CN112862887A - 基于人工智能和大数据分析的建筑施工安全管理预警系统及安全云平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开基于人工智能和大数据分析的建筑施工安全管理预警系统及安全云平台，通过对建筑施工工地上存在的施工人员进行统计编号，并对各施工人员对应的施工区域进行编号，进而对各施工区域进行施工前的原始环境图像采集和施工过程中环境图像采集，以此将采集的各施工区域在施工过程中的环境图像与对应的原始环境图像进行对比，分析各施工区域在施工过程中的环境图像中各物体对应的重心移动距离，以此统计各施工区域的综合环境危险系数，从而对危险施工区域的施工人员进行语音预警，实现了对建筑施工工地上施工人员的安全管理，大大减少了施工人员伤亡事故的发生，有效保障了施工人员在施工过程中的生命安全。

Description

基于人工智能和大数据分析的建筑施工安全管理预警系统及 安全云平台

技术领域

本发明属于建筑施工安全管理技术领域，具体涉及基于人工智能和大数据分析的建筑施工安全管理预警系统及安全云平台。

背景技术

随着我国经济的不断发展,建筑行业呈现了很大的发展空间。但建筑业又是一个事故多发的行业之一,特别是在建筑施工工地上，所面临的安全形式非常严峻,对应施工人员的各类伤亡事故时有发生。原因为在建筑施工工地上分布着大量的建筑施工人员，同时也存在着大量的施工工具，如脚手架、扳手、铁锹、锄头、塔吊等等，这些施工工具大多都存在着一定的危险性，而施工人员在建筑施工过程中就直接暴露在这些施工工具构成的施工环境中，一旦施工环境中某个施工工具位置发生变动，在施工人员没有注意的情况下，很容易造成伤亡事故，给施工人员的生命安全带来严重的危害。因此对建筑施工工地上施工人员的安全管理显得至关重要，鉴于此，本发明提出一种基于人工智能和大数据分析的建筑施工安全管理预警系统及安全云平台。

发明内容

本发明提出的一种基于人工智能和大数据分析的建筑施工安全管理预警系统及安全云平台，通过对建筑施工工地上各施工人员所处的施工区域进行原始环境图像采集，并采集各施工区域在施工过程中的环境图像，进而将采集的各施工区域在施工过程中的环境图像与原始环境图像进行对比，分析各施工区域在施工过程中的环境图像中各物体对应的重心移动距离，以此统计各施工区域的综合环境危险系数，从而对危险施工区域的施工人员进行语音预警，有效解决了背景技术提到的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明的第一方面提出一种基于人工智能和大数据分析的建筑施工安全管理预警系统，包括施工人员统计标记模块、施工人员施工区域获取模块、施工区域图像采集模块、原始环境图像处理模块、物体参数数据库、图像初步处理模块、图像对比分析模块、管理服务器和预警终端；

所述施工人员统计标记模块用于对建筑工地内存在的施工人员进行统计，并对统计的各施工人员按照预设的顺序进行编号，依次标记为1,2...i...n，各施工人员身上分别佩戴一个预警终端；

所述施工人员施工区域获取模块用于对标记的各施工人员获取其对应的施工区域，并对获取的各施工区域进行编号，分别标记为1′,2′...i′...n′；

所述施工区域图像采集模块包括若干摄像头，其分别安置在各施工人员对应的施工区域内，用于对各施工区域进行图像采集，其中施工区域图像采集模块包括施工前图像采集模块和施工过程图像采集模块；

所述施工前图像采集模块用于在施工前对各施工区域进行图像采集，得到各施工区域的原始环境图像，并将得到的各施工区域原始环境图像存储在原始图像数据库中；

所述施工过程图像采集模块用于在施工过程中通过各施工区域的摄像头根据预设的采集时间段采集各施工区域的图像，得到各施工区域各采集时间段的环境图像，并发送至图像初步处理模块；

