CN114089683A - 一种基于5g网络架构的基建现场环境监测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于5G网络架构的基建现场环境监测系统及方法，所述监测系统包括现场环境检测模块、环境数据分析模块和若干个联动设备，现场环境检测模块与环境数据分析模块连接，联动设备与环境数据分析模块连接。所述监测方法具体为首先对基建现场进行区域划分，并在每个划分的区域内设置检测点，采集每个检测点的环境数据，将环境数据与预设参数阈值进行比对，并在环境数据超过预设参数阈值时，选择联动设备并制定联动设备控制指令，然后采集一段时间后的环境数据，再次与预设参数阈值进行比对，在依旧超过预设参数阈值的情况下发出告警。本发明能够根据环境数据选择联动设备并制定相应的控制动作，能够有效提高环境调整的效率和准确度。
Description
技术领域
本发明涉及基建现场监控技术领域，尤其是指一种基于5G网络架构的基 建现场环境监测系统及方法。
背景技术
电力基建是各级电力公司每年的重点项目，电力基建项目在实施过 程中由于工作的特殊性，大多为露天环境下进行施工操作。露天环境下 的施工进程和施工效率往往受到基建现场的环境影响。为了保证基建项 目能够正常进行，一般通过人工确认环境变化，并制定后续的基建现场 施工任务，但人工进行环境变化确认，难免会出现误判的情况，对基建 现场的正常施工进度造成影响。且在人工做出环境变化判断后，需要对 环境变化做出对应调整，从而使得基建现场的施工环境能够更加适应施 工需求。但人工制定调整环境变化动作无法根据细微的环境变化进行调 整，往往采用单一的控制调整动作长时间执行来保证环境调整，但这种 方法的准确性并不高，也不能精准解决环境问题，长时间的运行也会造 成资源浪费。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的缺点，提供一种基于5G网络架构的基 建现场环境监测系统及方法。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：
一种基于5G网络架构的基建现场环境监测系统，包括现场环境检测模 块、环境数据分析模块和若干个联动设备，所述现场环境检测模块与环境数 据分析模块连接，所述现场环境检测模块用于采集基建现场环境数据，所述 环境数据分析模块用于根据环境数据对工程作业环境进行分析并制定联动设 备控制指令，所述联动设备与环境数据分析模块连接，所述联动设备用于根 据联动设备控制指令调整基建现场环境。
进一步的，所述现场环境检测模块包括温湿度传感器、噪音传感器、烟 雾传感器和风力传感器。
进一步的，还包括环境数据储存模块，所述环境数据储存模块同时与现 场环境检测模块以及环境数据分析模块连接，所述环境数据储存模块用于储 存现场环境检测模块采集到的历史环境数据，所述环境数据储存模块还用于 储存典型灾害天气数据。
进一步的，所述联动设备包括雾炮、喷淋和音箱。
一种基于5G网络架构的基建现场环境监测方法，包括以下步骤：
步骤一，将基建现场的空间区域划分为若干个大小相同的空间子区域， 并在基建现场的每个空间子区域内设置一个检测点，现场环境检测模块采集 基建现场每个检测点的环境数据，并通过5G通信网络传输至环境数据分析模 块；
步骤二，环境数据分析模块将环境数据与对应的预设参数阈值进行比对， 当环境数据超出预设参数阈值时，环境数据分析模块选择联动设备，并根据 环境数据与预设参数阈值的差值制定对应的联动设备控制指令；
步骤三，环境数据分析模块将联动设备控制指令发送至对应的联动设备， 联动设备根据联动设备控制指令进行工作，环境数据分析模块提取联动设备 工作一段时间后的环境数据，将联动设备工作一段时间后的环境数据与对应 的预设参数阈值进行比较，若环境数据依旧超过对应的预设参数阈值，则联 动设备继续工作，并发出告警；若环境数据未超过对应的预设参数阈值，则 联动设备停止工作。
进一步的，在步骤二中环境数据分析模块选择联动设备的具体过程为： 环境数据分析模块确定超出预设参数阈值的环境数据类别，并提取该环境数 据对应检测点的位置信息，根据该环境数据对应检测点的位置信息确定进行 环境调整的空间子区域，环境数据分析模块根据环境数据类别确定联动设备 类型，并提取每个该类别的联动设备的位置信息、历史调整信息和成本消耗 数据，环境数据分析模块根据历史调整信息获取每个该类别的联动设备的调 整效率，并计算每个该类别的联动设备与进行环境调整的空间子区域的距离， 设置联动设备与进行环境调整的空间子区域的距离、联动设备的调整效率以 及联动设备成本消耗的权重，根据对应的联动设备与进行环境调整的空间子 区域的距离、联动设备的调整效率以及联动设备成本消耗数据对每个该类别 的联动设备进行评分，选取评分最高的联动设备作为进行环境调整的联动设 备。
