CN114594697A - 物联网型智能爬架控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了物联网型智能爬架控制器，属于爬架监管控制技术领域，包括采集模块、物联网模块和服务器；所述采集模块用于对现场的爬架进行数据采集；所述物联网模块用于对爬架进行监控，具体方法包括：建立物联网爬架模型，将物联网爬架模型上传到云端，根据物联网爬架模型将采集模块采集的数据进行分项，形成不同的采集项，建立采集项与物联网爬架模型中各个单一模型的对应关系，将相关联的单一模型标记为目标监测点，在物联网爬架模型中设置数据显示单元，所述数据显示单元包括若干个显示节点，所述显示节点设置在目标监测点上，建立显示节点与对应采集项的数据传输通道，通过建立的数据传输通道将采集项传输到对应的显示节点进行数据显示。

Description

物联网型智能爬架控制器

技术领域

本发明属于爬架监管控制技术领域，具体是物联网型智能爬架控制器。

背景技术

在安全生产越来越被重视的大环境下，各地都纷纷出台了强制性的安全措施。施工爬架的安全隐患主要集中出现在提升和下降阶段，因此控制提升和下降的爬架控制器成为爬架施工安全最重要的控制节点。但是目前市面上所有的爬架控制器均设计为现场独立系统，封闭运行，不与外界交换数据。

现有的爬架控制器难以监管，监管的缺失导致很多现场违规操作、野蛮操作，酿成事故；现场运行数据收集、处理、加工困难，无法利用现在大数据、物联网技术对现场作业进行优化；爬架租赁运营企业难以了解工地运行情况，无法实现运营和服务改进。

发明内容

为了解决上述方案存在的问题，本发明提供了物联网型智能爬架控制器。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

物联网型智能爬架控制器，包括采集模块、物联网模块和服务器；

所述采集模块用于对现场的爬架进行数据采集；所述物联网模块用于对爬架进行监控，具体方法包括：

建立物联网爬架模型，将物联网爬架模型上传到云端，根据物联网爬架模型将采集模块采集的数据进行分项，形成不同的采集项，建立采集项与物联网爬架模型中各个单一模型的对应关系，将相关联的单一模型标记为目标监测点，在物联网爬架模型中设置数据显示单元，所述数据显示单元包括若干个显示节点，所述显示节点设置在目标监测点上，建立显示节点与对应采集项的数据传输通道，通过建立的数据传输通道将采集项传输到对应的显示节点进行数据显示。

进一步地，建立物联网爬架模型的方法包括：

获取爬架组装图，根据获取的爬架组装图建立爬架建筑三维模型，获取施工现场内对当前楼栋进行监控的监控设备信息，将对当前楼栋进行监控的监控设备标记为现场监控设备，建立现场监控设备的监控数据传输通道，在爬架建筑三维模型中建立空间坐标系，将现场监控设备转化到爬架建筑三维模型中，并根据现场监控设备的监控范围在爬架建筑三维模型中进行对应的区域标记，将现场监控设备的监控范围标记为现场监控范围；

设置爬架工作的必要监控区域，根据现场监控范围和必要监控区域识别未监控区域，获取待安装监控设备信息，根据获取的待安装监控设备信息布设待安装监控设备，将待安装监控设备转化到爬架建筑三维模型中的对应位置上，将当前的爬架建筑三维模型标记为物联网爬架模型。

进一步地，根据获取的待安装监控设备信息布设待安装监控设备的方法包括：

步骤SA1：模拟撒豆子方法将待安装监控设备模型分布到爬架建筑三维模型中，识别安装待安装监控设备的安装区域，对爬架建筑三维模型中非安装区域的待安装监控设备模型进行筛除，将剩余的待安装监控设备模型标记为模拟模型；

步骤SA2：计算各个模拟模型的优先级，将优先级最高的模拟模型标记为初选模型，将初选模型对应的位置并标记为待选位置；

步骤SA3：将未监控区域扣除初选模型对应的监控范围；

步骤SA4：重复步骤SA2-步骤SA3，直到监控所有的未监控区域；

步骤SA5：根据待选位置和各个初选模型的监控范围绘制初选监控分布图，建立分布模型，通过分布模型对初选监控分布图进行分析，获得最终监控分布图，根据最终监控分布图进行布设待安装监控设备。