所述原始环境图像处理模块用于从原始图像数据库中提取各施工区域的原始环境图像，并对提取的各施工区域的原始环境图像统计图像中存在的物体数量，并对统计的各物体进行编号，分别标记为A₀,B₀...I₀...N₀，此时对统计的各物体聚焦在各物体所处原始环境图像区域，进而提取各物体的外表特征，以此将提取的各物体的外表特征与物体参数数据库中各物体种类对应的外表特征进行对比，同时统计提取的各物体的外表特征与物体参数数据库中各物体种类对应外表特征的相似度，从而输出相似度最高的物体种类作为各物体对应的物体种类，以此得到各施工区域对应的原始环境图像中各物体对应的物体种类，并发送至管理服务器；

所述图像初步处理模块接收施工区域图像采集模块中施工过程图像采集模块发送的各施工区域各采集时间段对应的环境图像，并将接收的各施工区域各采集时间段对应的环境图像按照采集时间段的先后顺序进行编号，分别标记为1,2...j...m，同时对各施工区域各采集时间段对应的环境图像进行图像增强处理，得到处理后的环境图像，进而发送至图像对比分析模块；

所述图像对比分析模块用于接收图像初步处理模块发送的经处理后的各施工区域各采集时间段对应的环境图像，并统计各施工区域各采集时间段对应的环境图像中存在的物体，同时提取原始图像数据库中各施工区域的原始环境图像，进而将各施工区域各采集时间段对应的环境图像与各施工区域的原始环境图像进行对比，以此获取各施工区域的原始环境图像中各物体与该施工区域各采集时间段的环境图像中各物体的一一对应关系，从而按照获取的物体对应关系，对各施工区域各采集时间段对应的环境图像中存在的各物体进行编号，分别标记为A,B...I...N，此时获取各物体对应的重心点，并获取各物体的重心点对应的三维坐标，以此构成各施工区域各采集时间段环境图像各物体重心三维坐标集合Q^p _d[q^p _d(x_A,y_A,z_A),q^p _d(x_B,y_B,z_B),...,q^p _d(x_I,y_I,z_I),...q^p _d(x_N,y_N,z_N)]，q^p _d(x_I,y_I,z_I)表示为第p个施工区域内第d个采集时间段对应的环境图像中第I个物体重心点对应的三维坐标，p表示为施工区域，p＝1′,2′...i′...n′,d表示为采集时间段对应的环境图像，d＝1,2...j...m,与此同时，图像对比分析模块从提取的各施工区域对应的原始环境图像中获取各物体对应的原始重心点，并获取各物体的原始重心点对应的原始三维坐标，以此构成各施工区域原始环境图像各物体重心原始三维坐标集合

表示为第p个施工区域的原始环境图像中第I₀个物体的原始重心点对应的原始三维坐标，图像对比分析模块将各施工区域各采集时间段环境图像各物体重心三维坐标集合分别与对应的施工区域原始环境图像各物体重心原始三维坐标集合进行对比，得到各施工区域各采集时间段环境图像各物体重心移动三维分解距离集合ΔQ^p _d[(Δq^p _dx_A,Δq^p _dy_A,Δq^p _dz_A),(Δq^p _dx_B,Δq^p _dy_B,Δq^p _dz_B)...,(Δq^p _dx_I,Δq^p _dy_I,Δq^p _dz_I),...(Δq^p _dx_N,Δq^p _dy_N,Δq^p _dz_N)]，进而根据得到的各施工区域各采集时间段环境图像各物体重心移动三维分解距离集合统计各施工区域各采集时间段对应的环境图像中各物体的重心移动距离，并发送至管理服务器；

