CN112819374A - 一种铁路桥梁施工人员风险管理系统与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铁路桥梁施工人员风险管理系统和方法，其特征在于，包括风险数据采集装置、通信网络、管理平台以及报警装置，风险数据采集装置通过通信网络与管理平台交互；风险数据采集装置包括无线定位模块、状态监测模块，用于采集工地现场与人员安全有关的风险数据；管理平台包括基础信息管理模块、风险处理模块以及风险数据库模块，用于存储、处理人员风险有关数据，提供人员风险可视化界面和报警提示，并配备登录和操作权限；报警装置在接收管理平台发出的报警信息后及时提醒有关人员。本发明能够实现铁路桥梁施工现场作业人员的实时安全监控与预警，不仅降低了工地安全管理人员的工作量，而且能够提高安全管理效率。
Description
技术领域
本发明属于工程项目管理技术领域，具体为一种铁路桥梁施工人员风险管理系统与方法。
背景技术
随着社会经济的高速发展，铁路桥梁的建设要求越来越高，工程项目数量急剧增多，从业人员的数量也在逐年增加。同时，施工安全问题也在不断发生，事故还处于易发多发阶段。
目前，我国在铁路桥梁施工现场采用的安全管理模式与方法主要是依靠人工定时定点进行现场监督及隐患排查，在重要场所使用远程视频监控系统进行安全监控，对施工作业人员进行安全教育培训。安全监管过程主要是安全管理人员根据安全检查的内容凭借自身的知识储备和经验进行，不仅费事费力、无法全过程实时监控，而且经常会导致监测信息反馈不及时、不全面或失误等情况的出现，使得安全管理效率不高、效果不佳。特别对于作业人员的安全，虽然利用警示标识、防护装置对危险区域进行防护，利用现场管理人员和班组长对人员安全进行约束，但是人的行为是难以掌控的，所以利用这种传统的安全监管方法存在很大的局限性。一方面，依靠管理人员和班组长的感官与意识对其他作业人员的异常行为进行判断，不仅容易误判，而且无法保证全体人员安全状态。另一方面，现场作业人员主要是农民工、临时工等类型的工人，这些工人存在教育程度低、职业技能培训缺乏、安全知识及安全防范意识不足等问题。即便有各种安全教育培训，但是不戴安全帽、不系安全带等风险行为仍是常态。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铁路桥梁施工人员风险管理系统与方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种铁路桥梁施工人员风险管理系统，包括风险数据采集装置、通信网络、管理平台以及报警装置，所述风险数据采集装置通过通信网络与管理平台交互；所述风险数据采集装置包括无线定位模块、状态监测模块，用于采集工地现场与人员安全有关的风险数据；所述管理平台包括基础信息管理模块、风险处理模块以及风险数据库模块，用于存储、处理人员风险有关数据，提供人员风险可视化界面和报警提示，并配备登录和操作权限；所述报警装置包括震动报警和声光报警，在接收管理平台发出的报警信息后及时提醒有关人员。
进一步地，所述无线定位模块包括UWB定位单元和GPS定位单元，放置于作业人员和现场位移式机械设备上，用于采集人员及设备实时位置数据；所述UWB定位单元用于封闭式施工场所；所述GPS定位单元用于开发式施工场所。
进一步地，所述状态监测模块包括安全帽佩戴监测和环境状态监测；所述安全帽佩戴监测，在安全帽帽箍处设置压力传感器，用于监测人员是否佩戴安全帽；所述环境状态监测，在工地现场风险监测点设置传感装置，用于采集风险状态数据。
进一步地，所述基础信息管理模块，包括工程项目信息、作业环境风险信息、工地现场资源基本信息；所述工程项目信息包括项目进度信息、资源配备信息；所述作业环境风险信息包括风险作业部位及区域、风险所处阶段信息；所述工地现场资源基本信息包括人员、机械设备、物料、安全防护用品的安全属性信息。
进一步地，所述风险处理模块，用于对施工现场安全风险信息进行分析计算，判断现场作业人员是否存在安全风险，并对安全风险进行报警提示。
进一步地，所述风险数据库模块，用于存储人员风险有关数据。
一种基于所述系统的铁路桥梁施工人员风险管理方法，包括以下步骤：
步骤1，建立人员安全风险数据库，具体包括以下步骤：
步骤1.1，根据工程项目实际情况，建立STAMP控制模型，得出工地存在的对人员安全有影响的监测对象及对应的风险要素，同时根据在施工中是否发生变化将风险要素分为静态要素和动态要素；
步骤1.2，对工地存在的每一个动态风险要素按照以下三点进行分析：
(1)风险要素涉及施工阶段，即该风险要素可能发生在工地施工过程中哪些阶段；
(2)风险要素涉及人员类型，即该风险要素会涉及哪些工种的作业人员；
(3)风险要素预警阈值，即该风险要素到达该值时立即报警；
步骤1.3，将分析得到的监测对象相关风险信息写入数据库中，形成人员安全风险数据库；
