CN112125184B - 一种建筑施工塔吊监测预警方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种建筑施工塔吊监测预警方法,包括如下步骤:GPRS和GPS信息获取、MEMS传感器设置、无线信号获取、监测坐标确认、建筑施工范围测绘、施工范围中心点确认、无人机飞行拍摄监控与数据结果实时接收监测;通过MEMS传感器可对建筑施工工地的多个塔吊的多个标准节的振动情况进行实时监控,从而对建筑施工工地的塔吊进行完整的监测预警,从而对塔吊工作时的机体进行监控并对塔吊的运行使用进行指导;通过在建筑施工工地的塔吊上方设置监测的无人机,从而在塔吊的工作过程中对塔吊进行实时的摄像监测,配合数据与视频的监控预警,从而对建筑施工工地的塔吊事故进行多种事故的提前预警,提高了建筑施工工地工作过程安全性。

Description

一种建筑施工塔吊监测预警方法
技术领域
本发明属于塔吊检测预警技术领域,更具体地说,尤其涉及一种建筑施工塔吊监测预警方法。
背景技术
塔吊是建筑施工工地上最常用的一种起重设备,又名塔式起重机,以一节一节的接长接高,简称标准节,用来吊施工用的钢筋、木楞、混凝土、钢管等施工的原材料。塔吊是工地上一种必不可少的设备。塔吊尖的功能是承受臂架拉绳及平衡臂拉绳传来的上部荷载,并通过回转塔架、转台、承座等的结构部件式直接通过转台传递给塔身结构。自升塔顶有截锥柱式、前倾或后倾截锥柱式、人字架式及斜撑架式。凡是上回转塔机均需设平衡重,其功能是支承平衡重,用以构成设计上所要求的作用方面与起重力矩方向相反的平衡力矩。除平衡重外,还常在其尾部装设起升机构。
随着我国建筑行业的发展以及用地的紧缩,为了缩短项目工期,多建筑密集高效施工已成为土木行业的常态。塔吊作为施工领域的重要角色,其作业环境日益复杂,然而传统吊装作业采用操作员与吊装员相互配合的方式指挥塔吊交叉重叠作业。虽然这些专业人员需要考取相关驾驶证和具备一定文化水平方能上岗,但这种方法总体上智能化较低,信息对接不准确或及时,难以应对某些复杂情况。常规的建筑施工工地对于塔吊未设置监测装置,对于多种建筑施工工地的事故无法进行有效的预警,另外一些设置有监测预警的建筑施工工地的监测预警方式也比较单一,难以有效全面的对建筑施工工地的塔吊进行多方位的有效监测预警,因此我们需要提出一种建筑施工塔吊监测预警方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,通过MEMS传感器可对建筑施工工地的多个塔吊的多个标准节的振动情况进行实时监控,从而对建筑施工工地的塔吊进行完整的监测预警,从而对塔吊工作时的机体进行监控从而对塔吊的运行使用进行指导;通过在建筑施工工地的塔吊上方设置监测的无人机,从而在塔吊的工作过程中对塔吊进行实时的摄像监测,配合数据与视频的监控预警,从而对建筑施工工地的塔吊事故进行多种事故的提前预警,则提高了建筑施工工地工作过程的安全性,而提出的一种建筑施工塔吊监测预警方法。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种建筑施工塔吊监测预警方法,包括以下步骤:
S1、GPRS和GPS信息获取,通过塔吊的操作室中的GPRS和GPS模块配合卫星对建筑施工工地区域内的多组塔吊进行编号,编号方式设置为X1、X2、X3、X4、X5......Xn;
S2、MEMS传感器设置,在建筑施工工地的塔吊的每组标准节上装配MEMS传感器,通过MEMS传感器的振动传感器对塔吊机身整体的振动情况进行实时监测,并对各组MEMS传感器进行数据编号,从而将塔吊的标准节与编号进行匹配对应,匹配编号方式设置为Y1、Y2、Y3、Y4、Y5.....Yn;