所述管理服务器分别接收原始环境图像处理模块发送的各施工区域对应的原始环境图像中各物体对应的物体种类和图像对比分析模块发送的各施工区域各采集时间段对应的环境图像中各物体的重心移动距离，并从物体参数数据库中筛选各物体对应物体种类的重心安全移动距离，以此根据各施工区域各采集时间段对应的环境图像中各物体的重心移动距离和各物体对应物体种类的重心安全移动距离统计各施工区域各采集时间段对应的环境图像中各物体的重心移动危险系数，此时提取物体参数数据库中各物体种类对应的物体种类危险系数，将各施工区域的原始环境图像中各物体对应的物体种类与物体参数数据库中各物体种类对应的物体种类危险系数进行对比，筛选出各施工区域的原始环境图像中各物体对应的物体种类危险系数，进而根据各施工区域各采集时间段对应的环境图像中各物体的重心移动危险系数和各物体对应的物体种类危险系数统计各施工区域各采集时间段对应环境图像中的综合环境危险系数，从而将统计的各施工区域各采集时间段对应环境图像中的综合环境危险系数与预设的最小综合环境危险系数进行对比，若某施工区域某采集时间段对应环境图像中的综合环境危险系数大于预设的最小综合环境危险系数，则该施工区域记为危险施工区域，该采集时间段记为危险采集时间段，此时统计危险施工区域编号及对应的危险采集时间段，进而根据危险施工区域编号获取该危险施工区域对应的施工人员编号，以此在该危险采集时间段发送预警指令至该施工人员的预警终端；

所述预警终端接收管理服务器发送的预警指令，进行语音预警。

在本发明第一方面的一种可能的设计中，所述物体参数数据库中存储各物体种类对应的外表特征，存储各物体种类对应的物体种类危险系数，存储各物体种类对应的重心安全移动距离，并存储预设的最小综合环境危险系数。

在本发明第一方面的一种可能的设计中，所述外表特征包括形状特征、体积特征和颜色特征。

在本发明第一方面的一种可能的设计中，所述

在本发明第一方面的一种可能的设计中，所述各施工区域各采集时间段对应的环境图像中各物体的重心移动距离的计算公式为

L^p _dI表示为第p个施工区域内第d个采集时间段对应的环境图像中第I个物体的重心移动距离，Δq^p _dx_I表示为第p个施工区域内第d个采集时间段对应的环境图像中第I个物体在x轴上的重心移动分解距离，Δq^p _dy_I表示为第p个施工区域内第d个采集时间段对应的环境图像中第I个物体在y轴上的重心移动分解距离,Δq^p _dz_I表示为第p个施工区域内第d个采集时间段对应的环境图像中第I个物体在z轴上的重心移动分解距离。

在本发明第一方面的一种可能的设计中，所述各施工区域各采集时间段对应的环境图像中各物体的重心移动危险系数的计算公式为

σ^p _dI表示为第p个施工区域内第d个采集时间段对应的环境图像中第I个物体的重心移动危险系数，L₀ ^p _I表示为第p个施工区域的第I个物体对应物体种类的重心安全移动距离。

在本发明第一方面的一种可能的设计中，所述各施工区域各采集时间段对应环境图像中的综合环境危险系数的计算公式为

表示为第p个施工区域内第d个采集时间段对应的环境图像中综合环境危险系数，α^p _I表示为第p个施工区域内第I个物体对应的物体种类危险系数。

本发明的第二方面提出一种安全云平台，所述安全云平台包括处理器、机器可读存储介质和网络接口，所述机器可读存储介质、所述网络接口以及所述处理器之间通过总线系统相连，所述网络接口用于与至少一个建筑施工安全管理预警设备通信连接，所述机器可读存储介质用于存储程序、指令或代码，所述处理器用于执行所述机器可读存储介质中的程序、指令或代码，以执行本发明所述的基于人工智能和大数据分析的建筑施工安全管理预警系统。

基于上述任一方面，本发明的有益效果如下：

(1)本发明通过对建筑施工工地上存在的施工人员进行统计编号，并对各施工人员对应的施工区域进行编号，进而对各施工区域进行施工前的原始环境图像采集和施工过程中环境图像采集，以此将采集的各施工区域在施工过程中的环境图像与对应的原始环境图像进行对比，分析各施工区域在施工过程中的环境图像中各物体对应的重心移动距离，以此统计对应施工区域的综合环境危险系数，并将其与预设的最小综合环境危险系数进行对比，当大于预设的最小综合环境危险系数时，则对危险施工区域的施工人员进行语音预警，实现了对建筑施工工地上施工人员的安全管理，大大减少了施工人员伤亡事故的发生，有效保障了施工人员在施工过程中的生命安全。