步骤一中现场环境检测模块采集基建现场的环境数据，并通过5G通信网 络传输至环境数据分析模块后，环境数据分析模块还提取历史环境数据，环 境数据分析模块根据历史环境数据对环境数据变化进行预测，并将预测的环 境数据与典型灾害天气数据进行匹配，若预测的环境数据与典型灾害天气数 据相匹配，则环境数据分析模块通过向基建现场管理人员发送灾害天气预警 信息进行告警。
在环境数据分析模块进行告警后，还通过摄像头实时采集基建现场的视 频图像，并对基建现场的视频图像进行实时的施工人员检测，在识别出基建 现场出现施工人员时，通过联动设备进行语音播报，向施工人员发出警告。
本发明的有益效果是：
能够通过对环境数据的分析，通过联动设备对基建现场的环境进行调整， 且能够自动选择联动设备并制定相应的控制动作，相较于人工制定环境调整 方案，能够有效提高环境调整的效率和准确度，从而保证基建现场作业环境 质量。同时还能够对灾害天气进行预警，在预测将出现灾害天气时，及时发 出告警，能够对灾害天气做出及时应对，降低对基建现场建设进程的影响。 且在发出灾害天气告警后，结合基建现场的监控视频对施工人员进行检测， 能够有效防止灾害天气下的强行开工情况出现，同时也能有效防止灾害天气通知不到位的情况出现，有效提高基建现场的施工安全性。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图；
图2是本发明的一种流程示意图；
其中：1、现场环境检测模块，2、环境数据分析模块，3、联动设备，4、 环境数据储存模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步描述。
实施例：
一种基于5G网络架构的基建现场环境监测系统，如图1所示，包括现场 环境检测模块1、环境数据分析模块2和若干个联动设备3，所述现场环境检 测模块1与环境数据分析模块2连接，所述现场环境检测模块1用于采集基 建现场环境数据，所述环境数据分析模块2用于根据环境数据对工程作业环 境进行分析并制定联动设备3控制指令，所述联动设备3与环境数据分析模 块2连接，所述联动设备3用于根据联动设备3控制指令调整基建现场环境。
还包括环境数据储存模块3，所述环境数据储存模块3同时与现场环境 检测模块1以及环境数据分析模块2连接，所述环境数据储存模块3用于储 存现场环境检测模块1采集到的历史环境数据，所述环境数据储存模块3还 用于储存典型灾害天气数据。
所述现场环境检测模块1包括温湿度传感器、噪音传感器、烟雾传感器 和风力传感器。
现场环境检测模块1全天候采集基建现场的环境数据，采集包括温湿度、 烟雾、噪音、PM2.5浓度、PM10浓度等环境数据。由于基建现场内存在不同 的施工类型，对于不同施工类型对应的施工场地需要提供不同的施工环境， 而对于基建现场内建设材料，如电缆材料等，也需要提供特殊的储存环境。 因此将基建现场按照施工类型和用途进行区域划分，通过现场环境检测模块 1分别采集每个区域内的环境数据，在后续进行环境调整判断处理时，按照 各区域对应的环境需求来进行环境的调节，使得调整结果能够更加细化，保 证基建现场的整体环境质量。
本实施例中所述现场环境检测模块1可以为现场小型气象站，所述小型 气象站上设置有温湿度传感器、噪音传感器、烟雾传感器和风力传感器，同 时还设置有基带和射频天线，通过基带和射频天线完成5G通信。
所述联动设备3包括雾炮、喷淋和音箱。
通过雾炮、喷淋等设备能够有效降低基建现场在施工过程中所产生的粉 尘问题，在出现PM2.5、PM10等粉尘浓度超过预设参数阈值时，采用雾炮、 喷淋等联动设备3进行调节，降低基建现场的粉尘浓度，能够有效降低基建 现场造成的污染。而音箱能够及时通知恶劣环境事件，能够在灾害天气来临 前及时通知施工人员，降低基建现场的事故发生概率。
一种基于5G网络架构的基建现场环境监测方法，如图2所示，包括以下 步骤：
步骤一，将基建现场的空间区域划分为若干个大小相同的空间子区域， 并在基建现场的每个空间子区域内设置一个检测点，现场环境检测模块1采 集基建现场每个检测点的环境数据，并通过5G通信网络传输至环境数据分析 模块2；
