CN114548721A - 一种建筑施工安全数据指标处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑施工安全数据指标处理系统，数据指标处理系统包括：安全指标采集模块：利用扫描拍照设备对进入作业区的安全作业员进行扫描拍照，并识别安全作业员的身份信息、动作信息和施工图像信息，得到建筑施工数据指标，利用雷达测量建筑施工建筑物的偏移量，得到实时的偏移距离，与建筑物的基准距离值对比，就可以计算出不同监测点的相对偏移量，得到建筑偏移量指标；互联网模块：用于连接并获取安全指标采集模块采集到的数据信息，本发明不仅仅能够实时监控安全作业员的施工规范，保证安全作业，同时实时监测建筑物的动态偏移，及时的反馈到安全作业员，有效保证建筑物的符合安全施工标准，也大大可防范后期事故的发生。
Description
技术领域
本发明涉及一种处理系统，特别涉及一种建筑施工安全数据指标处理系统，属于数据处理技术领域。
背景技术
建筑施工是人们利用各种建筑材料、机械设备按照特定的设计蓝图在一定的空间、时间内进行的为建造各式各样的建筑产品而进行的生产活动。它包括从施工准备、破土动工到工程竣工验收的全部生产过程。这个过程中将要进行施工准备、施工组织设计与管理、土方工程、爆破工程、基础工程、钢筋工程、模板工程、脚手架工程、混凝土工程、预应力混凝土工程、砌体工程、钢结构工程、木结构工程、结构安装工程等工作。
着互联网智能化的不断成熟，相关的建筑施工安全监督技术已经可以通过智能化的方式实现，比如可以通过不同的建筑施工监督设备进行建筑施工安全监督，然而在实际实施过程中，对于建筑施工的安全作业员缺少有效的监督处理，违规的操作以及不规范的行为动作会带来难以估量的后果，且在建筑施工的过程中，倘若不及时的监测建筑物的偏移倾斜量，当建筑物完成后产生一端的倾斜度，再加上建筑物地基的影响，产生无法预测的形变，将严重威胁人民的生命财产安全，为此，在建筑施工阶段，利用数据指标处理系统进行严格的管控十分必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种建筑施工安全数据指标处理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种建筑施工安全数据指标处理系统，所述数据指标处理系统包括：
安全指标采集模块：利用扫描拍照设备对进入作业区的安全作业员进行扫描拍照，并识别安全作业员的身份信息、动作信息和施工图像信息，得到建筑施工数据指标，利用雷达测量建筑施工建筑物的偏移量，得到实时的偏移距离，与建筑物的基准距离值对比，就可以计算出不同监测点的相对偏移量，得到建筑偏移量指标；
互联网模块：用于连接并获取安全指标采集模块采集到的数据信息，并将数据信息以数据包形式储存；
数据发送服务模块：用于接收互联网模块获取的数据包，并连接数据处理模块，将接受的数据包发送到数据处理模块；
数据处理模块：用于接受数据包并进行解析，进行数据处理；
储存模块：用于保存数据指标，并汇总成数据表格发送到管理端界面；
安全数据判定模块：用于判断安全作业员的施工动作是否违反安全法规。
作为本发明的一种优选技术方案，所述数据指标处理系统的处理方法如下：
S1：扫描设备对进入作业区的安全作业员进行扫描，识别安全作业员佩戴的工牌，识别安全作业员的身份信息，拍照设备对安全作业员实时拍照，获取安全作业员的行为规范信息和施工动作图像信息；
S2：数据发送服务模块通过互联网获取已经采集的数据包，并将数据包发送到数据处理模块处，数据处理模块处对数据包并进行解析，进行数据处理；
S3：通过数据处理模块的图像模块获取图像序列帧，并将图像序列帧转化为所支持的图像格式以及分辨率、对比度和亮度；图像边界去除模块将得到的图像去除不含物景和物体的无关边界，图像背景扣除模块将第一步中处理的图像背景扣除，留下物景和物体；图像灰度处理模块以及图像黑白度处理模块将处理后的图像进行灰度和黑白度的处理，通过特征检测器模块获取处理后图像的识别特征，分割网络模块对处理后的图像进行轮廓提取；融合输出模块将提取的特征元素与获取的轮廓模型融合，得到图像识别的结果并输出；
