CN112184079A

CN112184079A - 一种基于实时空间位置的水务工程安全管理系统及其应用

Info

Publication number: CN112184079A
Application number: CN202011197461.4A
Authority: CN
Inventors: 李翊君; 陆继诚; 张文涛; 黄静菲; 张善伟
Original assignee: Shanghai Municipal Engineering Design Insitute Group Co Ltd
Current assignee: Shanghai Municipal Engineering Design Insitute Group Co Ltd
Priority date: 2020-10-30
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2021-01-05

Abstract

本发明涉及一种基于实时空间位置的水务工程安全管理系统，包括：可佩戴定位设备、定位基站、后台服务器、移动终端、安全管理软件、移动端应用软件。本发明还提供了该系统的应用方法。本发明可实现水务工程厂内人员的实时定位监管，并高效、精准地管理厂区危险区域及权限区域，为误入人员提供离开路径导航，并通过撤离导航及联动照明、风机等环控设备，在发生有毒有害气体泄漏、火灾等危险情况时，降低人员受伤的风险。

Description

一种基于实时空间位置的水务工程安全管理系统及其应用

技术领域

本发明涉及水务工程领域，特别涉及一种基于实时空间位置的水务工程安全管理系统及其应用。

背景技术

室内定位技术及室内导航技术处于发展的初期，可被用来使用的室内定位及导航软件相对较少，可用于安全管理的更是寥寥无几。目前，在水务工程中没有可根据人员定位实现的安全管理系统。

目前水务工程对人员的管控多仅局限于门禁的限制，当人员进入到厂内内部后，除了摄像头外对其行踪基本没有管控的措施。但由于摄像头的覆盖范围有盲区且数量众多，当人员发生危险时不能及时知晓，对其可能发生危险的行为也无法进行及时制止，无法有效实现人员的安全管控。尤其是水务工程中，当发生有毒有害气体泄露等情况时，厂内人员无法及时知晓危险区域范围，容易发生误入危险区域的事件发生。

发明内容

本发明针对现有技术中对水务工程厂内人员的行踪及安全管控不足，摄像头覆盖存在盲区且数量众多等问题，提供了一种基于实时空间位置的水务工程安全管理系统及其应用，以达到有效实现人员的安全管控，降低人员受到伤害的风险的目的。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于实时空间位置的水务工程安全管理系统，其特征在于包括：可佩戴定位设备、定位基站、后台服务器、移动终端、安全管理软件、移动端应用软件。

所述的可佩戴定位设备，内置定位标签，用于向定位基站发送脉冲信号。

所述的定位基站，用于接收所述可佩戴定位设备内的定位标签发送的脉冲信号。

所述的后台服务器，作为数据库服务器及应用服务器。用于部署安全管理软件。

所述的移动终端，可与后台服务器和可佩戴定位设备进行通讯。用于部署移动端应用软件。

所述的安全管理软件，安装于后台服务器上，包含定位及地图展示、区域管理、预警管理、人员管理、环控联动等功能。

所述的移动端应用软件，安装于移动终端上，通过移动终端与可佩戴定位设备的绑定，具有实时定位功能，实现导航、预警推送、一键撤离功能。

进一步地，所述的可佩戴定位设备内置定位标签，用于向定位基站发送脉冲信号，以计算可佩戴定位设备当前位置；内置IC卡，用于门禁权限的写入，实现门禁的开启；内置蓝牙模块，用于与移动终端进行通信及绑定；内置震动模块及蜂鸣器，用于预警信息的提醒；内置SOS紧急呼救模块，用于发生危险时向后台服务器发送求救信息。

进一步地，所述的定位基站安装于水务工程构筑物内部，用于接收可佩戴定位设备内的定位标签发送的脉冲信号，可根据不同区域定位精度的要求，确定安装的数量，间距及安装位置，从而实现零维、一维、二维的定位需求。

进一步地，所述的后台服务器通过有线或无线网络收集所述定位基站发送的可佩戴定位设备的定位数据，并通过TOF或TDOA定位方法计算出可佩戴定位设备的坐标位置。

进一步地，所述的移动终端，通过无线网络、或蜂窝网络、或蓝牙网络和后台服务器进行通讯，通过蓝牙网络与可佩戴定位设备进行通讯。

进一步地，所述的安全管理软件，可在电子地图上实时显示在厂内所有人员的当前位置；可划分危险区域及权限区域；当人员进入危险区域或者权限区域时可实时展示预警信息；可对人员准入权限进行管理，管理厂内人员的可入区域范围；可联动在线检测仪表、摄像头、风机等设备，实现危险区域的生成与在线检测仪表数据的联动，人员的实时位置与摄像头的联动，危险区域及报警系统与风机的联动等。