S3、无线信号获取,通过在塔吊的操作室内设置为无线模块,通过对步骤S2中塔吊各个标准节上的MEMS传感器的传感器数据进行收集,并通过塔吊操作室内的GPRS模块将多组MEMS的传感器数据发送至地面的控制中心,通过在控制中心设置控制电脑与监控显示屏对MEMS的信号进行实时监测;
S4、监测坐标确认,通过步骤S1中多组塔吊的编号与步骤S2中塔吊的多组标准节的编号,对建筑施工工地的所有塔吊的所有标准节进行坐标编号处理,则建筑施工工地的所有塔吊的所有标准节的坐标编号为(X1,Y1)、(X2,Y2)、(X3,Y3)、(X4,Y4)、(X5,Y5).....(Xn,Yn);
S5、建筑施工范围测绘,通过无人机对建筑施工工地的范围进行测绘,测绘建筑施工工地的边界矢量图,并通过无人机对建筑施工工地的各个塔吊位置进行测绘,通过无人机测绘的各个塔吊位置图片对步骤S1中GPS卫星编号结果进行修正;
S6、施工范围中心点确认,通过步骤S5中无人机的图片测绘结果对俯视角度进行图片矢量转换,并以塔吊的操作室为中心点与步骤S4中的监测坐标进行匹配;
S7、无人机飞行拍摄监控,通过步骤S5与步骤S6中测绘图片和图片矢量转换结果,对无人机的飞行盘旋路线进行确认,通过不同的建筑施工工地范围形状与不同的塔吊位置确认不同的无人机飞行路线,并释放无人机在建筑施工工地的塔吊上方飞行,通过无人机对建筑施工工地的各个塔吊进行实时拍摄监测;
S8、数据结果实时接收监测,通过在建筑施工工地的地面控制中心对步骤S3中建筑施工工地的各个塔吊的各个标准节的MEMS传感器的数据结果进行接收显示,通过地面控制中心对塔吊的拍摄结果进行实时监控,并通过建筑施工工地的监控显示屏对拍摄结果进行实时显示。
优选的,步骤S1中,所述MEMS传感器设置为带有压力传感器与振动传感器的MEMS传感器,塔吊的标准节上固定连接有用于安装MEMS传感器的固定座。
优选的,步骤S1中,MEMS传感器中设置有两组信号转换模块,一组信号转换模块用于模拟信号转换至数字信号,另一组信号转换模块用于数字信号转换至模拟信号。
优选的,步骤S1中,所述塔吊的操作室内设置有用于信号连接塔吊标准节上的MEMS传感器的无线模块。
优选的,步骤S5与步骤S8中,无人机设置为带有高清摄像头的航拍无人机,且该无人机的航拍摄像头的像素至少为4000万像素。
优选的,步骤S7中,飞行监控点的无人机设置有至少三组,三组所述无人机的飞行间隔设置为至少20米,无人机的飞行高度与塔吊的最高点高度之间的距离设置为5-10米。
优选的,步骤S7中,无人机的飞行盘旋路线设置为覆盖建筑施工工地方位的圆形路线。
优选的,所述步骤S3与步骤S8中,地面控制中心内设置有至少两组监控显示屏,两组监控显示屏分别用于显示各个塔吊的各个标准节的MEMS传感器的数据与无人机的航拍实时视频。
本发明的技术效果和优点:本发明提供的一种建筑施工塔吊监测预警方法,通过MEMS传感器可对建筑施工工地的多个塔吊的多个标准节的振动情况进行实时监控,从而对建筑施工工地的塔吊进行完整的监测预警,从而对塔吊工作时的机体进行监控从而对塔吊的运行使用进行指导;通过在建筑施工工地的塔吊上方设置监测的无人机,从而在塔吊的工作过程中对塔吊进行实时的摄像监测,配合数据与视频的监控预警,从而对建筑施工工地的塔吊事故进行多种事故的提前预警,则提高了建筑施工工地工作过程的安全性。
附图说明
图1为本发明的建筑施工塔吊监测预警方法的方法流程图;
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例
一种建筑施工塔吊监测预警方法,包括以下步骤:
S1、GPRS和GPS信息获取,通过塔吊的操作室中的GPRS和GPS模块配合卫星对建筑施工工地区域内的多组塔吊进行编号,编号方式设置为X1、X2、X3、X4、X5......Xn;