步骤二，环境数据分析模块2将环境数据与对应的预设参数阈值进行比 对，当环境数据超出预设参数阈值时，环境数据分析模块2选择联动设备3， 并根据环境数据与预设参数阈值的差值制定对应的联动设备3控制指令；
步骤三，环境数据分析模块2将联动设备3控制指令发送至对应的联动 设备3，联动设备3根据联动设备3控制指令进行工作，环境数据分析模块2 提取联动设备3工作一段时间后的环境数据，将联动设备3工作一段时间后 的环境数据与对应的预设参数阈值进行比较，若环境数据依旧超过对应的预 设参数阈值，则联动设备3继续工作，并发出告警；若环境数据未超过对应 的预设参数阈值，则联动设备3停止工作。
通过控制联动设备3来进行基建现场的环境调整，使得环境能够适合基 建建设的需求，但存在一些极端情况，如发生火灾等，仅通过联动设备3无 法调整基建现场环境，为了保障基建现场的施工安全，及时发出报警。且在 联动设备3调节后，环境数据处于正常状态，停止联动设备3工作，能够有 效降低消耗。
在步骤二中环境数据分析模块2选择联动设备3的具体过程为：环境数 据分析模块2确定超出预设参数阈值的环境数据类别，并提取该环境数据对 应检测点的位置信息，根据该环境数据对应检测点的位置信息确定进行环境 调整的空间子区域，环境数据分析模块2根据环境数据类别确定联动设备3 类型，并提取每个该类别的联动设备3的位置信息、历史调整信息和成本消 耗数据，环境数据分析模块2根据历史调整信息获取每个该类别的联动设备 3的调整效率，并计算每个该类别的联动设备3与进行环境调整的空间子区域的距离，设置联动设备3与进行环境调整的空间子区域的距离、联动设备 3的调整效率以及联动设备3成本消耗的权重，根据对应的联动设备3与进 行环境调整的空间子区域的距离、联动设备3的调整效率以及联动设备3成 本消耗数据对每个该类别的联动设备3进行评分，选取评分最高的联动设备 3作为进行环境调整的联动设备3。
设置联动设备3与进行环境调整的空间子区域的距离、联动设备3的调 整效率以及联动设备3成本消耗的权重分别为0.3、0.5和0.2，以距离环境调 整的空间子区域10米、20米和30米，调整效率均为50％，成本消耗均为100 的三台联动设备3为例，对于联动设备3与进行环境调整的空间子区域的距 离，距离越近的分数越高，所述三台联动设备3对应的分数分别为：距离环 境调整的空间子区域10米的联动设备3的分数为90，距离环境调整的空间 子区域10米的联动设备3的分数为80，距离环境调整的空间子区域10米的 联动设备3的分数为70；对于联动设备3的调整效率，调整效率越高分数越 高，所述三台联动设备3对应的分数均为70；对于联动设备3成本消耗的分 数，成本消耗越低，分数越高，所述三台联动设备3对应的分数均为70。最 后所述三台联动设备3的最终得分分别为：距离环境调整的空间子区域10米 的联动设备3得分为76，距离环境调整的空间子区域20米的联动设备3得分为73，距离环境调整的空间子区域30米的联动设备3得分为70。因此选 取距离环境调整的空间子区域10米，调整效率为50％以及成本消耗为100 的联动设备3进行环境调整。
根据环境调整的位置以及成本等选择联动设备3，在保证联动设备3能够 实现环境调整目的的同时，降低实施成本，并在完成环境调整后关闭联动设 备3，有效降低联动设备3工作成本。且由于每种环境数据对应的环境调节 方式不同，采用的联动设备3也不一样，若出现一种类型的环境数据超出阈 值就启动对应的所有联动设备3，成本过高。因此对联动设备3进行选择， 能够在保证调整效率的同时尽可能降低成本消耗。
进一步的，步骤一中现场环境检测模块1采集基建现场的环境数据，并 通过5G通信网络传输至环境数据分析模块2后，环境数据分析模块2还提 取历史环境数据，环境数据分析模块2根据历史环境数据对环境数据变化进 行预测，并将预测的环境数据与典型灾害天气数据进行匹配，若预测的环境 数据与典型灾害天气数据相匹配，则环境数据分析模块2通过向基建现场管 理人员发送灾害天气预警信息进行告警。
通过现有的环境数据对未来的天气变化进行预测，若存在灾害天气可能， 进行报警，保证基建现场的安全，避免极端天气下的工作，保证施工人员的 安全，杜绝在极端天气下进行基建现场的建设。
在环境数据分析模块2进行告警后，还通过摄像头实时采集基建现场的 视频图像，并对基建现场的视频图像进行实时的施工人员检测，在识别出基 建现场出现施工人员时，通过联动设备3进行语音播报，向施工人员发出警 告。
