CN113919726A - 一种基于数据分析的智慧工地现场管控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于数据分析的智慧工地现场管控系统，涉及智慧工地现场管控技术领域，解决了现有技术中无法对工地进行合理管控的技术问题，对就职工人身份进行审核，对工人的能力进行准确分析，从而合理匹配合适的岗位，防止出现工人因岗位不合适导致施工进度缓慢，也间接降低了工人的安全风险；对工厂的施工环境进行监测，防止工程的施工环境异常，导致周边环境受到影响，同时施工环境影响过大导致环境整治成本上升，拖慢工地工程进度的同时降低了工地的收益，降低了工程可行性；对工地内电力设备的运行进行监测，防止出现电力设备操作失误，导致工人被电伤造成生产事故的发生，降低了工人施工环境的安全性，同时工程进度减慢的风险增加。

Description

一种基于数据分析的智慧工地现场管控系统

技术领域

本发明涉及智慧工地现场管控技术领域，具体为一种基于数据分析的智慧工地现场管控系统。

背景技术

建筑业属于劳动密集型产业，在有限的场地里存在大量的人、材、机的流动，随着工程规模的增大和结构技术的复杂化，各工序之间的交叉作业也越来越多；智慧工地是建筑行业管理结合互联网的一种新的管理系统，应用大数据、云计算和物联网技术，对施工现场人员、安全、质量、费用等资源进行集中管理，以可控化、数据化以及可视化的智能系统对项目管理进行全方位立体化的实时监管，智慧工地现在已经成为安全生产中不可少的重要组成部分；

但是在现有技术中，无法对工人进行分析并根据分析匹配合适岗位，增加了工地现场智能化管控的难度；同时无法对工地的施工环境进行实时监测，导致环境整治成本增大间接降低了工地的效益；此外，在工地内施工过程中，无法对电力设备进行管控，导致电力施工的事故率增加，降低了工人施工环境的安全性；

针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的就在于提出一种基于数据分析的智慧工地现场管控系统，对就职工人身份进行审核，对工人的能力进行准确分析，从而合理匹配合适的岗位，防止出现工人因岗位不合适导致施工进度缓慢，也间接降低了工人的安全风险；判断工地各个区域内设备的存放是否合适，从而降低区域内工人出现意外的风险，提高工地的管控效率；对工厂的施工环境进行监测，防止工程的施工环境异常，导致周边环境受到影响，同时施工环境影响过大导致环境整治成本上升，拖慢工地工程进度的同时降低了工地的收益，降低了工程可行性；对工地内电力设备的运行进行监测，防止出现电力设备操作失误，导致工人被电伤造成生产事故的发生，降低了工人施工环境的安全性，同时工程进度减慢的风险增加。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于数据分析的智慧工地现场管控系统，包括服务器，服务器通讯连接有安全监测单元、绿色监测单元、施工监测单元以及人员分析单元；

智慧工地管控平台用于对工地进行智能化管控，服务器生成人员分析信号并将人员分析信号发送至人员分析单元，通过人员分析单元对工地内的工人进行分析并对工人进行实名认证；根据分析将就职工人划分为独立就职工人和配合就职工人，并将独立就职工人和配合就职工人发送至服务器进行储存；服务器生成安全监测信号并将安全监测信号发送至安全监测单元，通过安全监测单元对工地区域进行分析，判断工地各个区域内设备的存放是否合适；根据分析将工地区域划分为设备整顿区域和设备正常区域；

服务器生成绿色监测信号并将绿色监测信号发送至绿色监测单元，通过绿色监测单元对工厂的施工环境进行监测，根据监测生成工地环境异常信号或者工地环境正常信号，服务器生成施工监测信号并将施工监测信号发送至施工监测单元，施工监测单元用于对工地内电力设备的运行进行监测。

作为本发明的一种优选实施方式，人员分析单元的分析过程如下：

采集到工地内施工工人和待施工工人，并将施工工人和待施工工人标记为就职工人，设置标号i，i＝1，2，…，n，n为大于1的自然数，待施工工人包括请假工人与应聘后待入职工人；采集到就职工人的身份信息，并将就职工人的身份信息进行审核，将审核通过的就职工人的身份信息发送至服务器进行储存；

采集到就职工人的从业时长以及岗位工作时长，并将就职工人的从业时长以及岗位工作时长分别标记为CSi和GCi；采集到就职工人在从业时长内操作错误次数，并将就职工人在从业时长内操作错误次数标记为ZCi；通过分析获取到就职工人的能力分析系数Xi，将就职工人的能力分析系数Xi与能力分析系数阈值进行比较：