进一步地，所述的移动端应用软件，可在电子地图上实时显示本人的当前位置；可进行跨楼层实时导航；当人员误入危险区域或权限区域时可推送预警信息；可实现一键撤离功能。所述的得到一键撤离路线的算法包含：

根据可佩戴定位设备的实时位置，以当前位置作为起点，搜索离当前位置最近的出口作为终点，进行室内导航跨楼层计算，避开危险区域及权限区域，得到起点与终点之间的一条最方便快捷的导航路径，显示在移动端应用软件的电子地图上，并根据可佩戴定位设备的实时位置的变化实时切换至对应楼层的电子地图。

本发明还提供一种基于实时空间位置的水务工程安全管理系统的应用，包括如下步骤：

步骤1：根据水务工程的运行工艺流程及构筑物实际环境，在安全管理软件上建立厂区地图，并在地图上划分危险区域及权限区域。

步骤2：所有进入水务工程构筑物内部的人员均需佩戴可佩戴定位设备。可佩戴定位设备与人员一一对应，并通过移动终端绑定手环，登录移动端应用软件；

步骤3：人员佩戴可佩戴定位设备进入构筑物内部后，可佩戴定位设备中的定位标签发出脉冲信号，部署在构筑物内部的定位基站接收到所述脉冲信号，后台服务器计算出可佩戴定位设备的坐标位置。移动终端的应用软件实时显示本人当前位置。后台安全管理软件实时显示在厂内所有人员的当前位置；

步骤4：当人员长时间处于同一位置不动时，安全管理软件调用该区域摄像头对准人员所在位置，调出视频监控画面，查看异常情况。

步骤5：当人员误入无权限进入区域时，可佩戴定位设备震动，同时移动端应用软件发出预警提醒，通知其离开该区域。后台安全管理软件显示预警信息。

步骤6：当人员误入危险区域时，可佩戴定位设备震动，蜂鸣器报警，同时移动端应用软件发出预警提醒，为其规划撤离路线。后台安全管理软件显示预警信息。

步骤7：当厂内报警系统发生警报时，厂内所有人员的可佩戴定位设备震动，蜂鸣器报警，同时移动端应用软件发出紧急撤离提醒。人员通过一键撤离功能，直接导航至最近出口，进行紧急撤离。后台安全管理软件联动事故风机排风，降低有毒有害气体浓度。

步骤8：当人员发生紧急情况需要救援时，人员触发可佩戴定位设备的SOS紧急呼救功能，管理人员接收到求救信息后赶往现场救援。

进一步地，所述的危险区域及权限区域划分的方法包含：

可根据厂内实际情况在电子地图上人为划分危险区域和权限区域，也可通过联动在线检测仪表，当在线检测仪表数据超标时自动将附近区域生成危险区域，如硫化氢检测仪等检测仪表报警等，同时联动范围内事故风机进行排风，帮助降低有毒有害气体浓度，直至在线检测仪表数据恢复正常后该危险区域自动取消。

进一步地，所述的SOS紧急呼救的救援方法包含：

人员触发可佩戴定位设备的SOS紧急呼救功能，后台服务器接收到求救信息，在后台安全管理软件展示人员求救信息及该人员当前位置，并将该人员当前位置推送至管理人员移动终端的移动端应用软件上，在管理人员移动终端的移动端应用软件上推送人员求救信息，并生成管理人员当前位置至求救人员当前位置的实时导航路径。

本发明的有益效果是：本发明提供的基于实时空间位置的水务工程安全管理系统，可实现水务工程中人员行踪的实时、精准监管，并高效、精准地管理厂区危险区域及权限区域，为误入人员提供离开路径导航。同时通过撤离导航及联动照明、风机等环控设备，当发生有毒有害气体泄漏、火灾等危险情况时，可降低人员受伤的风险。

附图说明

图1是本发明的水务工程安全管理系统示意图。

图2是本发明的水务工程安全管理系统应用流程图。

图中：

1、可佩戴定位设备，2、定位基站，3、后台服务器，4、移动终端，5、安全管理软件，6、移动端应用软件。

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晰明白，以下结合附图及实施例，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用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明的一个实施例中，提供一种基于实时空间位置的水务工程安全管理系统，包含可佩戴定位设备1、定位基站2、后台服务器3、移动终端4、安全管理软件5、移动端应用软件6。