步骤2，在施工准备阶段，管理平台对监测对象的静态风险要素进行统计分析及评价，判断是否符合施工要求，若符合要求，则在风险数据库中写入监测对象的入场权限；
步骤3，在人员进入工地时，管理平台判断人员是否具备入场权限、人员与所佩戴安全防护用品是否匹配，若具备权限且信息匹配，则该人员允许入场，否则不允许进入现场作业；
步骤4，在现场作业时，利用风险数据采集装置采集有关风险信息，通过通讯网络将数据流传入管理平台进行数据识别与处理，得出人员实时安全状态，并根据人员安全状态类型及时发出对应的预警信息和指令，提醒有关人员。
进一步地，步骤4中所述预警指令通过通信网络发送至报警装置，根据不同指令利用不同报警装置及时提醒有关人员。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)本发明实现了施工现场风险要素有关信息数据的自动采集和监测，不仅减轻了现场安全管理人员的工作量，而且提高了安全管理效率；2)本发明实现了作业人员安全防护用品佩戴监测，可以有效改善人员不戴安全帽行为；3)本发明实现了现场风险要素的集成信息化管理，提高了施工现场人员安全状态判断的准确性。
附图说明
图1为本发明方法风险要素入场前预警管理图。
图2为本发明方法风险要素在施工过程中预警机制图。
图3为本发明系统作业人员作业风险状态判断流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步说明本发明方案。
一种铁路桥梁施工人员风险管理系统，包括风险数据采集装置、通信网络、管理平台以及报警装置，所述风险数据采集装置通过通信网络与管理平台交互；所述风险数据采集装置包括无线定位模块、状态监测模块，用于采集工地现场与人员安全有关的风险数据；所述管理平台包括基础信息管理模块、风险处理模块以及风险数据库模块，用于存储、处理人员风险有关数据，提供人员风险可视化界面和报警提示，并配备登录和操作权限；所述报警装置包括震动报警和声光报警，在接收管理平台发出的报警信息后及时提醒有关人员。
进一步的实施例中，所述无线定位模块包括UWB定位单元和GPS定位单元，放置于作业人员和现场位移式机械设备上，利用定位基站采集人员及设备实时位置数据，定位单元发送数据至定位基站，由定位基站对数据进行预处理并将预处理后的数据传输至数据存储模块；所述UWB定位单元采用CMOS工艺，用于封闭式施工场所，比如拌合站、梁场；所述GPS定位单元用于开发式施工场所，比如桥墩施工场所。
进一步的实施例中，所述状态监测模块包括安全帽佩戴监测和环境状态监测。所述安全帽佩戴监测，在安全帽帽箍处设置压力传感器，通过传感器采集帽箍受力情况，判断人员是否佩戴安全帽。所述环境状态监测，在工地现场风险监测点设置传感装置，根据不同要求采集状态数据，比如对于工地现场温度，利用温度传感器以30min/次的频率进行采集。
进一步的实施例中，所述基础信息管理模块，包括工程项目信息、作业环境风险信息、工地现场资源基本信息管理；所述工程项目信息包括项目进度信息、资源配备信息；所述作业环境风险信息包括风险作业部位及区域、风险所处阶段信息；所述工地现场资源基本信息包括人员、机械设备、物料、安全防护用品的安全属性信息。
进一步的实施例中，所述风险处理模块，对数据存储模块的数据进行分析计算，根据计算结果，得出现场作业人员安全状态，并对安全风险进行报警提示。
进一步的实施例中，所述风险数据库模块，用于存储人员风险有关数据。
一种基于权利要求1所述系统的铁路桥梁施工人员风险管理方法，包括以下步骤：
步骤1，建立人员安全风险数据库，具体包括以下步骤：
步骤1.1，根据工程项目实际情况，建立STAMP控制模型，通过分析模型各组件的控制情况，得出工地存在的对人员安全有影响的监测对象及对应的风险要素，同时根据在施工中是否发生变化将风险要素分为静态要素和动态要素；
步骤1.2，对工地存在的每一个动态风险要素按照以下三点进行分析：
(1)风险要素涉及施工阶段，即该风险要素可能发生在工地施工过程中哪些阶段；
(2)风险要素涉及人员类型，即该风险要素会涉及哪些工种的作业人员；
(3)风险要素预警阈值，即该风险要素到达该值时立即报警；
步骤1.3，将分析得到的监测对象相关风险信息写入数据库中(采用SQL Sever数据库)，形成人员安全风险数据库。
步骤2，如图1所示，在施工准备阶段，管理平台对监测对象的静态风险要素进行统计分析及评价，判断是否符合施工要求，若符合要求，则在风险数据库中写入监测对象的入场权限。
步骤3，在人员进入工地时，管理平台判断人员是否具备入场权限、人员与所佩戴安全防护用品是否匹配，若具备权限且信息匹配，则该人员允许入场，否则不允许进入现场作业。其中，对人员和安全防护用品进行唯一编号管理，人员编号和安全防护用品编号之间是一一对应关系，即每个人的安全防护用品是固定的。