(2)本发明通过设置采集时间段采集各施工区域各采集时间段对应的环境图像，进而得到各施工区域各采集时间段对应环境图像中的综合环境危险系数，得到的综合环境危险系数直观反映了各施工区域实时的综合环境危险状况，其中采集时间段设置的越多，其反映的实时性越好，且该综合环境危险系数在统计过程中结合了物体本身对应的物体种类危险系数和物体重心移动危险系数，体现了统计的综合性，进而提高了统计结果的可靠度，避免只根据物体重心移动危险系数进行统计造成的统计片面性和不可靠性。

(3)本发明对统计的各施工人员分别佩戴一个预警终端，在进行预警时，通过启动对应施工人员的预警终端来进行语音预警，便于处于危险施工区域的施工人员及时知晓，从而尽快离开该危险施工区域，及时保障了该施工人员的人身安全。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明的系统模块框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

参照图1所示，本发明的第一方面提出一种基于人工智能和大数据分析的建筑施工安全管理预警系统，包括施工人员统计标记模块、施工人员施工区域获取模块、施工区域图像采集模块、原始环境图像处理模块、物体参数数据库、图像初步处理模块、图像对比分析模块、管理服务器和预警终端，其中施工人员统计标记模块与施工人员施工区域获取模块连接，施工人员施工区域获取模块与施工区域图像采集模块连接，施工区域图像采集模块分别与原始环境图像处理模块和图像初步处理模块连接，图像初步处理模块与图像对比分析模块连接，管理服务器分别与原始环境图像处理模块和图像对比分析模块连接，预警终端与管理服务器连接。

施工人员统计标记模块用于对建筑工地内存在的施工人员进行统计，并对统计的各施工人员按照预设的顺序进行编号，依次标记为1,2...i...n，各施工人员身上分别佩戴一个预警终端，为后面针对施工人员进行预警提供方便。

施工人员施工区域获取模块用于对标记的各施工人员获取其对应的施工区域，并对获取的各施工区域进行编号，分别标记为1′,2′...i′...n′；

施工区域图像采集模块包括若干摄像头，其分别安置在各施工人员对应的施工区域内，用于对各施工区域进行图像采集，其中施工区域图像采集模块包括施工前图像采集模块和施工过程图像采集模块；

施工前图像采集模块用于在施工前对各施工区域进行图像采集，得到各施工区域的原始环境图像，并将得到的各施工区域原始环境图像存储在原始图像数据库中；

本实施例通过获取各施工区域的原始环境图像，一方面为后面分析原始环境图像中各物体对应的物体种类和各物体的原始重心点及原始重心点对应的原始三维坐标奠定基础，另一方面方便与各施工区域各采集时间段对应的环境图像进行对比。

施工过程图像采集模块用于在施工过程中通过各施工区域的摄像头根据预设的采集时间段采集各施工区域的图像，得到各施工区域各采集时间段的环境图像，并发送至图像初步处理模块。

本实施例通过设置采集时间段获取各施工区域各采集时间段对应的环境图像，其设置采集时间段越多，获取的环境图像就越多，就能通过获取的众多环境图像分析出各施工区域对应的实时环境危险状况，为后面统计危险施工区域的危险采集时间段和在危险采集时间段进行预警提供铺垫。

原始环境图像处理模块用于从原始图像数据库中提取各施工区域的原始环境图像，并对提取的各施工区域的原始环境图像统计图像中存在的物体数量，并对统计的各物体进行编号，分别标记为A₀,B₀...I₀...N₀，此时对统计的各物体聚焦在各物体所处原始环境图像区域，进而提取各物体的外表特征，以此将提取的各物体的外表特征与物体参数数据库中各物体种类对应的外表特征进行对比，同时统计提取的各物体的外表特征与物体参数数据库中各物体种类对应外表特征的相似度，从而输出相似度最高的物体种类作为各物体对应的物体种类，以此得到各施工区域对应的原始环境图像中各物体对应的物体种类，并发送至管理服务器。