所述的可佩戴定位设备1为UWB定位手环，由进入水务工程构筑物内人员佩戴，内置UWB定位标签，用于向定位基站2发送脉冲信号，内置IC卡，用于门禁权限的写入，内置蓝牙模块，用于与移动终端4进行通讯及绑定，内置震动模块及蜂鸣器，用于预警信息的提醒，内置SOS紧急呼救模块，用于发生危险时向后台服务器发送求救信息。

所述的定位基站2，安装于水务工程构筑物内，用于接收所述可佩戴定位设备1内的UWB定位标签发送的脉冲信号，通过有线或无线网络将可佩戴定位设备1的定位数据发送至后台服务器3。

所述的后台服务器3接收到定位基站2发送的可佩戴定位设备1的定位数据后，通过TOF或TDOA定位方法计算出可佩戴定位设备1的坐标位置，根据不同区域定位精度的要求，得到零维、一维、二维的定位坐标。后台服务器3上部署安全管理软件5，包含定位及地图展示、区域管理、预警管理、人员管理、环控联动等功能。安全管理软件5的电子地图上实时展示所有可佩戴定位设备1的实时位置。

所述的移动终端4，通过无线网络、或蜂窝网络、或蓝牙网络和后台服务器3进行通讯，通过蓝牙网络与可佩戴定位设备1进行绑定及通讯。移动终端4上部署移动端应用软件6，具有实时定位功能，实现导航、预警推送、一键撤离等功能。移动端应用软件6的电子地图上实时展示当前绑定可佩戴定位设备1的实时位置。

如图2所示，本发明的一个实施例中，还提供一种基于实时空间位置的水务工程安全管理系统的应用，包含以下步骤：

步骤1：根据水务工程的运行工艺流程及构筑物实际环境，在安全管理软件5上建立厂区地图，并在地图上划分危险区域及权限区域。危险区域及权限区域根据厂内实际情况在电子地图上人为划分，并通过联动在线检测仪表，当在线检测仪表数据超标时自动将附近区域生成危险区域，同时联动范围内事故风机进行排风，帮助降低有毒有害气体浓度，直至在线检测仪表数据恢复正常后该危险区域自动取消。

步骤2：所有进入水务工程构筑物内部的人员均需佩戴可佩戴定位设备1。可佩戴定位设备1与人员一一对应，并通过移动终端4绑定可佩戴定位设备1，登录移动端应用软件6；

步骤3：人员佩戴可佩戴定位设备1进入构筑物内部后，可佩戴定位设备1中的UWB定位标签发出脉冲信号，部署在水务工程构筑物内部的定位基站2接收到所述脉冲信号，后台服务器3通过TOF或TDOA定位方法计算出可佩戴定位设备1的坐标位置。移动终端4的移动端应用软件6实时显示本人当前位置。后台服务器3上的安全管理软件5实时显示在厂内所有人员的当前位置；

步骤4：当人员长时间处于同一位置不动时，即可佩戴定位设备1坐标不发生变化时，安全管理软件5调用该区域摄像头对准人员所在位置，调出视频监控画面，查看异常情况。

步骤5：当人员误入无权限进入区域时，可佩戴定位设备1震动，同时移动端应用软件6发出预警提醒，通知其离开该区域。后台安全管理软件5显示预警信息。

步骤6：当人员误入危险区域时，可佩戴定位设备1震动，蜂鸣器报警，同时移动端应用软件6发出预警提醒，为其规划撤离路线。后台安全管理软件5显示预警信息。

步骤7：当厂内报警系统发生警报时，厂内所有人员的可佩戴定位设备1震动，蜂鸣器报警，同时移动端应用软件6发出紧急撤离提醒。人员通过一键撤离功能，直接导航至最近出口，进行紧急撤离。后台安全管理软件5联动事故风机排风，降低有毒有害气体浓度。

步骤8：当人员发生紧急情况需要救援时，人员触发可佩戴定位设备1的SOS紧急呼救功能，后台服务器3接收到求救信息，在后台安全管理软件5展示人员求救信息及该人员当前位置，并将该人员当前位置推送至管理人员移动终端4的移动端应用软件6上，在管理人员移动终端4的移动端应用软件6上生成管理人员当前位置至求救人员当前位置的实时导航路径。管理人员接收到求救信息后赶往现场救援。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或采用现有技术加以实现。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，本发明的保护范围不限于此，凡在本发明技术与原则之内所作的任何修改，等同替换或改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims

