CN113487828B - 一种基于5g网络和执法记录仪的巡查报警系统 - Google Patents

一种基于5g网络和执法记录仪的巡查报警系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于5G网络和执法记录仪的巡查报警系统，包括执法记录仪、环境监测装置、云端存储平台、信息处理终端和显示终端；执法记录仪用于获取工程项目的施工现场的巡查数据；环境监测装置用于获取工程项目的施工现场的环境数据；执法记录仪用于将环境数据和巡查数据传输至云端存储平台；云端存储平台用于存储巡查数据和环境数据；信息处理终端用于对巡查数据和环境数据进行处理，获得处理结果；显示终端用于显示处理结果。本发明可以充分将人和仪器结合，让仪器与人一同预防现场可能出现的潜在风险，在提升了监管检查效率的同时保障了仪器持有者的机动性，同时加强了监管检查工作的规范性。

Description

一种基于5G网络和执法记录仪的巡查报警系统
技术领域
本发明涉及提示领域，尤其涉及一种基于5G网络和执法记录仪的巡查报警系统。
背景技术
建设工程项目危险源量大面广，现有的危险源识别方式主要还是依赖于人工排查，存在容易出现疏漏的风险。现场作业人员、进行风险排查的人员本身无法单独应对多角度的潜在风险，且部分风险点危险源难以提前发现，人员无法提前作出反应，使得人员不能及时预防突发的或者即将发生的危险和灾害。
现阶段用于排查风险隐患的设备均为数值化测评，存在功能单一、便携性低，数据处理效率低等缺点，且得出数据后最终还是依赖于人工识别风险并上报，设备没有相应的风险提示能力，对巡查工作的帮助相当有限。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种基于5G网络和执法记录仪的巡查报警系统，包括执法记录仪、环境监测装置、云端存储平台、信息处理终端和显示终端；
所述执法记录仪用于获取工程项目的施工现场的巡查数据；
所述环境监测装置用于获取工程项目的施工现场的环境数据，并将所述环境数据传输至所述执法记录仪；
所述执法记录仪用于将所述环境数据和所述巡查数据传输至所述云端存储平台；
所述云端存储平台用于存储所述巡查数据和所述环境数据，并将所述巡查数据和所述环境数据转发至所述信息处理终端；
所述信息处理终端用于对所述巡查数据和所述环境数据进行处理，获得处理结果；
所述显示终端用于显示所述处理结果。
优选地，所述执法记录仪包括5G通信模块、拍摄模块、温度监测模块、激光测距模块和GPS定位模块；
所述巡查数据包括工程项目的施工现场的巡查视频、巡查图片、零部件温度和距离数据；
所述5G通信模块用于通过5G网络将所述巡查数据和所述环境数据发送至所述云端存储平台；
所述拍摄模块用于获取所述巡查视频和所述巡查图片；
所述温度监测模块用于获取所述零部件温度；
所述激光测距模块用于获取所述距离数据；
所述GPS定位模块用于获取执法记录仪的实时位置。
优选地，所述温度监测模块包括红外线热探测器；
所述红外线热探测器用于获取施工现场的设备的零部件温度。
优选地，所述环境数据包括PM2.5值、甲醛含量、有机挥发物含量、温度和湿度。
优选地，所述环境监测装置包括粉尘浓度传感器、电化学传感器、TVOC传感器、温度传感器和湿度传感器；
所述粉尘浓度传感器用于获取施工现场的PM2.5值，所述TVOC传感器用于获取施工现场的甲醛含量，所述电化学传感器用于获取施工现场的有机挥发物含量，所述温度传感器用于获取所述温度，所述湿度传感器用于获取所述湿度。
优选地，所述距离数据包括施工人员与危险化学品之间的距离、施工人员和高风险的设备之间的距离。
优选地，所述激光测距模块包括红外测距仪；
所述红外测距仪用于获取所述施工人员与危险化学品之间的距离，以及用于获取所述施工人员和高风险的设备之间的距离。
优选地，所述信息处理终端包括识别模块、施工信息数据库模块和人工智能学习模块；