若就职工人的能力分析系数Xi≥能力分析系数阈值，则判定对应就职工人能力合格，并将对应就职人员标记为独立就职工人；若就职工人的能力分析系数Xi＜能力分析系数阈值，则判定对应就职工人能力不合格，并将对应就职人员标记为配合就职工人；

将独立就职工人和配合就职工人发送至服务器进行储存。

作为本发明的一种优选实施方式，安全监测单元的监测过程如下：

采集到工地内的施工区域，并将施工区域划分为o个子区域，且o为大于1的自然数，采集到各个子区域内施工设备的占地面积与子区域面积的比值，并将各个子区域内施工设备的占地面积与子区域面积的比值标记为BZo；采集到各个子区域全天经过的工人数量以及工人经过频率，并将各个子区域全天经过的工人数量以及工人经过频率分别标记为SLo和PLo；采集到各个子区域内施工设备的平均运行时长，并将各个子区域内施工设备的平均运行时长标记为YSo；

通过分析获取到各个子区域的安全监测系数Zo，将各个子区域的安全监测系数Zo与安全监测系数阈值进行比较：若子区域的安全监测系数Zo≥安全监测系数阈值，则判定对应子区域的设备放置不合理，并将对应子区域标记为设备整顿区域，并将设备整顿区域发送至服务器；若子区域的安全监测系数Zo＜安全监测系数阈值，则判定对应子区域的设备放置合理，并将对应子区域标记为设备正常区域，并将设备正常区域发送至服务器。

作为本发明的一种优选实施方式，绿色监测单元的监测过程如下：

设置监测时间，采集到监测时间内工地施工区域产生扬尘的频率，并将监测时间内工地施工区域产生扬尘的频率标记为YCP；采集到监测时间内工地施工区域对应设备产生的噪音分贝值与标准分贝值的差值，并将监测时间内工地施工区域对应设备产生的噪音分贝值与标准分贝值的差值标记为FBC；采集到监测时间内工地施工区域对应污水排放量，并将监测时间内工地施工区域对应污水排放量标记为PFL；

通过分析获取到工地施工区域内环境监测系数GD，将工地施工区域内环境监测系数GD与环境监测系数阈值进行比较：

若工地施工区域内环境监测系数GD≥环境监测系数阈值，则判定对应工地施工区域环境异常，生成工地环境异常信号并将工地环境异常信号发送至服务器，服务器接收到工地环境异常信号后，生成环境整顿信号并将环境整顿信号发送至入职工人的手机终端；若工地施工区域内环境监测系数GD＜环境监测系数阈值，则判定对应工地施工区域环境正常，生成工地环境正常信号并将工地环境正常信号发送至服务器。

作为本发明的一种优选实施方式，施工监测单元的监测过程如下：

采集到各个电力设备的实时操控人员、管理人员以及维护人员，并将实时操控人员、管理人员以及维护人员标记为接触人员，电力设备在运行前采集到接触人员的指纹，并将接触人员的指纹作为对应电力设备的电控柜密匙；

当电力设备的电控柜处于未通电状态时，则电力设备的电控柜设置为加密模式，仅通过接触人员的指纹进行开锁通电，当电力设备出现异常状态时，则电力设备的电控柜设置为未加密模式，可直接打开电控柜进行电源断连。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中，对就职工人身份进行审核，增强了工地责任性，防止出现工人纠纷的现象，对工人的能力进行准确分析，从而合理匹配合适的岗位，防止出现工人因岗位不合适导致施工进度缓慢，也间接降低了工人的安全风险；

判断工地各个区域内设备的存放是否合适，从而降低区域内工人出现意外的风险，提高工地的管控效率；对工厂的施工环境进行监测，防止工程的施工环境异常，导致周边环境受到影响，同时施工环境影响过大导致环境整治成本上升，拖慢工地工程进度的同时降低了工地的收益，降低了工程可行性；对工地内电力设备的运行进行监测，防止出现电力设备操作失误，导致工人被电伤造成生产事故的发生，降低了工人施工环境的安全性，同时工程进度减慢的风险增加。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种基于数据分析的智慧工地现场管控系统的原理框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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。

如图1所示，一种基于数据分析的智慧工地现场管控系统，包括服务器，服务器通讯连接有安全监测单元、绿色监测单元、施工监测单元、人员分析单元以及事故分析单元；

智慧工地管控平台用于对工地进行智能化管控，服务器生成人员分析信号并将人员分析信号发送至人员分析单元，人员分析单元用于对工地内的工人进行分析，对工人进行实名认证，对工人的能力进行准确分析，从而合理匹配合适的岗位，防止出现工人因岗位不合适导致施工进度缓慢，也间接降低了工人的安全风险，具体分析过程如下：