1.一种基于实时空间位置的水务工程安全管理系统，包括：可佩戴定位设备、定位基站、后台服务器、移动终端、安全管理软件、移动端应用软件。

所述可佩戴定位设备，内置定位标签，用于向定位基站发送脉冲信号；

所述定位基站，用于接收所述可佩戴定位设备内的定位标签发送的脉冲信号；

所述后台服务器，作为数据库服务器及应用服务器，用于部署安全管理软件；

所述移动终端，可与所述后台服务器和可佩戴定位设备进行通讯，用于部署移动端应用软件；

所述安全管理软件，安装于所述后台服务器上，包含定位及地图展示、区域管理、预警管理、人员管理、环控联动等功能；

所述移动端应用软件，安装于移动终端上，通过移动终端与可佩戴定位设备的绑定，实现实时定位、导航、预警推送及一键撤离。

2.如权利要求1所述的基于实时空间位置的水务工程安全管理系统，其特征在于所述的可佩戴定位设备内置定位标签，用于向定位基站发送脉冲信号；内置IC卡，用于门禁权限的写入；内置蓝牙模块，用于与移动终端进行通信及绑定；内置震动模块及蜂鸣器，用于预警信息的提醒；内置SOS紧急呼救模块，用于发生危险时向后台服务器发送求救信息。

3.如权利要求1所述的基于实时空间位置的水务工程安全管理系统，其特征在于所述的定位基站接收到可佩戴定位设备内的定位标签发送的脉冲信号后，可根据不同区域定位精度的要求，实现零维、一维、二维的定位需求。

4.如权利要求1所述的基于实时空间位置的水务工程安全管理系统，其特征在于所述的后台服务器通过有线或无线网络收集所述定位基站发送的可佩戴定位设备的定位数据，并通过TOF或TDOA定位方法计算出可佩戴定位设备的坐标位置。

5.如权利要求1所述的基于实时空间位置的水务工程安全管理系统，其特征在于所述的移动终端，通过无线网络、或蜂窝网络、或蓝牙网络和后台服务器进行通讯，通过蓝牙网络与可佩戴定位设备进行通讯。

6.如权利要求1所述的基于实时空间位置的水务工程安全管理系统，其特征在于所述的安全管理软件，可在电子地图上实时显示在厂内所有人员的当前位置；可划分危险区域及权限区域；当人员进入危险区域或者权限区域时可实时展示预警信息；可对人员准入权限进行管理；可联动在线检测仪表、摄像头、风机等设备。

7.如权利要求1所述的基于实时空间位置的水务工程安全管理系统，其特征在于所述的移动端应用软件，可在电子地图上实时显示本人的当前位置，可进行跨楼层实时导航，可推送预警信息，或可实现一键撤离；所述的得到一键撤离路线的算法包含：

8.如权利要求1～7所述的基于实时空间位置的水务工程安全管理系统的应用，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：根据水务工程的运行工艺流程及构筑物实际环境，在安全管理软件上建立厂区地图，并在地图上划分危险区域及权限区域；

步骤4：当人员长时间处于同一位置不动时，安全管理软件调用该区域摄像头对准人员所在位置，调出视频监控画面，查看异常情况；

步骤5：当人员误入无权限进入区域时，可佩戴定位设备震动，同时移动端应用软件发出预警提醒，通知其离开该区域。后台安全管理软件显示预警信息；

步骤6：当人员误入危险区域时，可佩戴定位设备震动，蜂鸣器报警，同时移动端应用软件发出预警提醒，为其规划撤离路线。后台安全管理软件显示预警信息；

步骤7：当厂内报警系统发生警报时，厂内所有人员的可佩戴定位设备震动，蜂鸣器报警，同时移动端应用软件发出紧急撤离提醒；人员通过一键撤离功能，直接导航至最近出口，进行紧急撤离。后台安全管理软件联动事故风机排风，降低有毒有害气体浓度；

9.如权利要求8所述的基于实时空间位置的水务工程安全管理系统的应用，其特征在于其中的步骤1中的危险区域及权限区域划分的方法为：根据厂内实际情况在电子地图上人为划分危险区域和权限区域，或通过联动在线检测仪表，当在线检测仪表数据超标时自动将附近区域生成危险区域，如硫化氢检测仪等检测仪表报警等，同时联动范围内事故风机进行排风，帮助降低有毒有害气体浓度，直至在线检测仪表数据恢复正常后该危险区域自动取消。

10.如权利要求8所述的基于实时空间位置的水务工程安全管理系统的应用，其特征在于其中的步骤8中的SOS紧急呼救的救援方法为：人员触发可佩戴定位设备的SOS紧急呼救功能，后台服务器接收到求救信息，在后台安全管理软件展示人员求救信息及该人员当前位置，并将该人员当前位置推送至管理人员移动终端的移动端应用软件上，在管理人员移动终端的移动端应用软件上推送人员求救信息，并生成管理人员当前位置至求救人员当前位置的实时导航路径。