所述识别模块用于采用预先训练完毕的识别模型来对所述巡查数据和所述环境数据进行识别处理，判断巡查数据和所述环境数据中是否包含危险事件；
所述施工信息数据库用于存储施工现场的施工安全标准信息；
所述人工智能学习模块用于基于所述施工安全标准信息和输入的训练数据得到所述识别模型。
本发明有机结合了现有的传感器应用技术和通信技术、图像识别技术，创新地以执法记录仪为主体研究了应用于施工作业项目的现场巡查报警系统，可行性高。现阶段，工程项目将较长时间维持以人为主体的安全质量监管模式，通过此系统可以充分将人和仪器结合，让仪器与人一同预防现场可能出现的潜在风险，在提升了监管检查效率的同时保障了仪器持有者的机动性，同时加强了监管检查工作的规范性。
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，为本发明一种基于5G网络和执法记录仪的巡查报警系统的一种示例性实施例图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示的一种实施例，本发明提供了一种基于5G网络和执法记录仪的巡查报警系统，包括执法记录仪、环境监测装置、云端存储平台、信息处理终端和显示终端；
所述执法记录仪用于获取工程项目的施工现场的巡查数据；
所述环境监测装置用于获取工程项目的施工现场的环境数据，并将所述环境数据传输至所述执法记录仪；
所述执法记录仪用于将所述环境数据和所述巡查数据传输至所述云端存储平台；
所述云端存储平台用于存储所述巡查数据和所述环境数据，并将所述巡查数据和所述环境数据转发至所述信息处理终端；
所述信息处理终端用于对所述巡查数据和所述环境数据进行处理，获得处理结果；
所述显示终端用于显示所述处理结果。
具体地，显示终端设置在监控室中，处于监控室中的人员可以通过显示终端获取施工现场的实时情况，并在出现危险事件时及时地通知施工现场的相关人员进行处理。
同时，云端存储平台还用于存储所述处理结果。
具体地，显示终端包括固定显示模块和移动显示模块；
所述固定显示模块包括台式电脑；所述移动显示模块包括智能手机、平板电脑和笔记本电脑。
通过移动显示模块，可以方便地进行远程的监控。
优选地，所述执法记录仪包括5G通信模块、拍摄模块、温度监测模块、激光测距模块和GPS定位模块；
所述巡查数据包括工程项目的施工现场的巡查视频、巡查图片、零部件温度和距离数据；
所述5G通信模块用于通过5G网络将所述巡查数据和所述环境数据发送至所述云端存储平台；
所述拍摄模块用于获取所述巡查视频和所述巡查图片；
所述温度监测模块用于获取所述零部件温度；
所述激光测距模块用于获取所述距离数据；
所述GPS定位模块用于获取执法记录仪的实时位置。
具体地，在获取巡查视频和巡查图片时，所述实时位置可以添加到巡查视频和巡查图片中，方便在监测到危险事件时，及时获得危险事件发生的位置。
优选地，所述温度监测模块包括红外线热探测器；
所述红外线热探测器用于获取施工现场的设备的零部件温度。
具体地，获获取零部件温度则主要是为了避免施工现场的人员接触到温度过高的设备，例如，再检测到设备的零部件温度过高时，可以通知相关的人员先暂停工作以便设备降温。
优选地，所述环境数据包括PM2.5值、甲醛含量、有机挥发物含量、温度和湿度。
具体地，有机挥发物含量包括二氧化硫含量、硫化氢含量等。手持执法记录仪的巡查人员可以通过信息处理终端反馈的处理结果及时地对工地上的人员进行提示，避免工人在有害物质较多的气体环境中工作。
优选地，所述环境监测装置包括粉尘浓度传感器、电化学传感器、TVOC传感器、温度传感器和湿度传感器；
所述粉尘浓度传感器用于获取施工现场的PM2.5值，所述TVOC传感器用于获取施工现场的甲醛含量，所述电化学传感器用于获取施工现场的有机挥发物含量，所述温度传感器用于获取所述温度，所述湿度传感器用于获取所述湿度。
优选地，所述环境监测装置包括无线监测节点和数据处理基站；
所述无线监测节点用于获取自身所在位置的环境数据，并将所述环境数据传输至所述数据处理基站；
