CN112802305B - 一种基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统，涉及建筑工地安全技术。本发明所述一种基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统，包括图形图像模块、数字信号模块、数据分析模块、中控模块以及预警模块，所述数字信号模块设有脉冲电流频率，数据分析模块根据所述数字信号模块脉冲电流频率变化判定建筑工地施工场地的安全状况，数据分析模块中还设有安全设备偏移量区间，数据分析模块根据图形图像模块的图像数据分析所述安全设备的偏移量是否超出预设安全设备偏移量区间，以使中控模块根据数据分析模块分析的数据向预警模块发送不同指令，以进一步使预警模块向安全人员和施工人员发送预警信息，提高了建筑施工场地的环境安全。

Description

一种基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统

技术领域

本发明涉及建筑工地安全技术领域，尤其涉及一种基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统。

背景技术

建筑施工安全一直以来都是全民关注的重点问题，在建筑工程在施工过程中，尤其是像中港城综合楼这种单体建筑面积较大，施工种类负责，施工设备较多，施工人员工种较多，数量大，通过安全员实时进行监督困难较大，且容易发生遗漏，存在安全隐患。

光电控制已经在很多领域得到了有效的应用，并且取得了优异的效果，但在建筑施工中的应用较少，尤其是建筑施工安全方面应用光电控制系统较为薄弱。

虽然现今建筑施工中安全问题得到了很大控制，但由于建筑施工安全还是由安全员在施工过程中检查而控制，偶尔还是会出现因施工人员或安全员对安全问题重视程度不高形成安全隐患，这些安全隐患得不到及时处理会造成不可挽回的损失和后果。

发明内容

为此，本发明提供一种基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统。用以克服现有技术中无法对安全设备的实际安全状况进行预测造成存在安全隐患的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统，包括：

图形图像模块，用以在施工过程中实时对施工场地的安全设备和施工人员的护具佩戴完整度进行监测和分析，图形图像模块包括设置在建筑施工工地的摄像机和设置在主控室的图形图像分析仪；

数字信号模块，用以结合图形图像模块拍摄的图形对施工环境的安全设备进行监测，数字信号模块包括光信号发送器和光信号接收器；

数据分析模块，用以分别接收所述图形图像模块和所述数字信号模块输出的数据并将接收的数据与施工安全标准数据进行对比，数据分析模块分别与所述图形图像模块和所述数字信号模块相连；

预警模块，其包括分别设置在施工人员护具和设置在施工场地的警示器以及警示信息发送器；

中控模块，用以向所述图形图像模块和数字信号模块发送启用和停用指令、存储数据分析模块分析完成的数据并根据分析结果向预警模块发送指令，中控模块分别与所述预警模块、图形图像模块、数字信号模块以及数据分析模块相连；

所述数据分析模块中预设有施工人员护具完整度数据和施工安全标准数据，当进行施工作业时，所述中控模块启动所述图形图像模块、数字信号模块以及数据分析模块，图形图像模块对进场施工人员佩戴的护具以及对施工场地进行预拍摄，所述光信号发送器向施工场地发送预设脉冲电流频率的激光，光信号接收器接收反射激光，数字信号模块通过对反射激光的脉冲电流频率进行分析以获取施工场地中的安全设备安全状况；

所述数字信号模块中设有脉冲电流频率，所述数字信号模块根据所述安全设备的种类以及所述安全设备和所述光信号发送器之间的距离选取对应的脉冲电流频率，所述数据分析模块中还设有脉冲电流频率变化量区间，所述数据分析模块根据所述光信号接收器接收的实际脉冲电流频率和所述光信号发送器发送的脉冲电流频率进行比对，获取实际脉冲电流频率变化量并根据该脉冲电流频率变化量判定所述安全设备的安全状况，若所述实际脉冲电流频率变化量未超出所述脉冲电流频率变化量区间，则所述数据分析模块判定所述安全设备不存在安全隐患，若所述实际脉冲电流频率变化量超出所述脉冲电流频率变化量区间，则所述数据分析模块判定所述安全设备不符合安全要求，当所述安全设备的安全状况不符合要求时，所述数据分析模块对所述图形图像模块接收到的图形图像数据进行分析并根据分析结果计算所述安全设备的实际偏移量，计算完成后，所述数据分析模块向所述中控模块发送所述安全设备实际偏移量，所述数据分析模块将所述安全设备实际偏移量与所述安全设备标准偏移量区间进行比对，若所述实际偏移量未超出所述标准偏移量区间，则所述中控模块根据所述实际偏移量向所述预警模块发送对应等级的预警信息，若所述实际偏移量超出所述标准偏移量区间，则所述中控模块发出停止施工信息，所述预警模块将信息实时发送至处于安全隐患的施工设备内的对应施工人员以及安全员。

进一步地，当施工人员进入施工场地时，所述摄像机对施工人员进行预拍摄，所述中控模块控制向所述图形图像模块发送启用摄像机的指令，所述摄像机对所述施工场地以及进入施工场地的施工人员进行扫描，所述图形图像模块将所述摄像机拍摄的施工场地的图像发送至数据分析模块，数据分析模块对施工场地的所述安全设备安全状况与数据分析模块中的所述施工安全标准数据对比，并对施工人员的护具佩戴完整度与数据分析模块中预设的施工人员护具完整度进行对比。