S4：雷达测量建筑施工建筑物的偏移量，得到实时的偏移距离，与建筑物的基准距离值对比，就可以计算出不同监测点的相对偏移量；
S5：安全数据判定模块经过神经网络的训练，判断出识别图像的动作规范，安全数据判定模块通过阈值对比，判断相对偏移量是否存在安全隐患，将建筑施工数据指标以及建筑偏移量指标储存到储存模块，便于后期管理端界面的查询。
作为本发明的一种优选技术方案，所述安全数据判定模块判断阈值与相对偏移量差值的百分比，判定方法如下：
a1：阈值与相对偏移量差值的百分比(T≤5％)，建筑物处于健康状态，安全等级高；
a2：阈值与相对偏移量差值的百分比(5％＜T≤10％)，建筑物处于亚健康状态，安全等级中等；
a3：阈值与相对偏移量差值的百分比(10％＜T≤15％)，建筑物处于非健康状态，安全等级低。
作为本发明的一种优选技术方案，所述数据处理模块还包括以下内容：
去除重复数据：图像数据中存在着重复性多次的图像数据；
计算平均数据：将多个重采样所得的是一个复值序列数据计算出平均值，用平均值代替复值序列的数据值；
过滤极值数据：将最大值的偏移距离以及最小值的偏移距离直接过滤。
作为本发明的一种优选技术方案，所述安全指标采集模块、互联网模块、数据发送服务模块、数据处理模块、储存模块和安全数据判定模块的传输介质包括：
宽带连接通信线路：用于网络的延伸，覆盖更广的传输范围、提高数据传输的稳定性和安全性；
局域网连接通信线路：便于更好的兼容互联网，安全性强、通讯速率高。
作为本发明的一种优选技术方案，所述安全数据判定模块经过神经网络的训练内容如下：
将需要训练的施工标准动作以及行为规范图像样本输送到安全数据判定模块，对安全数据判定模块进行训练，再将训练后的安全数据判定模块再次的输入将需要训练的图像样本，反复多次得到安全数据判定模块，用于后续施工标准动作以及行为规范图像样本的识别。
作为本发明的一种优选技术方案，所述雷达测量建筑施工建筑物偏移量的方法如下：
第一步：选择作业区的需要建筑施工的建筑物底部为监测基准，将高精度的雷达以及监测点布置到需要建筑施工的建筑物周围合适的地点；
第二步：雷达发射线性调频信号，从信号发射，到返回接收，有一定的距离，这个距离就产生了接收时间差值t＝2d/c，其中d为雷达到建筑物测试点的距离，c为光速；
第三步：将得到的时间差经过数据处理得到时间频率，将时间频率信号基于离散傅立叶变换的频移原理进行处理，对经过变换后的时间频率信号的频率进行局部细化放大，获得较高的频率分辨率；
第四步：利用多普勒效应感知建筑物在建筑过程中的偏移量，根据雷达接收到不同测试点的数据，进行数据信号处理，生成点云数据，建立建筑物偏移量的三维模型，实时监测建筑物的偏移量。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S3中，图像模块的处理算法包括差分图像法、时间差分法以及光流法的多种，将安全作业员的行为规范信息和施工动作图像的运动分割出来，并提取运动分割图的轮廓，利用数字化二进制图像的拓扑结构分析获得的运动分割图的闭合轮廓。
作为本发明的一种优选技术方案，所述运动分割图的运动分割是基于光流估计网络算法，通过获得光流估计图像序列以及Mask算法得到摄像图像的分割图像序列，利用大数据网络中获得运动分割结果。
作为本发明的一种优选技术方案，所述可读存储介质存储有计算机程序和执行指令，所述计算机程序被执行指令执行时能够实现权利要求2数据指标处理系统的处理方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明一种建筑施工安全数据指标处理系统，利用扫描拍照设备对进入作业区的安全作业员进行扫描拍照，并识别安全作业员的身份信息、动作信息和施工图像信息，得到建筑施工数据指标，利用雷达测量建筑施工建筑物的偏移量，得到实时的偏移距离，与建筑物的基准距离值对比，就可以计算出不同监测点的相对偏移量，得到建筑偏移量指标，实时判断安全作业员是否存在着违反规范的行为以及建筑物在建筑施工过程的偏移量，并依据安全数据判定模块判断阈值与相对偏移量差值的百分比，判断建筑物偏移量是否处在安全范围内，能够提前作出预警，这样不仅仅能够实时监控安全作业员的施工规范，保证安全作业，同时实时监测建筑物的动态偏移，及时的反馈到安全作业员，有效保证建筑物的符合安全施工标准，也大大可防范后期事故的发生。