进一步地，步骤SA2中计算各个模拟模型的优先级的方法包括：

将模拟模型标记为i，其中i＝1、2、……、n，n为正整数；获取当前各个模拟模型在未监控区域上的监控范围Pi；获取各个模拟模型到对应的监控范围的距离，根据获取的距离设置监控范围影响系数Li，获取各个模拟模型的监控范围的重合面积Ki，获取模拟模型的位置，根据模拟模型位置设置安装修正值Hi，识别各个模拟模型的监控范围到最近的已有监控范围的距离，标记为监控间隙，根据监控间隙设置间隙修正值Di，将监控范围Pi、监控范围影响系数Li、重合面积Ki、安装修正值Hi和间隙修正值Di进行去除量纲取其数值计算；根据优先级公式获得各个模拟模型的优先级。

进一步地，优先级公式为Qi＝(b1×Pi×Li-b2×Ki)×Hi×Di×b3，其中b1、b2、b3均为比例系数，取值范围为0<b1≤1，0<b2≤1，0<b3≤1。

进一步地，根据获取的距离设置监控范围影响系数的方法为：

获取待安装监控设备的监控清晰度与监控距离的关系，根据清晰度设置对应监控范围的影响系数，根据监控清晰度、监控距离、监控范围影响系数建立监控距离匹配表，将模拟模型到对应的监控范围的距离输入到监控距离匹配表中，获得对应的监控范围影响系数。

进一步地，还包括审批模块，所述审批模块用于现场爬架工作人员提交爬架的操作申请，并进行对应的监管提示。

进一步地，审批模块的工作方法包括：

设置动态模型，通过动态模型对物联网爬架模型进行实时分析，判断爬架是否被操作移动，当判断爬架没有移动时，不进行操作；当判断爬架被操作移动时，识别当前爬架的移动部分是否提交操作申请，当提交了操作申请时，提示管理人员进行相应的监控关注；当没有提交操作申请时，生成违规操作信息，并发送给管理人员。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过设置物联网模块，实现管理人员远程实时了解爬架全方位的运行情况，实现远程对爬架提升下降的控制、监控和运营管理，改变了爬架操作只能由现场工作人员实施，无法远程管理的现状；解决经验丰富的工程师或者监管人员前往现场不便、成本高的问题，避免现场操作人员存在经验不够丰富，不能应对复杂情况，或者不顾安全规则野蛮作业，导致安全事故。

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，物联网型智能爬架控制器，包括采集模块、物联网模块、审批模块和服务器；

所述采集模块用于对现场的爬架进行数据采集，具体的如监控设备根据物联网模块中的需求进行设置。

所述物联网模块用于对爬架进行监控，具体方法包括：

建立物联网爬架模型，将物联网爬架模型上传到云端，根据物联网爬架模型将采集模块采集的数据进行分项，形成不同的采集项，如根据不同的监控设备进行分项，每个监控设备采集的数据即为一个采集项；建立采集项与物联网爬架模型中各个单一模型的对应关系，将相关联的单一模型标记为目标监测点，在物联网爬架模型中设置数据显示单元，所述数据显示单元包括若干个显示节点，所述显示节点设置在目标监测点上，建立显示节点与对应采集项的数据传输通道，通过建立的数据传输通道将采集项传输到对应的显示节点进行数据显示。

通过设置物联网模块，实现管理人员远程实时了解爬架全方位的运行情况，实现远程对爬架提升下降的控制、监控和运营管理，改变了爬架操作只能由现场工作人员实施，无法远程管理的现状。