进一步地，所述安全设备种类包括脚手架和防护板，所述脉冲电流频率包括第一预设脉冲电流频率F1和第二预设脉冲电流频率F2，所述脉冲电流频率变化量区间包括第一预设脉冲电流频率变化量区间∆F1和第二预设脉冲电流频率变化量区间∆F2，

当施工人员进行施工作业时，所述中控模块控制所述图形图像模块、数字信号模块以及数据分析模块实时对所述施工环境以及施工人员的护具佩戴完整度进行监测，所述数字信号模块根据所述安全设备种类选取对应的预设脉冲电流频率且所述数据分析模块根据所述安全设备种类选取对应的预设脉冲电流频率变化量区间，

当所述安全设备种类为脚手架时，所述数字信号模块选取第一预设脉冲电流频率F1以使所述光信号发送器向所述脚手架输出激光，所述数据分析模块选取第一预设脉冲电流频率变化量区间∆F1与所述实际脉冲电流频率变化量进行比对；

当所述安全设备种类为防护板时，所述数字信号模块选取第二预设脉冲电流频率F2以使所述光信号发送器向所述防护板输出激光，所述数据分析模块选取第二预设脉冲电流频率变化量区间∆F2与所述实际脉冲电流频率变化量进行比对。

进一步地，所述中控模块中设有预设施工人员数量和安全设备预设受力，所述预设施工人员数量包括第一预设施工人员数量S1、第二预设施工人员数量S2和第三预设施工人员数量S3，其中，S1＜S2＜S3，所述安全设备预设受力包括第一预设受力W1、第二预设受力W2和第三预设受力W3，其中，W1＜W2＜W3，

当施工过程中所述数字信号模块对所述安全设备进行监测时，所述中控模块根据实际施工人员数量S选取对应的安全设备预设受力，

当施工人员数量为Si时，设定i=1，2，3，所述中控模块将所述安全设备预设受力设置为Wi。

进一步地，所述数据分析模块中还设有脉冲电流频率变化量区间调节系数，所述脉冲电流频率变化量调节系数包括第一脉冲电流频率变化量区间调节系数k1、第二脉冲电流频率变化量区间调节系数k2和第三脉冲电流频率变化量区间调节系数k3，设定1＜k1＜k2＜k3＜2，

当进行施工作业时，所述数据分析模块将所述脉冲电流频率变化量区间设置为∆Fj时，设定j=1，2，所述数据分析模块获取所述中控模块选取的受力级别并根据所述中控模块选定的受力级别选取对应的脉冲电流频率变化量区间调节系数对所述脉冲电流频率变化量区间进行调节，

当所述预设受力为Wi时，所述数据分析模块选取第i脉冲电流频率变化量区间调节系数ki对所述脉冲电流频率变化量区间进行调节，设定i=1，2，3，4，当所述数据分析模块选取第i脉冲电流频率变化量区间调节系数ki对所述预设脉冲电流频率变化量区间进行调节时，调节后的脉冲电流频率变化量区间为∆F´，设定∆F´=∆Fj×ki。

进一步地，所述数据分析模块中还设有第一受力差值∆W1、第二受力差值∆W2、第三受力差值∆W3、第一脉冲电流频率变化量区间修正系数X1、第二脉冲电流频率变化量区间修正系数X2和第三脉冲电流频率变化量区间修正系数X3，1＜X1＜X2＜X3＜2，

当进行施工作业且当所述数据分析模块将所述脉冲电流频率变化量区间设定为∆F´、所述中控处理模块将所述安全设备预设受力设定为Wi时，所述中控模块获取所述安全设备的实际受力W，所述中控处理模块将所述安全设备的实际受力和所述预设受力Wi进行比对并计算受力差值∆W，设定∆W=W-Wi，所述数据分析模块根据该受力差值选取对应的脉冲电流频率变化量区间修正系数对所述脉冲电流频率变化量进行修正，

当∆W1＜∆W≤∆W2时，所述数据分析模块选取第一脉冲电流频率变化量区间修正系数X1对所述脉冲电流频率变化量区间进行修正，

当∆W2＜∆W≤∆W3时，所述数据分析模块选取第二脉冲电流频率变化量区间修正系数X2对所述脉冲电流频率变化量区间进行修正，

当∆W＞∆W3时，所述数据分析模块选取第三脉冲电流频率变化量区间修正系数X3对所述脉冲电流频率变化量区间进行修正，

当所述数据分析模块选取第i脉冲电流频率变化量区间修正系数Xi修正脉冲电流频率变化量区间时，设定i=1，2，3，修正后的脉冲电流频率变化量区间为∆F´´，设定∆F´´=∆F´×Xi。

进一步地，所述中控模块中还设有安全设备最大受力Wmax，当进行施工作业时，所述中控模块通过比对所述安全设备实际受力W和安全设备最大受力Wmax，若W≥Wmax，则所述中控模块向所述预警模块发送提示指令，所述预警模块向安全员以及处于所述安全设备的施工人员发送警示信息。