所述数据处理基站用于和所述执法记录仪进行通信，将所述环境数据传输至所述执法记录仪。
具体地，所述数据处理基站还用周期性地将所述无线监测节点划分为主监测节点和从监测节点，所述从监测节点用于获取自身所在位置的环境数据，并将所述环境数据传输至所述主监测节点。
通过划分主从监测节点的方式，能够避免通信的混乱，若所有的无线监测节点均直接与数据处理基站进行通信，首先是会限制无线监测节点的覆盖范围，其次是，过高的瞬发通信数据处理要求会对数据处理基站的性能要求比较高，以及容易导致丢包，影响对环境数据的及时有效的收集。
具体地，将所述无线监测节点划分为主监测节点和从监测节点，包括：
所述数据处理基站周期性地向无线监测节点广播划分通知；
无线监测节点接收到划分通知后，将自身的状态数据发送至所述数据处理基站；
所述数据处理基站根据所述状态数据将所述无线监测节点划分为主监测节点和从监测节点，获得划分结果；
所述数据处理基站将所述划分结果向无线监测节点广播。
具体地，划分结果包括每个无线监测节点的所属类型、每个从监测节点所对应的主监测节点的ID。
所述类型包括主监测节点和从监测节点。从监测节点与所述ID对应的主监测节点进行通信。
具体地，所述状态数据包括ID、剩余电量、峰值电量、坐标、邻居节点列表等。
具体地，根据所述状态数据将所述无线监测节点划分为主监测节点和从监测节点，包括：
通过下述方式计算每个无线监测节点的效率系数：
Figure BDA0003148597260000051
其中，eridx(s)表示无线监测节点s的效率系数，inener(s)和lfener(s)分别表示s的峰值电量和剩余电量，alfener表示处于s的通信范围内的其它无线监测节点的平均剩余电量，nein(s)表示处于s的通信范围内的其它无线监测节点的数量，anein(s)表示预设的处于无线监测节点s的通信范围内的其它无线监测节点的数量的标准值，Γ表示预设的影响系数init表示s当前所处位置的温度，fixt表示s的理想工作环境温度，bzt表示预设的标准参考温度，ltbs(s)表示s和所述数据处理基站之间的平均通信跳数，altbs(s)表示处于s的通信范围内的所有无线监测节点与所述数据处理基站之间的平均通信跳数的平均值，Φ1、Φ2、Φ3表示预设的权重系数；
使用K均值聚类算法对所有无线监测节点进行聚类处理，获得N个聚类；
对于第i个聚类，将所述聚类中效率系数最高的无线监测节点作为主监测节点，i∈[1,N]；
将所有的无线监测节点中除了主监测节点之外的无线监测节点作为从监测节点，
将距离从监测节点最近的主监测节点的ID作为从监测节点所对应的主监测节点的ID。
本发明上述实施方式，对无线监测节点进行聚类之后再从每个聚类中选取效率系数最高的无线监测节点作为主监测节点，这种处理方式能够使得主监测节点的分布更为合理，使得主监测节点和其所负责的从监测节点之间的通信消耗尽可能地小，从而能够降低所有的无线监测节点的平均电量消耗，保障无线监测节点的覆盖范围以及平均工作寿命，使得避免频繁地对无线监测节点进行更换，浪费人力。在计算效率系数时，从电量、平均跳数、通信范围内包含的其它无线监测节点的数量等方面进行考虑，使得剩余电量越多，平均跳数越小，通信范围内包含的其它无线监测节点的数量越多的无线监测节点的效率指数越高，从而选出通信效率最高的无线监测节点作为主监测节点。
优选地，所述距离数据包括施工人员与危险化学品之间的距离、施工人员和高风险的设备之间的距离。
优选地，所述激光测距模块包括红外测距仪；
所述红外测距仪用于获取所述施工人员与危险化学品之间的距离，以及用于获取所述施工人员和高风险的设备之间的距离。
具体地，红外测距仪获得的数据主要是为提醒施工现场的人员与危险化学品、高风险设备等保持安全距离。高风险设备包括起重机、提升机、升降手脚架等。
优选地，所述信息处理终端包括识别模块、施工信息数据库模块和人工智能学习模块；
所述识别模块用于采用预先训练完毕的识别模型来对所述巡查数据和所述环境数据进行识别处理，判断巡查数据和所述环境数据中是否包含危险事件；