图像初步处理模块接收施工区域图像采集模块中施工过程图像采集模块发送的各施工区域各采集时间段对应的环境图像，并将接收的各施工区域各采集时间段对应的环境图像按照采集时间段的先后顺序进行编号，分别标记为1,2...j...m，同时对各施工区域各采集时间段对应的环境图像进行图像增强处理，得到处理后的环境图像，进而发送至图像对比分析模块。

物体参数数据库中存储各物体种类对应的外表特征，其中外表特征包括形状特征、体积特征和颜色特征，存储各物体种类对应的物体种类危险系数，存储各物体种类对应的重心安全移动距离，并存储预设的最小综合环境危险系数。

图像对比分析模块用于接收图像初步处理模块发送的经处理后的各施工区域各采集时间段对应的环境图像，并统计各施工区域各采集时间段对应的环境图像中存在的物体，同时提取原始图像数据库中各施工区域的原始环境图像，进而将各施工区域各采集时间段对应的环境图像与各施工区域的原始环境图像进行对比，以此获取各施工区域的原始环境图像中各物体与该施工区域各采集时间段的环境图像中各物体的一一对应关系，从而按照获取的物体对应关系，对各施工区域各采集时间段对应的环境图像中存在的各物体进行编号，分别标记为A,B...I...N，此时获取各物体对应的重心点，并获取各物体的重心点对应的三维坐标，以此构成各施工区域各采集时间段环境图像各物体重心三维坐标集合Q^p _d[q^p _d(x_A,y_A,z_A),q^p _d(x_B,y_B,z_B),...,q^p _d(x_I,y_I,z_I),...q^p _d(x_N,y_N,z_N)]，q^p _d(x_I,y_I,z_I)表示为第p个施工区域内第d个采集时间段对应的环境图像中第I个物体重心点对应的三维坐标，p表示为施工区域，p＝1′,2′...i′...n′,d表示为采集时间段对应的环境图像，d＝1,2...j...m,与此同时，图像对比分析模块从提取的各施工区域对应的原始环境图像中获取各物体对应的原始重心点，并获取各物体的原始重心点对应的原始三维坐标，以此构成各施工区域原始环境图像各物体重心原始三维坐标集合

表示为第p个施工区域的原始环境图像中第I₀个物体的原始重心点对应的原始三维坐标，图像对比分析模块将各施工区域各采集时间段环境图像各物体重心三维坐标集合分别与对应的施工区域原始环境图像各物体重心原始三维坐标集合进行对比，得到各施工区域各采集时间段环境图像各物体重心移动三维分解距离集合ΔQ^p _d[(Δq^p _dx_A,Δq^p _dy_A,Δq^p _dz_A),(Δq^p _dx_B,Δq^p _dy_B,Δq^p _dz_B)...,(Δq^p _dx_I,Δq^p _dy_I,Δq^p _dz_I),...(Δq^p _dx_N,Δq^p _dy_N,Δq^p _dz_N)]，其中

进而根据得到的各施工区域各采集时间段环境图像各物体重心移动三维分解距离集合统计各施工区域各采集时间段对应的环境图像中各物体的重心移动距离

L^p _dI表示为第p个施工区域内第d个采集时间段对应的环境图像中第I个物体的重心移动距离，Δq^p _dx_I表示为第p个施工区域内第d个采集时间段对应的环境图像中第I个物体在x轴上的重心移动分解距离，Δq^p _dy_I表示为第p个施工区域内第d个采集时间段对应的环境图像中第I个物体在y轴上的重心移动分解距离,Δq^p _dz_I表示为第p个施工区域内第d个采集时间段对应的环境图像中第I个物体在z轴上的重心移动分解距离，并发送至管理服务器。

本实施例通过根据物体位置移动，其重心也跟着移动的原理，统计各施工区域各采集时间段对应的环境图像中各物体的移动距离，为后面统计各物体的重心移动危险系数提供参考依据。