进一步地，所述数据分析模块还设有安全设备偏移量差值和警示信息级别，所述安全设备偏移量差值包括第一偏移量差值∆D1、第二偏移量差值∆D2和第三偏移量差值∆D3，其中，∆D1＜∆D2＜∆D3，所述警示信息级别包括第一级别，第二级别，第三级别，其中，所述警示信息级别按照顺序增加，

当所述数据分析模块监测到所述实际脉冲电流频率变化量超出所述脉冲电流频率变化量区间，所述数据分析模块获取所述图形图像模块中的数据，并根据获取的所述图形图像数据分析所述安全设备实际偏移量D，所述数据分析模块通过比对所述安全设备实际偏移量与所述标准偏移量区间的最大值或最小值并计算所述安全设备实际偏移量与所述标准偏移量区间的实际差值∆D，所述中控模块根据该差值∆D，选取对应警示信息级别控制预警模块向安全员以及处于安全隐患范围内的对应施工人员发送警示信息，

当∆D＜∆D1时，所述中控处理模块判定安全隐患为轻度，中控模块选取第一级别的警示信息控制所述预警模块向安全员以及处于安全隐患范围内的对应施工人员发送一级警示信息，

当∆D1≤∆D＜∆D2时，所述中控处理模块判定安全隐患为中度，中控模块选取第二级别的警示信息控制所述预警模块向安全员以及处于安全隐患范围内的对应施工人员发送二级警示信息，

当∆D2≤∆D＜∆D3时，所述中控处理模块判定安全隐患为中度，中控模块选取第三级别的警示信息控制所述预警模块向安全员以及处于安全隐患范围内的对应施工人员发送三级警示信息，

当∆D≥∆D3时，所述中控处理模块控制所述预警模块向安全员以及处于安全隐患范围内的对应施工人员发送停止施工的警示信息。

进一步地，所述施工人员的所有护具上均设置有电子标签，用以辅助图形图像模块监测所述施工人员的护具佩戴完整度。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过在所述数据分析模块中根据施工安全标准数据预设脉冲电流频率变化量区间和安全设备偏移量区间，通过所述数字信号模块中所述光信号发送器以预设的脉冲电流频率向所述安全设备发送激光并通过所述光信号接收器接收所述安全设备反射的激光，所述数字信号模块通过对所述安全设备反射的激光的脉冲电流频率和所述光信号发送器发送的脉冲电流频率进行比对，所述数据分析模块根据对比结果判定所述安全设备是否符合安全标准要求，若所述安全设备的不符合安全标准要求，则所述数据分析模块通过所述图形图像模块的数据判断所述安全设备的偏移量，所述中控模块根据所述安全设备的偏移量是否超出标准偏移量区间，若超出该偏移量区间，则所述中控模块向所述预警模块发送指令以使所述预警模块向所述安全员和处于安全隐患范围的施工人员发送提示信息，降低了因施工环境中因存在安全隐患而导致事故发生的概率，从而提高了施工环境的安全性。

进一步地，当每次施工人员进入施工场地前，所述中控模块控制启动所述图形图像模块的摄像机对施工环境和施工人员的护具佩戴情况进行预拍摄，所述数据分析模块确定所述施工环境的安全状况和施工人员的护具佩戴完整度，在确定施工环境安全以及施工人员护具佩戴完整后，使施工人员进入施工产地进行施工作业，进一步提高了对施工环境的安全监测效率，保证了施工人员的生命安全。

进一步地，通过以预设脉冲电流频率向安全设备发送激光并将所述安全设备反射的激光的脉冲电流频率和所述预设脉冲电流频率进行比对，若比对结果中脉冲电流频率发生变化，则所述数据分析模块将所述脉冲电流频率的变化量与所述数据分析模块中预设的脉冲电流频率变化量区间进行比对，当所述脉冲电流频率变化量超出了所述预设脉冲电流频率变化量区间，则判定所述安全设备发生了偏移，降低了施工环境中因存在安全隐患而导致的事故的发生率，从而进一步提高了对施工环境安全性的监测。

进一步地，通过所述中控模块中预设的施工人员数量阶梯和安全设备受力，根据实际施工人员数量选取对应的安全设备的受力，以使安全设备不会因过载而导致出现安全隐患，进一步提高了对安全设备的监测。

进一步地，通过选定的所述安全设备的受力确定所述脉冲电流频率变化量区间调节系数，所述数据分析模块根据选定的脉冲电流频率变化量区间调节系数对脉冲电流频率变化量区间进行调节，以使所述基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统对安全设备的安全状况控制更精确，进一步降低了因施工环境中因存在安全隐患而导致的事故的发生，从而进一步提高了施工环境的安全性。

进一步地，通过计算所述安全设备的实际受力与所述预设安全设备受力进行比对，并计算受力差值，所述数据分析模块根据计算完成的安全设备的受力差值选取对应的修正系数对数据分析模块选取的脉冲电流品频率变化量区间进行修正，以使所述基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统对安全设备的安全状况控制更精确，进一步降低了因施工环境中因存在安全隐患而导致的事故的发生，从而进一步提高了施工环境的安全性。

进一步地，通过在所述中控模块中预设安全设备最大受力，所述中控模块实时监测所述安全设备的受力状况，则所述中控模块向所述预警模块发送提示指令，进一步减小了施工环境存在安全隐患的可能，从而进一步提高了施工环境的安全性。