步骤4，如图2所示，在现场作业时，利用风险数据采集装置采集有关风险信息，通过通讯网络将数据流传入服务器进行数据识别与预处理，管理平台对预处理后的数据进行二次处理，得出人员实时安全状态，并根据人员安全状态类型及时发出对应的预警信息和指令，提醒有关人员。
结合图3，步骤4中二次处理过程如下：提取风险要素信息与人员位置数据，通过枚举判断该人员是否处于该要素产生的危险区域内，若该人员没有处于危险区域内，则对下一个人员进行判断，若处于危险区域内，根据该要素状态数据与预警阈值对比判断该区域是否允许继续作业，若不允许，则提示所有有关人员离开，若当前区域允许作业，则判断该人员是否符合此区域允许作业人员工种，若不属于，则提示危险并要求离开，若该人员属于区域允许工种，提取人员安全防护用品佩戴信息，判断该人员是否正确佩戴安全防护用品。若没有，提示危险并要求佩戴，若有，则提示危险小心作业。
其中，步骤4中所述预警指令通过通信网络发送至报警装置，根据不同指令利用不同报警形式及时提醒有关人员。为了便于提醒人员，在风险区域安装声光报警警示灯，同时内置蜂鸣器或者喇叭发出报警声音，震动报警装置安装在安全帽上。
Claims (9)
1.一种铁路桥梁施工人员风险管理系统，其特征在于，包括风险数据采集装置、通信网络、管理平台以及报警装置，所述风险数据采集装置通过通信网络与管理平台交互；所述风险数据采集装置包括无线定位模块、状态监测模块，用于采集工地现场与人员安全有关的风险数据；所述管理平台包括基础信息管理模块、风险处理模块以及风险数据库模块，用于存储、处理人员风险有关数据，提供人员风险可视化界面和报警提示，并配备登录和操作权限；所述报警装置包括震动报警和声光报警，在接收管理平台发出的报警信息后提醒有关人员。
2.根据权利要求1所述的工地人员风险管理系统，其特征在于，所述无线定位模块包括UWB定位单元和GPS定位单元，放置于作业人员和现场位移式机械设备上，用于采集人员及设备实时位置数据。
3.根据权利要求2所述的工地人员风险管理系统，其特征在于，所述UWB定位单元用于封闭式施工场所；所述GPS定位单元用于开发式施工场所。
4.根据权利要求1所述的工地人员风险管理系统，其特征在于，所述状态监测模块包括安全帽佩戴监测和环境状态监测；所述安全帽佩戴监测，在安全帽帽箍处设置压力传感器，用于监测人员是否佩戴安全帽；所述环境状态监测，在工地现场风险监测点设置传感装置，用于采集风险状态数据。
5.根据权利要求1所述的工地人员风险管理系统，其特征在于，所述基础信息管理模块，包括工程项目信息管理单元、作业环境风险信息管理单元、工地现场资源基本信息管理单元；所述工程项目信息包括项目进度信息、资源配备信息；所述作业环境风险信息包括风险作业部位及区域、风险所处阶段信息；所述工地现场资源基本信息包括人员、机械设备、物料、安全防护用品的安全属性信息。
6.根据权利要求1所述的工地人员风险管理系统，其特征在于，所述风险处理模块，用于对施工现场安全风险信息进行分析计算，判断现场作业人员是否存在安全风险，并对安全风险进行报警提示。
7.根据权利要求1所述的工地人员风险管理系统，其特征在于，所述风险数据库模块，用于存储人员风险有关数据。
8.一种基于权利要求1～7任一所述系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，建立人员安全风险数据库，具体包括以下步骤：
步骤1.1，根据工程项目实际情况，建立STAMP控制模型，得出工地存在的对人员安全有影响的监测对象及对应的风险要素，同时根据在施工中是否发生变化将风险要素分为静态要素和动态要素；
步骤1.2，对工地存在的每一个动态风险要素按照以下三点进行分析：
(1)风险要素涉及施工阶段
(2)风险要素涉及人员类型；
(3)风险要素预警阈值；
步骤1.3，将分析得到的监测对象相关风险信息写入数据库中，形成人员安全风险数据库；
步骤2，在施工准备阶段，管理平台对监测对象的静态风险要素进行统计分析及评价，判断是否符合施工要求，若符合要求，则在风险数据库中写入监测对象的入场权限；
步骤3，在人员进入工地时，管理平台判断人员是否具备入场权限、人员与所佩戴安全防护用品是否匹配，若具备权限且信息匹配，则该人员允许入场，否则不允许进入现场作业；
步骤4，在现场作业时，利用风险数据采集装置采集有关风险信息，通过通讯网络将数据流传入管理平台进行数据识别与处理，得出人员实时安全状态，并根据人员安全状态类型及时发出对应的预警信息和指令，提醒有关人员。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤4中所述预警指令通过通信网络发送至报警装置，根据不同指令利用不同报警装置及时提醒有关人员。
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