建立显示节点与对应采集项的数据传输通道过程中可以根据不同采集项的传输需要，基于5G切片技术建立不同属性的传输通道，配置不同RB(资源块)资源。

建立物联网爬架模型的方法包括：

获取爬架组装图，指的是爬架与建筑组合后的图纸，根据获取的爬架组装图建立爬架建筑三维模型，爬架建筑三维模型包括爬架模型和建筑模型，且爬架模型可以根据爬架的设计安装方式在建筑模型上进行移动；获取施工现场内对当前楼栋进行监控的监控设备信息，监控设备信息包括设备型号、位置、监控范围等信息，将对当前楼栋进行监控的监控设备标记为现场监控设备，建立现场监控设备的监控数据传输通道，可以通过与施工总承包方等管理单位协商，获取建立监控数据传输通道的许可，进而实时现场监控设备的监控数据；在爬架建筑三维模型中建立空间坐标系，将现场监控设备转化到爬架建筑三维模型中，并根据现场监控设备的监控范围在爬架建筑三维模型中进行对应的区域标记，将现场监控设备的监控范围标记为现场监控范围；

设置爬架工作的必要监控区域，根据现场监控范围和必要监控区域识别未监控区域，获取待安装监控设备信息，根据获取的待安装监控设备信息布设待安装监控设备，实现对必要监控区域的全面监控，将待安装监控设备转化到爬架建筑三维模型中的对应位置上，将当前的爬架建筑三维模型标记为物联网爬架模型。

必要监控区域指的是在爬架工作中必须要监控到的区域，如爬架在建筑上的运动监测、爬架内操作部分监测等监测区域；具体的必要监控区域的设置是在爬架设计安装的过程中由相关人员直接设置的。

根据获取的待安装监控设备信息布设待安装监控设备的方法包括：

步骤SA1：模拟撒豆子方法将待安装监控设备模型分布到爬架建筑三维模型中，识别可以安装待安装监控设备的安装区域，对爬架建筑三维模型中非安装区域的待安装监控设备模型进行筛除，将剩余的待安装监控设备模型标记为模拟模型；

步骤SA2：计算各个模拟模型的优先级，将优先级最高的模拟模型标记为初选模型，将初选模型对应的位置并标记为待选位置；

步骤SA3：将未监控区域扣除初选模型对应的监控范围；

步骤SA4：重复步骤SA2-步骤SA3，直到监控所有的未监控区域；

步骤SA5：根据待选位置和各个初选模型的监控范围绘制初选监控分布图，建立分布模型，通过分布模型对初选监控分布图进行分析，获得最终监控分布图，根据最终监控分布图进行布设待安装监控设备。

模拟撒豆子方法就是如撒豆子一样将待安装监控设备模型撒到爬架建筑三维模型中，具体操作为本领域常识，因此不进行详细叙述。

分布模型是基于CNN网络或DNN网络进行建立的，训练集为初选监控分布图和对应设置的最终监控分布图，最终监控分布图就是对初选监控分布图进行调整设置的，进行初选模型位置的调整，尽可能的实现少安装待安装监控设备，节约监控成本和降低对应的数据处理量，具体的建立和训练过程为本领域常识，因此不进行详细叙述。

步骤SA2中计算各个模拟模型的优先级的方法包括：

将模拟模型标记为i，其中i＝1、2、……、n，n为正整数；获取当前各个模拟模型在未监控区域上的监控范围，将获取的监控范围标记为Pi；获取各个模拟模型到对应的监控范围的距离，根据获取的距离设置监控范围影响系数，将监控范围影响系数标记为Li，获取各个模拟模型的监控范围的重合面积，重合面积指的是模拟模型的监控范围与已有的监控区域的重合面积，同批次计算优先值的多个模拟模型的监控范围重合不算重合面积，将获取的重合面积标记为Ki，获取模拟模型的位置，根据模拟模型位置设置安装修正值，将安装修正值标记为Hi，识别各个模拟模型的监控范围到最近的已有监控范围的距离，标记为监控间隙，根据监控间隙设置间隙修正值，将间隙修正值标记为Di，将监控范围Pi、监控范围影响系数Li、重合面积Ki、安装修正值Hi和间隙修正值Di进行去除量纲取其数值计算；根据公式Qi＝(b1×Pi×Li-b2×Ki)×Hi×Di×b3获得各个模拟模型的优先级，其中b1、b2、b3均为比例系数，取值范围为0<b1≤1，0<b2≤1，0<b3≤1。