管理服务器分别接收原始环境图像处理模块发送的各施工区域对应的原始环境图像中各物体对应的物体种类和图像对比分析模块发送的各施工区域各采集时间段对应的环境图像中各物体的重心移动距离，并从物体参数数据库中筛选各物体对应物体种类的重心安全移动距离，以此根据各施工区域各采集时间段对应的环境图像中各物体的重心移动距离和各物体对应物体种类的重心安全移动距离统计各施工区域各采集时间段对应的环境图像中各物体的重心移动危险系数

σ^p _dI表示为第p个施工区域内第d个采集时间段对应的环境图像中第I个物体的重心移动危险系数，L₀ ^p _I表示为第p个施工区域的第I个物体对应物体种类的重心安全移动距离，其统计的重心移动危险系数直观地反映了物体的重心移动距离具备的危险程度，重心移动距离越大，其重心移动危险系数就越大，其具备的危险程度也就越高，此时提取物体参数数据库中各物体种类对应的物体种类危险系数，将各施工区域的原始环境图像中各物体对应的物体种类与物体参数数据库中各物体种类对应的物体种类危险系数进行对比，筛选出各施工区域的原始环境图像中各物体对应的物体种类危险系数，进而根据各施工区域各采集时间段对应的环境图像中各物体的重心移动危险系数和各物体对应的物体种类危险系数统计各施工区域各采集时间段对应环境图像中的综合环境危险系数

表示为第p个施工区域内第d个采集时间段对应的环境图像中综合环境危险系数，α^p _I表示为第p个施工区域内第I个物体对应的物体种类危险系数，本实施例统计的综合环境危险系数实现了各施工区域实时综合环境危险状况的量化展示，且在统计过程中结合了物体本身对应的物体种类危险系数和物体重心移动危险系数，体现了统计的综合性，进而提高了统计结果的可靠度，避免只根据物体重心移动危险系数进行统计造成的统计片面性和不可靠性，为后面统计危险施工区域提供了可靠的参考依据。从而将统计的各施工区域各采集时间段对应环境图像中的综合环境危险系数与预设的最小综合环境危险系数进行对比，若某施工区域某采集时间段对应环境图像中的综合环境危险系数大于预设的最小综合环境危险系数，则该施工区域记为危险施工区域，该采集时间段记为危险采集时间段，此时统计危险施工区域编号及对应的危险采集时间段，进而根据危险施工区域编号获取该危险施工区域对应的施工人员编号，以此在该危险采集时间段发送预警指令至该施工人员的预警终端。

预警终端接收管理服务器发送的预警指令，进行语音预警，以提醒施工人员注意。

本实施例对统计的各施工人员分别佩戴一个预警终端，在进行预警时，通过启动对应施工人员的预警终端来进行语音预警，便于处于危险施工区域的施工人员及时知晓，从而尽快离开该危险施工区域，大大减少了施工人员伤亡事故的发生，有效保障了施工人员在施工过程中的生命安全。

本发明的第二方面提出一种安全云平台，所述安全云平台包括处理器、机器可读存储介质和网络接口，所述机器可读存储介质、所述网络接口以及所述处理器之间通过总线系统相连，所述网络接口用于与至少一个建筑施工安全管理预警设备通信连接，所述机器可读存储介质用于存储程序、指令或代码，如本发明实施例中的建筑施工安全管理预警系统程序指令/模块，所述处理器用于执行所述机器可读存储介质中的程序、指令或代码，以执行本发明所述的基于人工智能和大数据分析的建筑施工安全管理预警系统。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.基于人工智能和大数据分析的建筑施工安全管理预警系统，其特征在于：包括施工人员统计标记模块、施工人员施工区域获取模块、施工区域图像采集模块、原始环境图像处理模块、物体参数数据库、图像初步处理模块、图像对比分析模块、管理服务器和预警终端；

所述施工人员统计标记模块用于对建筑工地内存在的施工人员进行统计，并对统计的各施工人员按照预设的顺序进行编号，依次标记为1,2...i...n，各施工人员身上分别佩戴一个预警终端；

所述施工人员施工区域获取模块用于对标记的各施工人员获取其对应的施工区域，并对获取的各施工区域进行编号，分别标记为1′,2′...i′...n′；

所述施工区域图像采集模块包括若干摄像头，其分别安置在各施工人员对应的施工区域内，用于对各施工区域进行图像采集，其中施工区域图像采集模块包括施工前图像采集模块和施工过程图像采集模块；