采集到工地内施工工人和待施工工人，并将施工工人和待施工工人标记为就职工人，设置标号i，i＝1，2，…，n，n为大于1的自然数，待施工工人包括请假工人与应聘后待入职工人；采集到就职工人的身份信息，并将就职工人的身份信息进行审核，将审核通过的就职工人的身份信息发送至服务器进行储存，就职工人的身份信息包括就职工人的姓名、年龄、户籍以及身份证号码；

采集到就职工人的从业时长以及岗位工作时长，并将就职工人的从业时长以及岗位工作时长分别标记为CSi和GCi；采集到就职工人在从业时长内操作错误次数，并将就职工人在从业时长内操作错误次数标记为ZCi；通过公式

获取到就职工人的能力分析系数Xi，其中，a1、a2以及a3均为预设比例系数，且a1＞a2＞a3＞0，β为误差修正因子，取值为1.36；能力分析系数是将各个就职工人的参数进行归一化处理得到一个用于评定就职工人工作能力的数值；通过公式可得从业时长、岗位工作时长越长，操作错误次数越低，就职工人的能力分析系数越大，表示就职工人的能力越强；

将就职工人的能力分析系数Xi与能力分析系数阈值进行比较：

若就职工人的能力分析系数Xi≥能力分析系数阈值，则判定对应就职工人能力合格，并将对应就职人员标记为独立就职工人；

若就职工人的能力分析系数Xi＜能力分析系数阈值，则判定对应就职工人能力不合格，并将对应就职人员标记为配合就职工人；本申请中独立就职工人表示为可独立完成工作的就职工人，配合就职工人表示为需要配合才能完成工作的就职工人；

将独立就职工人和配合就职工人发送至服务器进行储存；

服务器生成安全监测信号并将安全监测信号发送至安全监测单元，安全监测单元用于对工地区域进行分析，判断工地各个区域内设备的存放是否合适，从而降低区域内工人出现意外的风险，提高工地的管控效率，具体监测过程如下：

采集到工地内的施工区域，并将施工区域划分为o个子区域，且o为大于1的自然数，采集到各个子区域内施工设备的占地面积与子区域面积的比值，并将各个子区域内施工设备的占地面积与子区域面积的比值标记为BZo；采集到各个子区域全天经过的工人数量以及工人经过频率，并将各个子区域全天经过的工人数量以及工人经过频率分别标记为SLo和PLo；采集到各个子区域内施工设备的平均运行时长，并将各个子区域内施工设备的平均运行时长标记为YSo；

通过公式

获取到各个子区域的安全监测系数Zo，其中，b1、b2、b3以及b4均为预设比例系数，且b1＞b2＞b3＞b4＞0；安全监测系数是将各个子区域的参数进行归一化处理得到一个用于评定子区域内设备发生安全事故概率的数值；通过公式可得从面积比值、经过的工人数量以及工人经过频率越大，平均运行时长越长，子区域的安全监测系数越大，表示子区域设备发生安全事故的概率越大；

将各个子区域的安全监测系数Zo与安全监测系数阈值进行比较：若子区域的安全监测系数Zo≥安全监测系数阈值，则判定对应子区域的设备放置不合理，并将对应子区域标记为设备整顿区域，并将设备整顿区域发送至服务器；若子区域的安全监测系数Zo＜安全监测系数阈值，则判定对应子区域的设备放置合理，并将对应子区域标记为设备正常区域，并将设备正常区域发送至服务器；

服务器生成绿色监测信号并将绿色监测信号发送至绿色监测单元，绿色监测单元用于对工厂的施工环境进行监测，防止工程的施工环境异常，导致周边环境受到影响，同时施工环境影响过大导致环境整治成本上升，拖慢工地工程进度的同时降低了工地的收益，降低了工程可行性，具体监测过程如下：

设置监测时间，采集到监测时间内工地施工区域产生扬尘的频率，并将监测时间内工地施工区域产生扬尘的频率标记为YCP；采集到监测时间内工地施工区域对应设备产生的噪音分贝值与标准分贝值的差值，并将监测时间内工地施工区域对应设备产生的噪音分贝值与标准分贝值的差值标记为FBC；采集到监测时间内工地施工区域对应污水排放量，并将监测时间内工地施工区域对应污水排放量标记为PFL；