进一步地，通过所述图形图像模块监测的所述安全设备偏移量和预设安全设备偏移量区间进行比对并计算偏移量差值，所述数据分析模块根据实际偏移量差值处于预设偏移量阶梯的范围选取对应的警示信息级别以使所述中控模块向所述预警模块发送指令，进一步提高了所述基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统的安全性能。

进一步地，通过在施工人员护具上设置电子标签，进一步提高了所述系统对所述施工人员的护具佩戴完整度的精确监测，从而进一步保证了施工人员的生命安全。

附图说明

图1为本发明所述基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，其为本发明所述基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统结构框图，本发明所述一种基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统，包括

图形图像模块，用以在施工过程中实时对施工场地的安全设备和施工人员的护具佩戴完整度进行监测和分析，图形图像模块包括设置在建筑施工工地的摄像机和设置在主控室的图形图像分析仪；

数字信号模块，用以结合图形图像模块拍摄的图形对施工环境的安全设备进行监测，数字信号模块包括光信号发送器和光信号接收器；

数据分析模块，用以分别接收所述图形图像模块和所述数字信号模块输出的数据并将接收的数据与施工安全标准数据进行对比，数据分析模块分别与所述图形图像模块和所述数字信号模块相连；

预警模块，其包括分别设置在施工人员护具和设置在施工场地的警示器以及警示信息发送器；

中控模块，用以向所述图形图像模块和数字信号模块发送启用和停用指令、存储数据分析模块分析完成的数据并根据分析结果向预警模块发送指令，中控模块分别与所述预警模块、图形图像模块、数字信号模块以及数据分析模块相连；

所述数据分析模块中预设有施工人员护具完整度数据和施工安全标准数据，当进行施工作业时，所述中控模块启动所述图形图像模块、数字信号模块以及数据分析模块，图形图像模块对进场施工人员佩戴的护具以及对施工场地进行预拍摄，所述光信号发送器向施工场地发送预设脉冲电流频率的激光，光信号接收器接收反射激光，数字信号模块通过对反射激光的脉冲电流频率进行分析以获取施工场地中的安全设备安全状况；

所述数字信号模块中设有脉冲电流频率，所述数字信号模块根据所述安全设备的种类以及所述安全设备和所述光信号发送器之间的距离选取对应的脉冲电流频率，所述数据分析模块中还设有脉冲电流频率变化量区间，所述数据分析模块根据所述光信号接收器接收的实际脉冲电流频率和所述光信号发送器发送的脉冲电流频率进行比对，获取实际脉冲电流频率变化量并根据该脉冲电流频率变化量判定所述安全设备的安全状况，若所述实际脉冲电流频率变化量未超出所述脉冲电流频率变化量区间，则所述数据分析模块判定所述安全设备不存在安全隐患，若所述实际脉冲电流频率变化量超出所述脉冲电流频率变化量区间，则所述数据分析模块判定所述安全设备不符合安全要求，当所述安全设备的安全状况不符合要求时，所述数据分析模块对所述图形图像模块接收到的图形图像数据进行分析并根据分析结果计算所述安全设备的实际偏移量，计算完成后，所述数据分析模块向所述中控模块发送所述安全设备实际偏移量，所述数据分析模块将所述安全设备实际偏移量与所述安全设备标准偏移量区间进行比对，若所述实际偏移量未超出所述标准偏移量区间，则所述中控模块根据所述实际偏移量向所述预警模块发送对应等级的预警信息，若所述实际偏移量超出所述标准偏移量区间，则所述中控模块发出停止施工信息，所述预警模块将信息实时发送至处于安全隐患的施工设备内的对应施工人员以及安全员。

具体而言，通过在所述数据分析模块中根据施工安全标准数据预设脉冲电流频率变化量区间和安全设备偏移量区间，通过所述数字信号模块中所述光信号发送器以预设的脉冲电流频率向所述安全设备发送激光并通过所述光信号接收器接收所述安全设备反射的激光，所述数字信号模块通过对所述安全设备反射的激光的脉冲电流频率和所述光信号发送器发送的脉冲电流频率进行比对，所述数据分析模块根据对比结果判定所述安全设备是否符合安全标准要求，若所述安全设备的不符合安全标准要求，则所述数据分析模块通过所述图形图像模块的数据判断所述安全设备的偏移量，所述中控模块根据所述安全设备的偏移量是否超出标准偏移量区间，若超出该偏移量区间，则所述中控模块向所述预警模块发送指令以使所述预警模块向所述安全员和处于安全隐患范围的施工人员发送提示信息，降低了因施工环境中因存在安全隐患而导致的事故的发生，从而提高了施工环境的安全性。

请继续参阅图1所示，本发明所述一种基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统，当施工人员进入施工场地时，所述摄像机对施工人员进行预拍摄，所述中控模块控制向所述图形图像模块发送启用摄像机的指令，所述摄像机对所述施工场地以及进入施工场地的施工人员进行扫描，所述图形图像模块将所述摄像机拍摄的施工场地的图像发送至数据分析模块，数据分析模块对施工场地的所述安全设备安全状况与数据分析模块中的所述施工安全标准数据对比，并对施工人员的护具佩戴完整度与数据分析模块中预设的施工人员护具完整度进行对比。