S2、MEMS传感器设置,在建筑施工工地的塔吊的每组标准节上装配MEMS传感器,通过MEMS传感器的振动传感器对塔吊机身整体的振动情况进行实时监测,并对各组MEMS传感器进行数据编号,从而将塔吊的标准节与编号进行匹配对应,匹配编号方式设置为Y1、Y2、Y3、Y4、Y5.....Yn;
S3、无线信号获取,通过在塔吊的操作室内设置为无线模块,通过对步骤S2中塔吊各个标准节上的MEMS传感器的传感器数据进行收集,并通过塔吊操作室内的GPRS模块将多组MEMS的传感器数据发送至地面的控制中心,通过在控制中心设置控制电脑与监控显示屏对MEMS传感器的信号进行实时监测;
S4、监测坐标确认,通过步骤S1中多组塔吊的编号与步骤S2中塔吊的多组标准节的编号,对建筑施工工地的所有塔吊的所有标准节进行坐标编号处理,则建筑施工工地的所有塔吊的所有标准节的坐标编号为(X1,Y1)、(X2,Y2)、(X3,Y3)、(X4,Y4)、(X5,Y5).....(Xn,Yn);
S5、建筑施工范围测绘,通过无人机对建筑施工工地的范围进行测绘,测绘建筑施工工地的边界矢量图,并通过无人机对建筑施工工地的各个塔吊位置进行测绘,通过无人机测绘的各个塔吊位置图片对步骤S1中GPS卫星编号结果进行修正;
S6、施工范围中心点确认,通过步骤S5中无人机的图片测绘结果对俯视角度进行图片矢量转换,并以塔吊的操作室为中心点与步骤S4中的监测坐标进行匹配;
S7、无人机飞行拍摄监控,通过步骤S5与步骤S6中测绘图片和图片矢量转换结果,对无人机的飞行盘旋路线进行确认,通过不同的建筑施工工地范围形状与不同的塔吊位置确认不同的无人机飞行路线,并释放无人机在建筑施工工地的塔吊上方飞行,通过无人机对建筑施工工地的各个塔吊进行实时拍摄监测;
S8、数据结果实时接收监测,通过在建筑施工工地的地面控制中心对步骤S3中建筑施工工地的各个塔吊的各个标准节的MEMS传感器的数据结果进行接收显示,通过地面控制中心对塔吊的拍摄结果进行实时监控,并通过建筑施工工地的监控显示屏对拍摄结果进行实时显示。
进一步的,步骤S1中,MEMS传感器设置为带有压力传感器与振动传感器的MEMS传感器,塔吊的标准节上固定连接有用于安装MEMS传感器的固定座。
进一步的,步骤S1中,MEMS传感器中设置有两组信号转换模块,一组信号转换模块用于模拟信号转换至数字信号,另一组信号转换模块用于数字信号转换至模拟信号。
进一步的,步骤S1中,塔吊的操作室内设置有用于信号连接塔吊标准节上的MEMS传感器的无线模块。
进一步的,步骤S5与步骤S8中,无人机设置为带有高清摄像头的航拍无人机,且该无人机的航拍摄像头的像素至少为4000万像素。
进一步的,步骤S7中,飞行监控点的无人机设置有至少三组,三组无人机的飞行间隔设置为至少20米,无人机的飞行高度与塔吊的最高点高度之间的距离设置为5-10米。
进一步的,步骤S7中,无人机的飞行盘旋路线设置为覆盖建筑施工工地方位的圆形路线。
进一步的,步骤S3与步骤S8中,地面控制中心内设置有至少两组监控显示屏,两组监控显示屏分别用于显示各个塔吊的各个标准节的MEMS传感器的数据与无人机的航拍实时视频。
综上所述,本发明通过MEMS传感器可对建筑施工工地的多个塔吊的多个标准节的振动情况进行实时监控,从而对建筑施工工地的塔吊进行完整的监测预警,从而对塔吊工作时的机体进行监控从而对塔吊的运行使用进行指导;通过在建筑施工工地的塔吊上方设置监测的无人机,从而在塔吊的工作过程中对塔吊进行实时的摄像监测,配合数据与视频的监控预警,从而对建筑施工工地的塔吊事故进行多种事故的提前预警,则提高了建筑施工工地工作过程的安全性。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种建筑施工塔吊监测预警方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1、GPRS和GPS信息获取,通过塔吊的操作室中的GPRS和GPS模块配合卫星对建筑施工工地区域内的多组塔吊进行编号,编号方式设置为X1、X2、X3、X4、X5......Xn;
