50，灯光键51，SOS键52，撤销键53，LED灯54，喇叭55，报警撤销灯56，报警触发灯57，佩戴检测口58，网络状态灯59等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种基于安全帽的安全生产共享数字生态系统，包括智能安全帽，其特征在于：采用B/S的分层体系架构，包括平台层(1)、应用层(2)、网络层(3)和终端层(4)；所述终端层(4)包括定位型智能安全帽(40)及业务功能(41)，定位型智能安全帽(40)内含低功耗ARM芯片(11)、GSM天线(12)、GNSS天线(13)；所述网络层(3)为GPRS/NB网络(30)；ARM芯片(11)、GSM天线(12)、GNSS天线(13)通过GPRS/NB网络(30)传输终端数据信息至应用层(2)汇总处理；应用层(2)包含多个建筑工地(27)的基础数据，多个建筑工地(27)的信息统一上传至平台层(1)，并于平台层(1)建立人力资源管理模型。
2.根据权利要求1所述的一种基于安全帽的安全生产共享数字生态系统，其特征在于：所述定位型智能安全帽(40)包括帽壳(21)、帽衬(22)、下颊带(23)和后箍(24)；帽壳(21)通过卡口连接帽衬(22)与后箍(24)，帽衬(22)下方设有下颊带(23)，帽壳(21)上方设有透气孔(26)，帽壳(21)前部设有可开启的帽檐(25)；帽檐(25)内含有低功耗ARM芯片(11)、GSM天线(12)、GNSS天线(13)置于帽壳(21)前部，用于基础信息收集、数据处理及接收发送、GPS定位，通过GPRS/NB网络层(20)传输终端数据信息至应用层(2)汇总处理。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于安全帽的安全生产共享数字生态系统，其特征在于：还包括碰撞传感器(5)和人体探测器(6)，布设于帽檐(25)处，检测信号传输至低功耗ARM芯片(11)，可触发安全帽发送数据至应用层(2)，用于碰撞报警及脱帽检测基础数据采集。
4.根据权利要求3所述的一种基于安全帽的安全生产共享数字生态系统，其特征在于：所述低功耗ARM芯片(11)包括定位信息处理模块(7)以及危险告警模块(8)，用于在工作时间内全方位收集工人基础行为数据，在发生意外情况时及时告警，并自主推送至相关权限的人员移动APP端或手机短信，管理人员可迅速响应。
5.根据权利要求3所述的一种基于安全帽的安全生产共享数字生态系统，其特征在于：所述应用层(2)为移动端软件和Web网页服务。
6.根据权利要求1所述的一种基于安全帽的安全生产共享数字生态系统，其特征在于：所述平台层(1)包括云数据库(14)、云服务器(15)和云监控(16)。
7.根据权利要求1-6任意所述的基于安全帽的安全生产共享数字生态系统的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤(一)，领取智慧安全帽，通过联网智能手机扫取唯一功能二维码，进行姓名、手机号码、身份证号码实名制认证，并进行安全教育、技术教育考试，自动生成成绩报表；
步骤(二)，管理人员手动将工人根据班组信息、工种信息进行分类，并确认安全帽信息已通过GPRS/NB网络(30)接入控制平台；
步骤(三)，工人进入施工现场，打开安全帽电源开关，GPS定位系统、碰撞传感器(5)、人体探测器(6)开始工作，将工人实时位置信息、安全帽佩戴信息、工作时长信息、安全告警信息通过GPRS/NB网络(30)传输至应用层处理；
步骤(四)，管理人员通过平台层(1)对于工人防疫健康信息、安全培训、技术培训、工作考勤、工作人员轨迹采集、现场碰撞、应急告警信息进行汇总；
步骤(五)，根据基础数据信息，进行项目安全生产实施排查、实施分析，及时治理，并建立人力资源管理模型，做项目人力资源管理决策。
8.根据权利要求7所述的基于安全帽的安全生产共享数字生态系统的工作方法，其特征在于：在步骤(一)中，智慧安全帽实名制考勤与现场人脸识别设备实名制通道考勤数据交叉检查校验，确认项目实名制建筑工人信息及数量。
9.根据权利要求7所述的基于安全帽的安全生产共享数字生态系统的工作方法，其特征在于：在步骤(四)中，现场碰撞、应急告警信息可用于排查现场安全隐患，完善现场安全措施，提高事故风险防范能力和增强本质安全水平，防范和坚决遏制重特大事故发生。
10.根据权利要求7所述的基于安全帽的安全生产共享数字生态系统的工作方法，其特征在于：在步骤(五)中，项目人力资源管理决策具体包括：一方面可以对已设置的安全防护设施进行人性化检验，借助数据分析，对报警比例高的安全防护设施进行优化，提高防护系数；另一方面与项目构造模型比对计算，统计出不同区域施工范围内的实时作业工种类别、作业工人数量，施工员通过抽查即可实现施工质量、施工计划的管控，生产负责人快速分析生产进度，决策劳动力的资源调配，商务部门通过长期劳动效率的数据整理分析，可对比出预算定额与实际劳动定额的差异，为后续企业定额、项目成本给出建设性方案。
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