具体而言，当每次施工人员进入施工场地前，所述中控模块控制启动所述图形图像模块的摄像机对施工环境和施工人员的护具佩戴情况进行预拍摄，所述数据分析模块确定所述施工环境的安全状况和施工人员的护具佩戴完整度，在确定施工环境安全以及施工人员护具佩戴完整后，使施工人员进入施工产地进行施工作业，进一步提高了对施工环境的安全监测，保证了施工人员的生命安全。

请继续参阅图1所示，本发明所述一种基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统，所述安全设备种类包括脚手架和防护板，所述脉冲电流频率包括第一预设脉冲电流频率F1和第二预设脉冲电流频率F2，所述脉冲电流频率变化量区间包括第一预设脉冲电流频率变化量区间∆F1和第二预设脉冲电流频率变化量区间∆F2，

当施工人员进行施工作业时，所述中控模块控制所述图形图像模块、数字信号模块以及数据分析模块实时对所述施工环境以及施工人员的护具佩戴完整度进行监测，所述数字信号模块根据所述安全设备种类选取对应的预设脉冲电流频率且所述数据分析模块根据所述安全设备种类选取对应的预设脉冲电流频率变化量区间，

当所述安全设备种类为脚手架时，所述数字信号模块选取第一预设脉冲电流频率F1以使所述光信号发送器向所述脚手架输出激光，所述数据分析模块选取第一预设脉冲电流频率变化量区间∆F1与所述实际脉冲电流频率变化量进行比对；

当所述安全设备种类为防护板时，所述数字信号模块选取第二预设脉冲电流频率F2以使所述光信号发送器向所述防护板输出激光，所述数据分析模块选取第二预设脉冲电流频率变化量区间∆F2与所述实际脉冲电流频率变化量进行比对。

具体而言，通过以预设脉冲电流频率向安全设备发送激光并将所述安全设备反射的激光的脉冲电流频率和所述预设脉冲电流频率进行比对，若比对结果中脉冲电流频率发生变化，则所述数据分析模块将所述脉冲电流频率的变化量与所述数据分析模块中预设的脉冲电流频率变化量区间进行比对，当所述脉冲电流频率变化量超出了所述预设脉冲电流频率变化量区间，则判定所述安全设备发生了偏移，降低了施工环境中因存在安全隐患而导致的事故的发生率，从而进一步提高了对施工环境安全性的监测。

请继续参阅图1所示，本发明所述一种基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统，所述中控模块中设有预设施工人员数量和安全设备预设受力，所述预设施工人员数量包括第一预设施工人员数量S1、第二预设施工人员数量S2和第三预设施工人员数量S3，其中，S1＜S2＜S3，所述安全设备预设受力包括第一预设受力W1、第二预设受力W2和第三预设受力W3，其中，W1＜W2＜W3，

当施工过程中所述数字信号模块对所述安全设备进行监测时，所述中控模块根据实际施工人员数量S选取对应的安全设备预设受力，

当施工人员数量为Si时，设定i=1，2，3，所述中控模块将所述安全设备预设受力设置为Wi。

具体而言，通过所述中控模块中预设的施工人员数量阶梯和安全设备受力，根据实际施工人员数量选取对应的安全设备的受力，以使安全设备不会因过载而导致出现安全隐患，进一步提高了对安全设备的监测。

请继续参阅图1所示，本发明所述基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统，所述数据分析模块中还设有脉冲电流频率变化量区间调节系数，所述脉冲电流频率变化量调节系数包括第一脉冲电流频率变化量区间调节系数k1、第二脉冲电流频率变化量区间调节系数k2和第三脉冲电流频率变化量区间调节系数k3，设定1＜k1＜k2＜k3＜2，

当进行施工作业时，所述数据分析模块将所述脉冲电流频率变化量区间设置为∆Fj时，设定j=1，2，所述数据分析模块获取所述中控模块选取的受力级别并根据所述中控模块选定的受力级别选取对应的脉冲电流频率变化量区间调节系数对所述脉冲电流频率变化量区间进行调节，

当所述预设受力为Wi时，所述数据分析模块选取第i脉冲电流频率变化量区间调节系数ki对所述脉冲电流频率变化量区间进行调节，设定i=1，2，3，4，当所述数据分析模块选取第i脉冲电流频率变化量区间调节系数ki对所述预设脉冲电流频率变化量区间进行调节时，调节后的脉冲电流频率变化量区间为∆F´，设定∆F´=∆Fj×ki。

具体而言，通过选定的所述安全设备的受力确定所述脉冲电流频率变化量区间调节系数，所述数据分析模块根据选定的脉冲电流频率变化量区间调节系数对脉冲电流频率变化量区间进行调节，以使所述基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统对安全设备的安全状况控制更精确，进一步降低了因施工环境中因存在安全隐患而导致的事故的发生，从而进一步提高了施工环境的安全性。

请继续参阅图1所示，本发明所述基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统，所述数据分析模块中还设有第一受力差值∆W1、第二受力差值∆W2、第三受力差值∆W3、第一脉冲电流频率变化量区间修正系数X1、第二脉冲电流频率变化量区间修正系数X2和第三脉冲电流频率变化量区间修正系数X3，1＜X1＜X2＜X3＜2，