所述施工前图像采集模块用于在施工前对各施工区域进行图像采集，得到各施工区域的原始环境图像，并将得到的各施工区域原始环境图像存储在原始图像数据库中；

所述施工过程图像采集模块用于在施工过程中通过各施工区域的摄像头根据预设的采集时间段采集各施工区域的图像，得到各施工区域各采集时间段的环境图像，并发送至图像初步处理模块；

所述原始环境图像处理模块用于从原始图像数据库中提取各施工区域的原始环境图像，并对提取的各施工区域的原始环境图像统计图像中存在的物体数量，并对统计的各物体进行编号，分别标记为A₀,B₀...I₀...N₀，此时对统计的各物体聚焦在各物体所处原始环境图像区域，进而提取各物体的外表特征，以此将提取的各物体的外表特征与物体参数数据库中各物体种类对应的外表特征进行对比，同时统计提取的各物体的外表特征与物体参数数据库中各物体种类对应外表特征的相似度，从而输出相似度最高的物体种类作为各物体对应的物体种类，以此得到各施工区域对应的原始环境图像中各物体对应的物体种类，并发送至管理服务器；

所述图像初步处理模块接收施工区域图像采集模块中施工过程图像采集模块发送的各施工区域各采集时间段对应的环境图像，并将接收的各施工区域各采集时间段对应的环境图像按照采集时间段的先后顺序进行编号，分别标记为1,2...j...m，同时对各施工区域各采集时间段对应的环境图像进行图像增强处理，得到处理后的环境图像，进而发送至图像对比分析模块；

所述图像对比分析模块用于接收图像初步处理模块发送的经处理后的各施工区域各采集时间段对应的环境图像，并统计各施工区域各采集时间段对应的环境图像中存在的物体，同时提取原始图像数据库中各施工区域的原始环境图像，进而将各施工区域各采集时间段对应的环境图像与各施工区域的原始环境图像进行对比，以此获取各施工区域的原始环境图像中各物体与该施工区域各采集时间段的环境图像中各物体的一一对应关系，从而按照获取的物体对应关系，对各施工区域各采集时间段对应的环境图像中存在的各物体进行编号，分别标记为A,B...I...N，此时获取各物体对应的重心点，并获取各物体的重心点对应的三维坐标，以此构成各施工区域各采集时间段环境图像各物体重心三维坐标集合Q^p _d[q^p _d(x_A,y_A,z_A),q^p _d(x_B,y_B,z_B),...,q^p _d(x_I,y_I,z_I),...q^p _d(x_N,y_N,z_N)]，q^p _d(x_I,y_I,z_I)表示为第p个施工区域内第d个采集时间段对应的环境图像中第I个物体重心点对应的三维坐标，p表示为施工区域，p＝1′,2′...i′...n′,d表示为采集时间段对应的环境图像，d＝1,2...j...m,与此同时，图像对比分析模块从提取的各施工区域对应的原始环境图像中获取各物体对应的原始重心点，并获取各物体的原始重心点对应的原始三维坐标，以此构成各施工区域原始环境图像各物体重心原始三维坐标集合

表示为第p个施工区域的原始环境图像中第I₀个物体的原始重心点对应的原始三维坐标，图像对比分析模块将各施工区域各采集时间段环境图像各物体重心三维坐标集合分别与对应的施工区域原始环境图像各物体重心原始三维坐标集合进行对比，得到各施工区域各采集时间段环境图像各物体重心移动三维分解距离集合