通过公式

获取到工地施工区域内环境监测系数GD，其中，c1、c2以及c3均为预设比例系数，且c1＞c2＞c3＞0；环境监测系数是将工地施工区域的参数进行归一化处理得到一个用于评定工地施工区域对环境影响的数值；通过公式可得从扬尘频率、分贝值差值以及污水排放量越大，工地施工区域的环境监测系数越大，表示工地施工区域对环境影响越大；

将工地施工区域内环境监测系数GD与环境监测系数阈值进行比较：

若工地施工区域内环境监测系数GD≥环境监测系数阈值，则判定对应工地施工区域环境异常，生成工地环境异常信号并将工地环境异常信号发送至服务器，服务器接收到工地环境异常信号后，生成环境整顿信号并将环境整顿信号发送至入职工人的手机终端；若工地施工区域内环境监测系数GD＜环境监测系数阈值，则判定对应工地施工区域环境正常，生成工地环境正常信号并将工地环境正常信号发送至服务器；

服务器生成施工监测信号并将施工监测信号发送至施工监测单元，施工监测单元用于对工地内电力设备的运行进行监测，防止出现电力设备操作失误，导致工人被电伤造成生产事故的发生，降低了工人施工环境的安全性，同时工程进度减慢的风险增加，具体监测过程如下：

采集到各个电力设备的实时操控人员、管理人员以及维护人员，并将实时操控人员、管理人员以及维护人员标记为接触人员，电力设备在运行前采集到接触人员的指纹，并将接触人员的指纹作为对应电力设备的电控柜密匙；

当电力设备的电控柜处于未通电状态时，则电力设备的电控柜设置为加密模式，仅通过接触人员的指纹进行开锁通电，防止接触人员在对设备进行维护时，其他工人对电力设备进行通电导致接触人员出现电力事故，降低工人的安全性；

当电力设备出现异常状态时，则电力设备的电控柜设置为未加密模式，可直接打开电控柜进行电源断连，异常状态表示为电力设备电流过大或者电压不稳等现象，能够在发生意外时及时进行电源断连，降低电力事故的损害。

事故分析单元用于对工地内事故类型进行采集分析，分析事故类型加强工人对事故的了解，提高了人员安全增强的针对性，有利于增强人员培训的工作效率，具体分析过程如下：

实时采集到各个工地发生过的事故，并将其标记为频繁事故；根据频繁事故对应的事故类型，模拟事故发生的场景，并根据VR技术对工地内就职工人进行场景模拟，增加了工人安全培训的直观性，提高了培训的工作效率，有利于控制工地事故的发生频率。

本发明工作原理：一种基于数据分析的智慧工地现场管控系统，在工作时，通过智慧工地管控平台对工地进行智能化管控，服务器生成人员分析信号并将人员分析信号发送至人员分析单元，通过人员分析单元对工地内的工人进行分析并对工人进行实名认证；根据分析将就职工人划分为独立就职工人和配合就职工人，并将独立就职工人和配合就职工人发送至服务器进行储存；服务器生成安全监测信号并将安全监测信号发送至安全监测单元，通过安全监测单元对工地区域进行分析，判断工地各个区域内设备的存放是否合适；根据分析将工地区域划分为设备整顿区域和设备正常区域；服务器生成绿色监测信号并将绿色监测信号发送至绿色监测单元，通过绿色监测单元对工厂的施工环境进行监测，根据监测生成工地环境异常信号或者工地环境正常信号，服务器生成施工监测信号并将施工监测信号发送至施工监测单元，施工监测单元用于对工地内电力设备的运行进行监测；通过事故分析单元对工地内事故类型进行采集分析，分析事故类型加强工人对事故的了解，提高了人员安全增强的针对性，有利于增强人员培训的工作效率。

上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。

以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例和说明，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 (5)

1.一种基于数据分析的智慧工地现场管控系统，其特征在于，包括服务器，服务器通讯连接有安全监测单元、绿色监测单元、施工监测单元以及人员分析单元；

智慧工地管控平台用于对工地进行智能化管控，服务器生成人员分析信号并将人员分析信号发送至人员分析单元，通过人员分析单元对工地内的工人进行分析并对工人进行实名认证；根据分析将就职工人划分为独立就职工人和配合就职工人，并将独立就职工人和配合就职工人发送至服务器进行储存；服务器生成安全监测信号并将安全监测信号发送至安全监测单元，通过安全监测单元对工地区域进行分析，判断工地各个区域内设备的存放是否合适；根据分析将工地区域划分为设备整顿区域和设备正常区域；