当进行施工作业且当所述数据分析模块将所述脉冲电流频率变化量区间设定为∆F´、所述中控处理模块将所述安全设备预设受力设定为Wi时，所述中控模块获取所述安全设备的实际受力W，所述中控处理模块将所述安全设备的实际受力和所述预设受力Wi进行比对并计算受力差值∆W，设定∆W=W-Wi，所述数据分析模块根据该受力差值选取对应的脉冲电流频率变化量区间修正系数对所述脉冲电流频率变化量进行修正，

当∆W1＜∆W≤∆W2时，所述数据分析模块选取第一脉冲电流频率变化量区间修正系数X1对所述脉冲电流频率变化量区间进行修正，

当∆W2＜∆W≤∆W3时，所述数据分析模块选取第二脉冲电流频率变化量区间修正系数X2对所述脉冲电流频率变化量区间进行修正，

当∆W＞∆W3时，所述数据分析模块选取第三脉冲电流频率变化量区间修正系数X3对所述脉冲电流频率变化量区间进行修正，

当所述数据分析模块选取第i脉冲电流频率变化量区间修正系数Xi修正脉冲电流频率变化量区间时，设定i=1，2，3，修正后的脉冲电流频率变化量区间为∆F´´，设定∆F´´=∆F´×Xi。

具体而言，通过计算所述安全设备的实际受力与所述预设安全设备受力进行比对，并计算受力差值，所述数据分析模块根据计算完成的安全设备的受力差值选取对应的修正系数对数据分析模块选取的脉冲电流品频率变化量区间进行修正，以使所述基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统对安全设备的安全状况控制更精确，进一步降低了因施工环境中因存在安全隐患而导致的事故的发生，从而进一步提高了施工环境的安全性。

请继续参阅图1所示，本发明实施例所述基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统，所述中控模块中还设有安全设备最大受力Wmax，当进行施工作业时，所述中控模块通过比对所述安全设备实际受力W和安全设备最大受力Wmax，若W≥Wmax，则所述中控模块向所述预警模块发送提示指令，所述预警模块向安全员以及处于所述安全设备的施工人员发送警示信息。

具体而言，通过在所述中控模块中预设安全设备最大受力，所述中控模块实时监测所述安全设备的受力状况，则所述中控模块向所述预警模块发送提示指令，进一步减小了施工环境存在安全隐患的可能，从而进一步提高了施工环境的安全性。

请继续参阅图1所示，本发明实施例所述基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统，所述数据分析模块还设有安全设备偏移量差值和警示信息级别，所述安全设备偏移量差值包括第一偏移量差值∆D1、第二偏移量差值∆D2和第三偏移量差值∆D3，其中，∆D1＜∆D2＜∆D3，所述警示信息级别包括第一级别，第二级别，第三级别，其中，所述警示信息级别按照顺序增加，

当所述数据分析模块监测到所述实际脉冲电流频率变化量超出所述脉冲电流频率变化量区间，所述数据分析模块获取所述图形图像模块中的数据，并根据获取的所述图形图像数据分析所述安全设备实际偏移量D，所述数据分析模块通过比对所述安全设备实际偏移量与所述标准偏移量区间的最大值或最小值并计算所述安全设备实际偏移量与所述标准偏移量区间的实际差值∆D，所述中控模块根据该差值∆D，选取对应警示信息级别控制预警模块向安全员以及处于安全隐患范围内的对应施工人员发送警示信息，

当∆D＜∆D1时，所述中控处理模块判定安全隐患为轻度，中控模块选取第一级别的警示信息控制所述预警模块向安全员以及处于安全隐患范围内的对应施工人员发送一级警示信息，

当∆D1≤∆D＜∆D2时，所述中控处理模块判定安全隐患为中度，中控模块选取第二级别的警示信息控制所述预警模块向安全员以及处于安全隐患范围内的对应施工人员发送二级警示信息，

当∆D2≤∆D＜∆D3时，所述中控处理模块判定安全隐患为中度，中控模块选取第三级别的警示信息控制所述预警模块向安全员以及处于安全隐患范围内的对应施工人员发送三级警示信息，

当∆D≥∆D3时，所述中控处理模块控制所述预警模块向安全员以及处于安全隐患范围内的对应施工人员发送停止施工的警示信息。

具体而言，通过所述图形图像模块监测的所述安全设备偏移量和预设安全设备偏移量区间进行比对并计算偏移量差值，所述数据分析模块根据实际偏移量差值处于预设偏移量阶梯的范围选取对应的警示信息级别以使所述中控模块向所述预警模块发送指令，进一步提高了所述基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统的安全性能。

请继续参阅图1所示，本发明实施例所述基于光电控制的减值工地安全监测预警系统，所述施工人员的护具上均设置有电子标签，用以辅助图形图像模块监测所述施工人员的护具佩戴完整度。

具体而言，通过在施工人员护具上设置电子标签，进一步提高了所述系统对所述施工人员的护具佩戴完整度的精确监测，从而进一步保证了施工人员的生命安全。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。 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 (6)

1.一种基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统，其特征在于，包括：

图形图像模块，用以在施工过程中实时对施工场地的安全设备和施工人员的护具佩戴完整度进行监测和分析，图形图像模块包括设置在建筑施工工地的摄像机和设置在主控室的图形图像分析仪；