附图说明
图1为本发明的系统组成结构的示意图。
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。
请参阅图1，本发明提供了一种建筑施工安全数据指标处理系统的技术方案：
根据图1所示，数据指标处理系统包括：
安全指标采集模块：利用扫描拍照设备对进入作业区的安全作业员进行扫描拍照，并识别安全作业员的身份信息、动作信息和施工图像信息，得到建筑施工数据指标，利用雷达测量建筑施工建筑物的偏移量，得到实时的偏移距离，与建筑物的基准距离值对比，就可以计算出不同监测点的相对偏移量，得到建筑偏移量指标；
互联网模块：用于连接并获取安全指标采集模块采集到的数据信息，并将数据信息以数据包形式储存；
数据发送服务模块：用于接收互联网模块获取的数据包，并连接数据处理模块，将接受的数据包发送到数据处理模块；
数据处理模块：用于接受数据包并进行解析，进行数据处理；
储存模块：用于保存数据指标，并汇总成数据表格发送到管理端界面；
安全数据判定模块：用于判断安全作业员的施工动作是否违反安全法规。
实施例一：数据指标处理系统的处理方法如下：
S1：扫描设备对进入作业区的安全作业员进行扫描，识别安全作业员佩戴的工牌，识别安全作业员的身份信息，拍照设备对安全作业员实时拍照，获取安全作业员的行为规范信息和施工动作图像信息；
S2：数据发送服务模块通过互联网获取已经采集的数据包，并将数据包发送到数据处理模块处，数据处理模块处对数据包并进行解析，进行数据处理；
S3：通过数据处理模块的图像模块获取图像序列帧，并将图像序列帧转化为所支持的图像格式以及分辨率、对比度和亮度；图像边界去除模块将得到的图像去除不含物景和物体的无关边界，图像背景扣除模块将第一步中处理的图像背景扣除，留下物景和物体；图像灰度处理模块以及图像黑白度处理模块将处理后的图像进行灰度和黑白度的处理，通过特征检测器模块获取处理后图像的识别特征，分割网络模块对处理后的图像进行轮廓提取；融合输出模块将提取的特征元素与获取的轮廓模型融合，得到图像识别的结果并输出；
S4：雷达测量建筑施工建筑物的偏移量，得到实时的偏移距离，与建筑物的基准距离值对比，就可以计算出不同监测点的相对偏移量；
S5：安全数据判定模块经过神经网络的训练，判断出识别图像的动作规范，安全数据判定模块通过阈值对比，判断相对偏移量是否存在安全隐患，将建筑施工数据指标以及建筑偏移量指标储存到储存模块，便于后期管理端界面的查询。
实施例二
雷达测量建筑施工建筑物偏移量的方法如下：
第一步：选择作业区的需要建筑施工的建筑物底部为监测基准，将高精度的雷达以及监测点布置到需要建筑施工的建筑物周围合适的地点；
第二步：雷达发射线性调频信号，从信号发射，到返回接收，有一定的距离，这个距离就产生了接收时间差值t＝2d/c，其中d为雷达到建筑物测试点的距离，c为光速；
第三步：将得到的时间差经过数据处理得到时间频率，将时间频率信号基于离散傅立叶变换的频移原理进行处理，对经过变换后的时间频率信号的频率进行局部细化放大，获得较高的频率分辨率；
第四步：利用多普勒效应感知建筑物在建筑过程中的偏移量，根据雷达接收到不同测试点的数据，进行数据信号处理，生成点云数据，建立建筑物偏移量的三维模型，实时监测建筑物的偏移量。
实施例三
安全数据判定模块判断阈值与相对偏移量差值的百分比，判定方法如下：
a1：阈值与相对偏移量差值的百分比(T≤5％)，建筑物处于健康状态，安全等级高；
a2：阈值与相对偏移量差值的百分比(5％＜T≤10％)，建筑物处于亚健康状态，安全等级中等；
a3：阈值与相对偏移量差值的百分比(10％＜T≤15％)，建筑物处于非健康状态，安全等级低。
在本发明的实施例中，步骤S3中，图像模块的处理算法包括差分图像法、时间差分法以及光流法的多种，将安全作业员的行为规范信息和施工动作图像的运动分割出来，并提取运动分割图的轮廓，利用数字化二进制图像的拓扑结构分析获得的运动分割图的闭合轮廓，运动分割图的运动分割是基于光流估计网络算法，通过获得光流估计图像序列以及Mask算法得到摄像图像的分割图像序列，利用大数据网络中获得运动分割结果，