服务器生成绿色监测信号并将绿色监测信号发送至绿色监测单元，通过绿色监测单元对工厂的施工环境进行监测，根据监测生成工地环境异常信号或者工地环境正常信号，服务器生成施工监测信号并将施工监测信号发送至施工监测单元，施工监测单元用于对工地内电力设备的运行进行监测。

2.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的智慧工地现场管控系统，其特征在于，人员分析单元的分析过程如下：

采集到工地内施工工人和待施工工人，并将施工工人和待施工工人标记为就职工人，设置标号i，i＝1，2，…，n，n为大于1的自然数，待施工工人包括请假工人与应聘后待入职工人；采集到就职工人的身份信息，并将就职工人的身份信息进行审核，将审核通过的就职工人的身份信息发送至服务器进行储存；

采集到就职工人的从业时长以及岗位工作时长，并将就职工人的从业时长以及岗位工作时长分别标记为CSi和GCi；采集到就职工人在从业时长内操作错误次数，并将就职工人在从业时长内操作错误次数标记为ZCi；通过分析获取到就职工人的能力分析系数Xi，将就职工人的能力分析系数Xi与能力分析系数阈值进行比较：

若就职工人的能力分析系数Xi≥能力分析系数阈值，则判定对应就职工人能力合格，并将对应就职人员标记为独立就职工人；若就职工人的能力分析系数Xi＜能力分析系数阈值，则判定对应就职工人能力不合格，并将对应就职人员标记为配合就职工人；

将独立就职工人和配合就职工人发送至服务器进行储存。

3.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的智慧工地现场管控系统，其特征在于，安全监测单元的监测过程如下：

采集到工地内的施工区域，并将施工区域划分为o个子区域，且o为大于1的自然数，采集到各个子区域内施工设备的占地面积与子区域面积的比值，并将各个子区域内施工设备的占地面积与子区域面积的比值标记为BZo；采集到各个子区域全天经过的工人数量以及工人经过频率，并将各个子区域全天经过的工人数量以及工人经过频率分别标记为SLo和PLo；采集到各个子区域内施工设备的平均运行时长，并将各个子区域内施工设备的平均运行时长标记为YSo；

通过分析获取到各个子区域的安全监测系数Zo，将各个子区域的安全监测系数Zo与安全监测系数阈值进行比较：若子区域的安全监测系数Zo≥安全监测系数阈值，则判定对应子区域的设备放置不合理，并将对应子区域标记为设备整顿区域，并将设备整顿区域发送至服务器；若子区域的安全监测系数Zo＜安全监测系数阈值，则判定对应子区域的设备放置合理，并将对应子区域标记为设备正常区域，并将设备正常区域发送至服务器。

4.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的智慧工地现场管控系统，其特征在于，绿色监测单元的监测过程如下：

设置监测时间，采集到监测时间内工地施工区域产生扬尘的频率，并将监测时间内工地施工区域产生扬尘的频率标记为YCP；采集到监测时间内工地施工区域对应设备产生的噪音分贝值与标准分贝值的差值，并将监测时间内工地施工区域对应设备产生的噪音分贝值与标准分贝值的差值标记为FBC；采集到监测时间内工地施工区域对应污水排放量，并将监测时间内工地施工区域对应污水排放量标记为PFL；

通过分析获取到工地施工区域内环境监测系数GD，将工地施工区域内环境监测系数GD与环境监测系数阈值进行比较：

若工地施工区域内环境监测系数GD≥环境监测系数阈值，则判定对应工地施工区域环境异常，生成工地环境异常信号并将工地环境异常信号发送至服务器，服务器接收到工地环境异常信号后，生成环境整顿信号并将环境整顿信号发送至入职工人的手机终端；若工地施工区域内环境监测系数GD＜环境监测系数阈值，则判定对应工地施工区域环境正常，生成工地环境正常信号并将工地环境正常信号发送至服务器。

5.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的智慧工地现场管控系统，其特征在于，施工监测单元的监测过程如下：

采集到各个电力设备的实时操控人员、管理人员以及维护人员，并将实时操控人员、管理人员以及维护人员标记为接触人员，电力设备在运行前采集到接触人员的指纹，并将接触人员的指纹作为对应电力设备的电控柜密匙；

当电力设备的电控柜处于未通电状态时，则电力设备的电控柜设置为加密模式，仅通过接触人员的指纹进行开锁通电，当电力设备出现异常状态时，则电力设备的电控柜设置为未加密模式，可直接打开电控柜进行电源断连。

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