数字信号模块，用以结合图形图像模块拍摄的图形对施工环境的安全设备进行监测，数字信号模块包括光信号发送器和光信号接收器；

数据分析模块，用以分别接收所述图形图像模块和所述数字信号模块输出的数据并将接收的数据与施工安全标准数据进行对比，数据分析模块分别与所述图形图像模块和所述数字信号模块相连；

预警模块，其包括分别设置在施工人员护具和设置在施工场地的警示器以及警示信息发送器；

中控模块，用以向所述图形图像模块和数字信号模块发送启用和停用指令、存储数据分析模块分析完成的数据并根据分析结果向预警模块发送指令，中控模块分别与所述预警模块、图形图像模块、数字信号模块以及数据分析模块相连；

所述数据分析模块中预设有施工人员护具完整度数据和施工安全标准数据，当进行施工作业时，所述中控模块启动所述图形图像模块、数字信号模块以及数据分析模块，图形图像模块对进场施工人员佩戴的护具以及对施工场地进行预拍摄，所述光信号发送器向施工场地发送预设脉冲电流频率的激光，光信号接收器接收反射激光，数字信号模块通过对反射激光的脉冲电流频率进行分析以获取施工场地中的安全设备安全状况；

所述数字信号模块中设有脉冲电流频率，所述数字信号模块根据所述安全设备的种类以及所述安全设备和所述光信号发送器之间的距离选取对应的脉冲电流频率，所述数据分析模块中还设有脉冲电流频率变化量区间，所述数据分析模块根据所述光信号接收器接收的实际脉冲电流频率和所述光信号发送器发送的脉冲电流频率进行比对，获取实际脉冲电流频率变化量并根据该脉冲电流频率变化量判定所述安全设备的安全状况，若所述实际脉冲电流频率变化量未超出所述脉冲电流频率变化量区间，则所述数据分析模块判定所述安全设备不存在安全隐患，若所述实际脉冲电流频率变化量超出所述脉冲电流频率变化量区间，则所述数据分析模块判定所述安全设备不符合安全要求，当所述安全设备的安全状况不符合要求时，所述数据分析模块对所述图形图像模块接收到的图形图像数据进行分析并根据分析结果计算所述安全设备的实际偏移量，计算完成后，所述数据分析模块向所述中控模块发送所述安全设备实际偏移量，所述数据分析模块将所述安全设备实际偏移量与安全设备标准偏移量区间进行比对，若所述实际偏移量未超出所述标准偏移量区间，则所述中控模块根据所述实际偏移量向所述预警模块发送对应等级的预警信息，若所述实际偏移量超出所述标准偏移量区间，则所述中控模块发出停止施工信息，所述预警模块将信息实时发送至处于安全隐患的施工设备内的对应施工人员以及安全员；

所述安全设备种类包括脚手架和防护板，所述脉冲电流频率包括第一预设脉冲电流频率F1和第二预设脉冲电流频率F2，所述脉冲电流频率变化量区间包括第一预设脉冲电流频率变化量区间∆F1和第二预设脉冲电流频率变化量区间∆F2，

当施工人员进行施工作业时，所述中控模块控制所述图形图像模块、数字信号模块以及数据分析模块实时对所述施工环境以及施工人员的护具佩戴完整度进行监测，所述数字信号模块根据所述安全设备种类选取对应的预设脉冲电流频率且所述数据分析模块根据所述安全设备种类选取对应的预设脉冲电流频率变化量区间，

当所述安全设备种类为脚手架时，所述数字信号模块选取第一预设脉冲电流频率F1以使所述光信号发送器向所述脚手架输出激光，所述数据分析模块选取第一预设脉冲电流频率变化量区间∆F1与所述实际脉冲电流频率变化量进行比对；

当所述安全设备种类为防护板时，所述数字信号模块选取第二预设脉冲电流频率F2以使所述光信号发送器向所述防护板输出激光，所述数据分析模块选取第二预设脉冲电流频率变化量区间∆F2与所述实际脉冲电流频率变化量进行比对；

所述中控模块中设有预设施工人员数量和安全设备预设受力，所述预设施工人员数量包括第一预设施工人员数量S1、第二预设施工人员数量S2和第三预设施工人员数量S3，其中，S1＜S2＜S3，所述安全设备预设受力包括第一预设受力W1、第二预设受力W2和第三预设受力W3，其中，W1＜W2＜W3，

当施工过程中所述数字信号模块对所述安全设备进行监测时，所述中控模块根据实际施工人员数量S选取对应的安全设备预设受力，

当施工人员数量为Si时，设定i=1，2，3，所述中控模块将所述安全设备预设受力设置为Wi；

所述数据分析模块中还设有脉冲电流频率变化量区间调节系数，所述脉冲电流频率变化量区间调节系数包括第一脉冲电流频率变化量区间调节系数k1、第二脉冲电流频率变化量区间调节系数k2和第三脉冲电流频率变化量区间调节系数k3，设定1＜k1＜k2＜k3＜2，

当进行施工作业时，所述数据分析模块将所述脉冲电流频率变化量区间设置为∆Fj时，设定j=1，2，所述数据分析模块获取所述中控模块选取的受力级别并根据所述中控模块选定的受力级别选取对应的脉冲电流频率变化量区间调节系数对所述脉冲电流频率变化量区间进行调节，