所述施工信息数据库用于存储施工现场的施工安全标准信息；
所述人工智能学习模块用于基于所述施工安全标准信息和输入的训练数据得到所述识别模型。
本发明有机结合了现有的传感器应用技术和通信技术、图像识别技术，创新地以执法记录仪为主体研究了应用于施工作业项目的现场巡查报警系统，可行性高。现阶段，工程项目将较长时间维持以人为主体的安全质量监管模式，通过此系统可以充分将人和仪器结合，让仪器与人一同预防现场可能出现的潜在风险，在提升了监管检查效率的同时保障了仪器持有者的机动性，同时加强了监管检查工作的规范性。
优选地，所述识别模块还用于在检测到发生危险事件时，将所述危险事件的相关信息传输至所述云端存储平台；
所述云端存储平台还用于将所述危险事件的相关信息传输至所述执法记录仪。
优选地，所述执法记录仪还包括显示模块，所述显示模块用于显示所述危险事件的相关信息。
具体地，执法记录仪由安全员或施工员携带，前往施工现场进行巡查；
云端存储平台将巡查数据和环境数据传输到信息处理终端进行分析，在显示终端上显示施工现场的温度、pm2.5值、三维坐标等参数，为避免执法记录仪屏幕上信息过量冗余，信息处理终端仅对执法记录仪回传易发生危险的相关数据进行处理，以及在检测到危险事件时发出警报，如现场气温过高、噪声过大、空气质量含有害物质或空气质量极差、某机具或部件过热等信息，及时发出警报以便巡查人员或现场施工员组织人员避险并采取应急措施；
信息处理终端还对执法记录仪传回的巡查视频和巡查图片进行实时识别，通过云端存储平台在日常中收集用于机器学习的图像数据训练识别模型，数据处理终端拥有一定的识别能力，可采用视频拆分帧逐帧卷进的识别方式对巡查视频的画面中的人的不安全行为、物的不安全状态进行识别，如作业工人未正确佩戴劳保用品、未与危险机具保持足够的安全距离，如现场电缆泡水电缆拖地、危险化学品存储容器未规范放置等，在信息处理终端中可选择将何种级别的风险及时回传到执法记录仪中并鸣响警报；
信息处理终端对执法记录仪传递数据的处理结果一概保存并备份到云端，同时写入施工管理信息系统，特定权限的管理人员可对巡查结果进行修改和风险等级信息设置。
本发明使得现进行风险排查的人员能够单独应对多角度的潜在风险，且能够实现对风险点危险源的提前发现，进行风险排查的人员可以提前作出反应，使得人员及时预防突发的或者即将发生的危险和灾害。
本发明功能多样、便携，数据处理效率高，且具备相应的风险提示能力，能给巡查工作的带来巨大的帮助。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种基于5G网络和执法记录仪的巡查报警系统，其特征在于，包括执法记录仪、环境监测装置、云端存储平台、信息处理终端和显示终端；
所述执法记录仪用于获取工程项目的施工现场的巡查数据；
所述环境监测装置用于获取工程项目的施工现场的环境数据，并将所述环境数据传输至所述执法记录仪；
所述执法记录仪用于将所述环境数据和所述巡查数据传输至所述云端存储平台；
所述云端存储平台用于存储所述巡查数据和所述环境数据，并将所述巡查数据和所述环境数据转发至所述信息处理终端；
所述信息处理终端用于对所述巡查数据和所述环境数据进行处理，获得处理结果；
所述显示终端用于显示所述处理结果；
所述环境监测装置包括无线监测节点和数据处理基站；
所述无线监测节点用于获取自身所在位置的环境数据，并将所述环境数据传输至所述数据处理基站；
所述数据处理基站用于和所述执法记录仪进行通信，将所述环境数据传输至所述执法记录仪；
所述数据处理基站还周期性地将所述无线监测节点划分为主监测节点和从监测节点，所述从监测节点用于获取自身所在位置的环境数据，并将所述环境数据传输至所述主监测节点；
将所述无线监测节点划分为主监测节点和从监测节点，包括：
所述数据处理基站周期性地向无线监测节点广播划分通知；
无线监测节点接收到划分通知后，将自身的状态数据发送至所述数据处理基站；