，进而根据得到的各施工区域各采集时间段环境图像各物体重心移动三维分解距离集合统计各施工区域各采集时间段对应的环境图像中各物体的重心移动距离，并发送至管理服务器；

所述管理服务器分别接收原始环境图像处理模块发送的各施工区域对应的原始环境图像中各物体对应的物体种类和图像对比分析模块发送的各施工区域各采集时间段对应的环境图像中各物体的重心移动距离，并从物体参数数据库中筛选各物体对应物体种类的重心安全移动距离，以此根据各施工区域各采集时间段对应的环境图像中各物体的重心移动距离和各物体对应物体种类的重心安全移动距离统计各施工区域各采集时间段对应的环境图像中各物体的重心移动危险系数，此时提取物体参数数据库中各物体种类对应的物体种类危险系数，将各施工区域的原始环境图像中各物体对应的物体种类与物体参数数据库中各物体种类对应的物体种类危险系数进行对比，筛选出各施工区域的原始环境图像中各物体对应的物体种类危险系数，进而根据各施工区域各采集时间段对应的环境图像中各物体的重心移动危险系数和各物体对应的物体种类危险系数统计各施工区域各采集时间段对应环境图像中的综合环境危险系数，从而将统计的各施工区域各采集时间段对应环境图像中的综合环境危险系数与预设的最小综合环境危险系数进行对比，若某施工区域某采集时间段对应环境图像中的综合环境危险系数大于预设的最小综合环境危险系数，则该施工区域记为危险施工区域，该采集时间段记为危险采集时间段，此时统计危险施工区域编号及对应的危险采集时间段，进而根据危险施工区域编号获取该危险施工区域对应的施工人员编号，以此在该危险采集时间段发送预警指令至该施工人员的预警终端；

所述预警终端接收管理服务器发送的预警指令，进行语音预警。

2.根据权利要求1所述的基于人工智能和大数据分析的建筑施工安全管理预警系统，其特征在于：所述物体参数数据库中存储各物体种类对应的外表特征，存储各物体种类对应的物体种类危险系数，存储各物体种类对应的重心安全移动距离，并存储预设的最小综合环境危险系数。

3.根据权利要求2所述的基于人工智能和大数据分析的建筑施工安全管理预警系统，其特征在于：所述外表特征包括形状特征、体积特征和颜色特征。

4.根据权利要求1所述的基于人工智能和大数据分析的建筑施工安全管理预警系统，其特征在于：所述

5.根据权利要求1所述的基于人工智能和大数据分析的建筑施工安全管理预警系统，其特征在于：所述各施工区域各采集时间段对应的环境图像中各物体的重心移动距离的计算公式为

L^p _dI表示为第p个施工区域内第d个采集时间段对应的环境图像中第I个物体的重心移动距离，Δq^p _dx_I表示为第p个施工区域内第d个采集时间段对应的环境图像中第I个物体在x轴上的重心移动分解距离，Δq^p _dy_I表示为第p个施工区域内第d个采集时间段对应的环境图像中第I个物体在y轴上的重心移动分解距离,Δq^p _dz_I表示为第p个施工区域内第d个采集时间段对应的环境图像中第I个物体在z轴上的重心移动分解距离。

6.根据权利要求1所述的基于人工智能和大数据分析的建筑施工安全管理预警系统，其特征在于：所述各施工区域各采集时间段对应的环境图像中各物体的重心移动危险系数的计算公式为

σ^p _dI表示为第p个施工区域内第d个采集时间段对应的环境图像中第I个物体的重心移动危险系数，

表示为第p个施工区域的第I个物体对应物体种类的重心安全移动距离。

7.根据权利要求1所述的基于人工智能和大数据分析的建筑施工安全管理预警系统，其特征在于：所述各施工区域各采集时间段对应环境图像中的综合环境危险系数的计算公式为

表示为第p个施工区域内第d个采集时间段对应的环境图像中综合环境危险系数，α^p _I表示为第p个施工区域内第I个物体对应的物体种类危险系数。

8.一种安全云平台，其特征在于：所述安全云平台包括处理器、机器可读存储介质和网络接口，所述机器可读存储介质、所述网络接口以及所述处理器之间通过总线系统相连，所述网络接口用于与至少一个建筑施工安全管理预警设备通信连接，所述机器可读存储介质用于存储程序、指令或代码，所述处理器用于执行所述机器可读存储介质中的程序、指令或代码，以执行权利要求1-7中任意一项所述的基于人工智能和大数据分析的建筑施工安全管理预警系统。

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