当所述预设受力为Wi时，所述数据分析模块选取第i脉冲电流频率变化量区间调节系数ki对所述脉冲电流频率变化量区间进行调节，设定i=1，2，3，4，当所述数据分析模块选取第i脉冲电流频率变化量区间调节系数ki对所述预设脉冲电流频率变化量区间进行调节时，调节后的脉冲电流频率变化量区间为∆F´，设定∆F´=∆Fj×ki。

2.根据权利要求1所述的基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统，其特征在于，当施工人员进入施工场地时，所述摄像机对施工人员进行预拍摄，所述中控模块控制向所述图形图像模块发送启用摄像机的指令，所述摄像机对所述施工场地以及进入施工场地的施工人员进行扫描，所述图形图像模块将所述摄像机拍摄的施工场地的图像发送至数据分析模块，数据分析模块对施工场地的所述安全设备安全状况与数据分析模块中的所述施工安全标准数据对比，并对施工人员的护具佩戴完整度与数据分析模块中预设的施工人员护具完整度进行对比。

3.根据权利要求1所述的基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统，其特征在于，所述数据分析模块中还设有第一受力差值∆W1、第二受力差值∆W2、第三受力差值∆W3、第一脉冲电流频率变化量区间修正系数X1、第二脉冲电流频率变化量区间修正系数X2和第三脉冲电流频率变化量区间修正系数X3，1＜X1＜X2＜X3＜2，

当进行施工作业且当所述数据分析模块将所述脉冲电流频率变化量区间设定为∆F´、所述中控模块将所述安全设备预设受力设定为Wi时，所述中控模块获取所述安全设备的实际受力W，所述中控模块将所述安全设备的实际受力和所述预设受力Wi进行比对并计算受力差值∆W，设定∆W=W-Wi，所述数据分析模块根据该受力差值选取对应的脉冲电流频率变化量区间修正系数对所述脉冲电流频率变化量区间进行修正，

当∆W1＜∆W≤∆W2时，所述数据分析模块选取第一脉冲电流频率变化量区间修正系数X1对所述脉冲电流频率变化量区间进行修正，

当∆W2＜∆W≤∆W3时，所述数据分析模块选取第二脉冲电流频率变化量区间修正系数X2对所述脉冲电流频率变化量区间进行修正，

当∆W＞∆W3时，所述数据分析模块选取第三脉冲电流频率变化量区间修正系数X3对所述脉冲电流频率变化量区间进行修正，

当所述数据分析模块选取第i脉冲电流频率变化量区间修正系数Xi修正脉冲电流频率变化量区间时，设定i=1，2，3，修正后的脉冲电流频率变化量区间为∆F´´，设定∆F´´=∆F´×Xi。

4.根据权利要求3所述的基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统，其特征在于，所述中控模块中还设有安全设备最大受力Wmax，当进行施工作业时，所述中控模块通过比对所述安全设备实际受力W和安全设备最大受力Wmax，若W≥Wmax，则所述中控模块向所述预警模块发送提示指令，所述预警模块向安全员以及处于所述安全设备的施工人员发送警示信息。

5.根据权利要求3所述的基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统，其特征在于，所述数据分析模块还设有安全设备偏移量差值和警示信息级别，所述安全设备偏移量差值包括第一偏移量差值∆D1、第二偏移量差值∆D2和第三偏移量差值∆D3，其中，∆D1＜∆D2＜∆D3，所述警示信息级别包括第一级别，第二级别，第三级别，其中，所述警示信息级别按照顺序增加，

当所述数据分析模块监测到所述实际脉冲电流频率变化量超出所述脉冲电流频率变化量区间，所述数据分析模块获取所述图形图像模块中的数据，并根据获取的所述图形图像数据分析所述安全设备实际偏移量D，所述数据分析模块通过比对所述安全设备实际偏移量与所述标准偏移量区间的最大值或最小值并计算所述安全设备实际偏移量与所述标准偏移量区间的实际差值∆D，所述中控模块根据该差值∆D，选取对应警示信息级别控制预警模块向安全员以及处于安全隐患范围内的对应施工人员发送警示信息，

当∆D＜∆D1时，所述中控模块判定安全隐患为轻度，中控模块选取第一级别的警示信息控制所述预警模块向安全员以及处于安全隐患范围内的对应施工人员发送一级警示信息，

当∆D1≤∆D＜∆D2时，所述中控模块判定安全隐患为中度，中控模块选取第二级别的警示信息控制所述预警模块向安全员以及处于安全隐患范围内的对应施工人员发送二级警示信息，

当∆D2≤∆D＜∆D3时，所述中控模块判定安全隐患为中度，中控模块选取第三级别的警示信息控制所述预警模块向安全员以及处于安全隐患范围内的对应施工人员发送三级警示信息，

当∆D≥∆D3时，所述中控模块控制所述预警模块向安全员以及处于安全隐患范围内的对应施工人员发送停止施工的警示信息。

6.根据权利要求1所述的基于光电控制的建筑工地安全监测预警系统，其特征在于，所述施工人员的所有护具上均设置有电子标签，用以辅助图形图像模块监测所述施工人员的护具佩戴完整度。

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