具体为：将图像序列帧转化为所支持的图像格式以及分辨率、对比度和亮度；图像边界去除模块将得到的图像去除不含物景和物体的无关边界，图像背景扣除模块将第一步中处理的图像背景扣除，留下物景和物体；图像灰度处理模块以及图像黑白度处理模块将处理后的图像进行灰度和黑白度的处理，通过特征检测器模块获取处理后图像的识别特征，分割网络模块对处理后的图像进行轮廓提取；融合输出模块将提取的特征元素与获取的轮廓模型融合，得到图像识别的结果并输出，与标准行为规范的轮廓相重叠，判断重叠度，作出相应程度的预警以及处罚标准。
在本发明的实施例中，将需要训练的施工标准动作以及行为规范图像样本输送到安全数据判定模块，对安全数据判定模块进行训练，再将训练后的安全数据判定模块再次的输入将需要训练的图像样本，反复多次得到安全数据判定模块，用于后续施工标准动作以及行为规范图像样本的识别。
在本发明的实施例中，安全指标采集模块、互联网模块、数据发送服务模块、数据处理模块、储存模块和安全数据判定模块的传输介质包括：
宽带连接通信线路：用于网络的延伸，覆盖更广的传输范围、提高数据传输的稳定性和安全性；
局域网连接通信线路：便于更好的兼容互联网，安全性强、通讯速率高。
上述的传输介质包括但不限于宽带连接通信线路、局域网连接通信线路及其组合。
在本发明的实施例中，可读存储介质存储有计算机程序和执行指令，所述计算机程序被执行指令执行时能够实现权利要求2数据指标处理系统的处理方法，计算机程序的媒介为储存器，可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。
本发明利用扫描拍照设备对进入作业区的安全作业员进行扫描拍照，并识别安全作业员的身份信息、动作信息和施工图像信息，得到建筑施工数据指标，利用雷达测量建筑施工建筑物的偏移量，得到实时的偏移距离，与建筑物的基准距离值对比，就可以计算出不同监测点的相对偏移量，得到建筑偏移量指标，实时判断安全作业员是否存在着违反规范的行为以及建筑物在建筑施工过程的偏移量，并依据安全数据判定模块判断阈值与相对偏移量差值的百分比，判断建筑物偏移量是否处在安全范围内，能够提前作出预警，这样不仅仅能够实时监控安全作业员的施工规范，保证安全作业，同时实时监测建筑物的动态偏移，及时的反馈到安全作业员，有效保证建筑物的符合安全施工标准，也大大可防范后期事故的发生。
在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种建筑施工安全数据指标处理系统，其特征在于，所述数据指标处理系统包括：
安全指标采集模块：利用扫描拍照设备对进入作业区的安全作业员进行扫描拍照，并识别安全作业员的身份信息、动作信息和施工图像信息，得到建筑施工数据指标，利用雷达测量建筑施工建筑物的偏移量，得到实时的偏移距离，与建筑物的基准距离值对比，就可以计算出不同监测点的相对偏移量，得到建筑偏移量指标；
互联网模块：用于连接并获取安全指标采集模块采集到的数据信息，并将数据信息以数据包形式储存；
数据发送服务模块：用于接收互联网模块获取的数据包，并连接数据处理模块，将接受的数据包发送到数据处理模块；
数据处理模块：用于接受数据包并进行解析，进行数据处理；
储存模块：用于保存数据指标，并汇总成数据表格发送到管理端界面；
安全数据判定模块：用于判断安全作业员的施工动作是否违反安全法规。
2.根据权利要求1所述的一种建筑施工安全数据指标处理系统，其特征在于：所述数据指标处理系统的处理方法如下：
S1：扫描设备对进入作业区的安全作业员进行扫描，识别安全作业员佩戴的工牌，识别安全作业员的身份信息，拍照设备对安全作业员实时拍照，获取安全作业员的行为规范信息和施工动作图像信息；
S2：数据发送服务模块通过互联网获取已经采集的数据包，并将数据包发送到数据处理模块处，数据处理模块处对数据包并进行解析，进行数据处理；
S3：通过数据处理模块的图像模块获取图像序列帧，并将图像序列帧转化为所支持的图像格式以及分辨率、对比度和亮度；图像边界去除模块将得到的图像去除不含物景和物体的无关边界，图像背景扣除模块将第一步中处理的图像背景扣除，留下物景和物体；图像灰度处理模块以及图像黑白度处理模块将处理后的图像进行灰度和黑白度的处理，通过特征检测器模块获取处理后图像的识别特征，分割网络模块对处理后的图像进行轮廓提取；融合输出模块将提取的特征元素与获取的轮廓模型融合，得到图像识别的结果并输出；