防止未接收到告警的施工人员误入基建现场，造成事故发生，因此实时 对基建现场进行人员检测，在出现极端天气现象时，避免基建现场还存在施 工人员，也能杜绝强行开工情况的发生，保障人员生命财产安全。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何 形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变 体及改型。
Claims (8)
1.一种基于5G网络架构的基建现场环境监测系统，其特征在于，包括现场环境检测模块、环境数据分析模块和若干个联动设备，所述现场环境检测模块与环境数据分析模块连接，所述现场环境检测模块用于采集基建现场环境数据，所述环境数据分析模块用于根据环境数据对工程作业环境进行分析并制定联动设备控制指令，所述联动设备与环境数据分析模块连接，所述联动设备用于根据联动设备控制指令调整基建现场环境。
2.根据权利要求1所述的一种基于5G网络架构的基建现场环境监测装置，其特征在于，所述现场环境检测模块包括温湿度传感器、噪音传感器、烟雾传感器和风力传感器。
3.根据权利要求1所述的一种基于5G网络架构的基建现场环境监测装置，其特征在于，还包括环境数据储存模块，所述环境数据储存模块同时与现场环境检测模块以及环境数据分析模块连接，所述环境数据储存模块用于储存现场环境检测模块采集到的历史环境数据，所述环境数据储存模块还用于储存典型灾害天气数据。
4.根据权利要求1所述的一种基于5G网络架构的基建现场环境监测装置，其特征在于，所述联动设备包括雾炮、喷淋和音箱。
5.一种基于5G网络架构的基建现场环境监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将基建现场的空间区域划分为若干个大小相同的空间子区域，并在基建现场的每个空间子区域内设置一个检测点，现场环境检测模块采集基建现场每个检测点的环境数据，并通过5G通信网络传输至环境数据分析模块；
步骤二，环境数据分析模块将环境数据与对应的预设参数阈值进行比对，当环境数据超出预设参数阈值时，环境数据分析模块选择联动设备，并根据环境数据与预设参数阈值的差值制定对应的联动设备控制指令；
步骤三，环境数据分析模块将联动设备控制指令发送至对应的联动设备，联动设备根据联动设备控制指令进行工作，环境数据分析模块提取联动设备工作一段时间后的环境数据，将联动设备工作一段时间后的环境数据与对应的预设参数阈值进行比较，若环境数据依旧超过对应的预设参数阈值，则联动设备继续工作，并发出告警；若环境数据未超过对应的预设参数阈值，则联动设备停止工作。
6.根据权利要求5所述的一种基于5G网络架构的基建现场环境监测方法，其特征在于，在步骤二中环境数据分析模块选择联动设备的具体过程为：环境数据分析模块确定超出预设参数阈值的环境数据类别，并提取该环境数据对应检测点的位置信息，根据该环境数据对应检测点的位置信息确定进行环境调整的空间子区域，环境数据分析模块根据环境数据类别确定联动设备类型，并提取每个该类别的联动设备的位置信息、历史调整信息和成本消耗数据，环境数据分析模块根据历史调整信息获取每个该类别的联动设备的调整效率，并计算每个该类别的联动设备与进行环境调整的空间子区域的距离，设置联动设备与进行环境调整的空间子区域的距离、联动设备的调整效率以及联动设备成本消耗的权重，根据对应的联动设备与进行环境调整的空间子区域的距离、联动设备的调整效率以及联动设备成本消耗数据对每个该类别的联动设备进行评分，选取评分最高的联动设备作为进行环境调整的联动设备。
7.根据权利要求5所述的一种基于5G网络架构的基建现场环境监测方法，其特征在于，步骤一中现场环境检测模块采集基建现场的环境数据，并通过5G通信网络传输至环境数据分析模块后，环境数据分析模块还提取历史环境数据，环境数据分析模块根据历史环境数据对环境数据变化进行预测，并将预测的环境数据与典型灾害天气数据进行匹配，若预测的环境数据与典型灾害天气数据相匹配，则环境数据分析模块通过向基建现场管理人员发送灾害天气预警信息进行告警。
8.根据权利要求7所述的一种基于5G网络架构的基建现场环境监测方法，其特征在于，在环境数据分析模块进行告警后，还通过摄像头实时采集基建现场的视频图像，并对基建现场的视频图像进行实时的施工人员检测，在识别出基建现场出现施工人员时，通过联动设备进行语音播报，向施工人员发出警告。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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