S2、MEMS传感器设置,在建筑施工工地的塔吊的每组标准节上装配MEMS传感器,通过MEMS传感器的振动传感器对塔吊机身整体的振动情况进行实时监测,并对各组MEMS传感器进行数据编号,从而将塔吊的标准节与编号进行匹配对应,匹配编号方式设置为Y1、Y2、Y3、Y4、Y5.....Yn;
S3、无线信号获取,通过在塔吊的操作室内设置无线模块,通过对步骤S2中塔吊各个标准节上的MEMS传感器的传感器数据进行收集,并通过塔吊操作室内的GPRS模块将多组MEMS传感器的传感器数据发送至地面的控制中心,通过在控制中心设置控制电脑与监控显示屏对MEMS传感器的信号进行实时监测;
S4、监测坐标确认,通过步骤S1中多组塔吊的编号与步骤S2中塔吊的多组标准节的编号,对建筑施工工地的所有塔吊的所有标准节进行坐标编号处理,则建筑施工工地的所有塔吊的所有标准节的坐标编号为(X1,Y1)、(X2,Y2)、(X3,Y3)、(X4,Y4)、(X5,Y5).....(Xn,Yn);
S5、建筑施工范围测绘,通过无人机对建筑施工工地的范围进行测绘,测绘建筑施工工地的边界矢量图,并通过无人机对建筑施工工地的各个塔吊位置进行测绘,通过无人机测绘的各个塔吊位置图片对步骤S1中GPS卫星编号结果进行修正;
S6、施工范围中心点确认,通过步骤S5中无人机的图片测绘结果对俯视角度进行图片矢量转换,并以塔吊的操作室为中心点与步骤S4中的监测坐标进行匹配;
S7、无人机飞行拍摄监控,通过步骤S5与步骤S6中测绘图片和图片矢量转换结果,对无人机的飞行盘旋路线进行确认,通过不同的建筑施工工地范围形状与不同的塔吊位置确认不同的无人机飞行路线,并释放无人机在建筑施工工地的塔吊上方飞行,通过无人机对建筑施工工地的各个塔吊进行实时拍摄监测;
S8、数据结果实时接收监测,通过在建筑施工工地的地面控制中心对步骤S3中建筑施工工地的各个塔吊的各个标准节的MEMS传感器的数据结果进行接收显示,通过地面控制中心对塔吊的拍摄结果进行实时监控,并通过建筑施工工地的监控显示屏对拍摄结果进行实时显示。
2.根据权利要求1所述的一种建筑施工塔吊监测预警方法,其特征在于:步骤S1中,所述MEMS传感器为带有压力传感器与振动传感器的MEMS传感器,塔吊的标准节上固定连接有用于安装MEMS传感器的固定座。
3.根据权利要求1所述的一种建筑施工塔吊监测预警方法,其特征在于:步骤S1中,MEMS传感器中设置有两组信号转换模块,一组信号转换模块用于模拟信号转换至数字信号,另一组信号转换模块用于数字信号转换至模拟信号。
4.根据权利要求1所述的一种建筑施工塔吊监测预警方法,其特征在于:步骤S1中,所述塔吊的操作室内设置有用于信号连接塔吊标准节上的MEMS传感器的无线模块。
5.根据权利要求1所述的一种建筑施工塔吊监测预警方法,其特征在于:步骤S5与步骤S8中,无人机设置为带有高清摄像头的航拍无人机,且该无人机的航拍摄像头的像素至少为4000万像素。
6.根据权利要求1所述的一种建筑施工塔吊监测预警方法,其特征在于:步骤S7中,飞行监控点的无人机设置有至少三组,三组所述无人机的飞行间隔设置为至少20米,无人机的飞行高度与塔吊的最高点高度之间的距离设置为5-10米。
7.根据权利要求1所述的一种建筑施工塔吊监测预警方法,其特征在于:步骤S7中,无人机的飞行盘旋路线设置为覆盖建筑施工工地方位的圆形路线。
8.根据权利要求1所述的一种建筑施工塔吊监测预警方法,其特征在于:所述步骤S3与步骤S8中,地面控制中心内设置有至少两组监控显示屏,两组监控显示屏分别用于显示各个塔吊的各个标准节的MEMS传感器的数据与无人机的航拍实时视频。
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