所述数据处理基站根据所述状态数据将所述无线监测节点划分为主监测节点和从监测节点，获得划分结果；
所述数据处理基站将所述划分结果向无线监测节点广播；
根据所述状态数据将所述无线监测节点划分为主监测节点和从监测节点，包括：
通过下述方式计算每个无线监测节点的效率系数：
Figure FDA0003815532330000021
其中，eridx(s)表示无线监测节点s的效率系数，inener(s)和lfener(s)分别表示s的峰值电量和剩余电量，alfener表示处于s的通信范围内的其它无线监测节点的平均剩余电量，nein(s)表示处于s的通信范围内的其它无线监测节点的数量，anein(s)表示预设的处于无线监测节点s的通信范围内的其它无线监测节点的数量的标准值，Γ表示预设的影响系数init表示s当前所处位置的温度，fixt表示s的理想工作环境温度，bzt表示预设的标准参考温度，ltbs(s)表示s和所述数据处理基站之间的平均通信跳数，altbs(s)表示处于s的通信范围内的所有无线监测节点与所述数据处理基站之间的平均通信跳数的平均值，Φ1、Φ2、Φ3表示预设的权重系数；
使用K均值聚类算法对所有无线监测节点进行聚类处理，获得N个聚类；
对于第i个聚类，将所述聚类中效率系数最高的无线监测节点作为主监测节点，i∈[1,N]；
将所有的无线监测节点中除了主监测节点之外的无线监测节点作为从监测节点，
将距离从监测节点最近的主监测节点的ID作为从监测节点所对应的主监测节点的ID。
2.根据权利要求1所述的一种基于5G网络和执法记录仪的巡查报警系统，其特征在于，所述执法记录仪包括5G通信模块、拍摄模块、温度监测模块、激光测距模块和GPS定位模块；
所述巡查数据包括工程项目的施工现场的巡查视频、巡查图片、零部件温度和距离数据；
所述5G通信模块用于通过5G网络将所述巡查数据和所述环境数据发送至所述云端存储平台；
所述拍摄模块用于获取所述巡查视频和所述巡查图片；
所述温度监测模块用于获取所述零部件温度；
所述激光测距模块用于获取所述距离数据；
所述GPS定位模块用于获取执法记录仪的实时位置。
3.根据权利要求2所述的一种基于5G网络和执法记录仪的巡查报警系统，其特征在于，所述温度监测模块包括红外线热探测器；
所述红外线热探测器用于获取施工现场的设备的零部件温度。
4.根据权利要求1所述的一种基于5G网络和执法记录仪的巡查报警系统，其特征在于，
所述环境数据包括PM2.5值、甲醛含量、有机挥发物含量、温度和湿度。
5.根据权利要求4所述的一种基于5G网络和执法记录仪的巡查报警系统，其特征在于，
所述环境监测装置包括粉尘浓度传感器、电化学传感器、TVOC传感器、温度传感器和湿度传感器；
所述粉尘浓度传感器用于获取施工现场的PM2.5值，所述TVOC传感器用于获取施工现场的甲醛含量，所述电化学传感器用于获取施工现场的有机挥发物含量，所述温度传感器用于获取所述温度，所述湿度传感器用于获取所述湿度。
6.根据权利要求2所述的一种基于5G网络和执法记录仪的巡查报警系统，其特征在于，所述距离数据包括施工人员与危险化学品之间的距离、施工人员和高风险的设备之间的距离。
7.根据权利要求6所述的一种基于5G网络和执法记录仪的巡查报警系统，其特征在于，所述激光测距模块包括红外测距仪；
所述红外测距仪用于获取所述施工人员与危险化学品之间的距离，以及用于获取所述施工人员和高风险的设备之间的距离。
8.根据权利要求1所述的一种基于5G网络和执法记录仪的巡查报警系统，其特征在于，所述信息处理终端包括识别模块、施工信息数据库模块和人工智能学习模块；
所述识别模块用于采用预先训练完毕的识别模型来对所述巡查数据和所述环境数据进行识别处理，判断巡查数据和所述环境数据中是否包含危险事件；
所述施工信息数据库用于存储施工现场的施工安全标准信息；
所述人工智能学习模块用于基于所述施工安全标准信息和输入的训练数据得到所述识别模型。
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