S4：雷达测量建筑施工建筑物的偏移量，得到实时的偏移距离，与建筑物的基准距离值对比，就可以计算出不同监测点的相对偏移量；
S5：安全数据判定模块经过神经网络的训练，判断出识别图像的动作规范，安全数据判定模块通过阈值对比，判断相对偏移量是否存在安全隐患，将建筑施工数据指标以及建筑偏移量指标储存到储存模块，便于后期管理端界面的查询。
3.根据权利要求1所述的一种建筑施工安全数据指标处理系统，其特征在于：所述安全数据判定模块判断阈值与相对偏移量差值的百分比，判定方法如下：
a1：阈值与相对偏移量差值的百分比(T≤5％)，建筑物处于健康状态，安全等级高；
a2：阈值与相对偏移量差值的百分比(5％＜T≤10％)，建筑物处于亚健康状态，安全等级中等；
a3：阈值与相对偏移量差值的百分比(10％＜T≤15％)，建筑物处于非健康状态，安全等级低。
4.根据权利要求1所述的一种建筑施工安全数据指标处理系统，其特征在于：所述数据处理模块还包括以下内容：
去除重复数据：图像数据中存在着重复性多次的图像数据；
计算平均数据：将多个重采样所得的是一个复值序列数据计算出平均值，用平均值代替复值序列的数据值；
过滤极值数据：将最大值的偏移距离以及最小值的偏移距离直接过滤。
5.根据权利要求1所述的一种建筑施工安全数据指标处理系统，其特征在于：所述安全指标采集模块、互联网模块、数据发送服务模块、数据处理模块、储存模块和安全数据判定模块的传输介质包括：
宽带连接通信线路：用于网络的延伸，覆盖更广的传输范围、提高数据传输的稳定性和安全性；
局域网连接通信线路：便于更好的兼容互联网，安全性强、通讯速率高。
6.根据权利要求1所述的一种建筑施工安全数据指标处理系统，其特征在于：所述安全数据判定模块经过神经网络的训练内容如下：
将需要训练的施工标准动作以及行为规范图像样本输送到安全数据判定模块，对安全数据判定模块进行训练，再将训练后的安全数据判定模块再次的输入将需要训练的图像样本，反复多次得到安全数据判定模块，用于后续施工标准动作以及行为规范图像样本的识别。
7.根据权利要求1所述的一种建筑施工安全数据指标处理系统，其特征在于：所述雷达测量建筑施工建筑物偏移量的方法如下：
第一步：选择作业区的需要建筑施工的建筑物底部为监测基准，将高精度的雷达以及监测点布置到需要建筑施工的建筑物周围合适的地点；
第二步：雷达发射线性调频信号，从信号发射，到返回接收，有一定的距离，这个距离就产生了接收时间差值t＝2d/c，其中d为雷达到建筑物测试点的距离，c为光速；
第三步：将得到的时间差经过数据处理得到时间频率，将时间频率信号基于离散傅立叶变换的频移原理进行处理，对经过变换后的时间频率信号的频率进行局部细化放大，获得较高的频率分辨率；
第四步：利用多普勒效应感知建筑物在建筑过程中的偏移量，根据雷达接收到不同测试点的数据，进行数据信号处理，生成点云数据，建立建筑物偏移量的三维模型，实时监测建筑物的偏移量。
8.根据权利要求2所述的一种建筑施工安全数据指标处理系统，其特征在于：所述步骤S3中，图像模块的处理算法包括差分图像法、时间差分法以及光流法的多种，将安全作业员的行为规范信息和施工动作图像的运动分割出来，并提取运动分割图的轮廓，利用数字化二进制图像的拓扑结构分析获得的运动分割图的闭合轮廓。
9.根据权利要求8所述的一种建筑施工安全数据指标处理系统，其特征在于：所述运动分割图的运动分割是基于光流估计网络算法，通过获得光流估计图像序列以及Mask算法得到摄像图像的分割图像序列，利用大数据网络中获得运动分割结果。
10.根据权利要求1所述的一种建筑施工安全数据指标处理系统用可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质存储有计算机程序和执行指令，所述计算机程序被执行指令执行时能够实现权力要求2数据指标处理系统的处理方法。
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2022
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