根据获取的距离设置监控范围影响系数的方法是：获取待安装监控设备的监控清晰度与监控距离的关系，再根据清晰度设置对应监控范围的影响系数，可以通过人工的方式进行设置，或者通过建立神经网络模型的方式进行设置，根据监控清晰度、监控距离、监控范围影响系数建立监控距离匹配表，将模拟模型到对应的监控范围的距离输入到监控距离匹配表中，获得对应的监控范围影响系数。

根据模拟模型位置设置安装修正值的方法是：

由专家组根根安装监控装置的难度、后期损坏程度等信息将安装区域进行划分，并为每个划分后的安装区域设置一个安装修正值，后期损坏程度指的当监控装置安装在这个位置后，后续因为施工等因素而损坏的概率，根据模拟模型位置匹配到对应的安装修正值；还可以通过建立神经网络模型的方式进行自动设置对应的安装修正值。

根据监控间隙设置间隙修正值的方法为由专家组设置对应的间隙修正值匹配表，将监控间隙输入到间隙修正值匹配表中，匹配到对应的间隙修正值。

所述审批模块用于现场爬架工作人员提交爬架的操作申请，并进行对应的监管提示，具体方法包括：

设置动态模型，所述动态模型用于根据物联网爬架模型分析爬架是否在被操作移动，是基于CNN网络或DNN网络进行设置的，具体的建立和训练过程为本领域常识，因此不进行详细叙述；通过动态模型对物联网爬架模型进行实时分析，判断爬架是否被操作移动，当判断爬架没有移动时，不进行操作；当判断爬架被操作移动时，识别当前爬架的移动部分是否提交操作申请，当提交了操作申请时，提示管理人员进行相应的监控关注；即为提示管理人员通过物联网爬架模型对现场工作人员的操作进行重点关注；当没有提交操作申请时，生成违规操作信息，并发送给管理人员，由管理人员进行处理。

上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (8)

1.物联网型智能爬架控制器，其特征在于，包括采集模块、物联网模块和服务器；

所述采集模块用于对现场的爬架进行数据采集；所述物联网模块用于对爬架进行监控，具体方法包括：

建立物联网爬架模型，将物联网爬架模型上传到云端，根据物联网爬架模型将采集模块采集的数据进行分项，形成不同的采集项，建立采集项与物联网爬架模型中各个单一模型的对应关系，将相关联的单一模型标记为目标监测点，在物联网爬架模型中设置数据显示单元，所述数据显示单元包括若干个显示节点，所述显示节点设置在目标监测点上，建立显示节点与对应采集项的数据传输通道，通过建立的数据传输通道将采集项传输到对应的显示节点进行数据显示。

2.根据权利要求1所述的物联网型智能爬架控制器，其特征在于，建立物联网爬架模型的方法包括：

获取爬架组装图，根据获取的爬架组装图建立爬架建筑三维模型，获取施工现场内对当前楼栋进行监控的监控设备信息，将对当前楼栋进行监控的监控设备标记为现场监控设备，建立现场监控设备的监控数据传输通道，在爬架建筑三维模型中建立空间坐标系，将现场监控设备转化到爬架建筑三维模型中，并根据现场监控设备的监控范围在爬架建筑三维模型中进行对应的区域标记，将现场监控设备的监控范围标记为现场监控范围；

设置爬架工作的必要监控区域，根据现场监控范围和必要监控区域识别未监控区域，获取待安装监控设备信息，根据获取的待安装监控设备信息布设待安装监控设备，将待安装监控设备转化到爬架建筑三维模型中的对应位置上，将当前的爬架建筑三维模型标记为物联网爬架模型。

3.根据权利要求2所述的物联网型智能爬架控制器，其特征在于，根据获取的待安装监控设备信息布设待安装监控设备的方法包括：

步骤SA1：模拟撒豆子方法将待安装监控设备模型分布到爬架建筑三维模型中，识别安装待安装监控设备的安装区域，对爬架建筑三维模型中非安装区域的待安装监控设备模型进行筛除，将剩余的待安装监控设备模型标记为模拟模型；

步骤SA2：计算各个模拟模型的优先级，将优先级最高的模拟模型标记为初选模型，将初选模型对应的位置并标记为待选位置；

步骤SA3：将未监控区域扣除初选模型对应的监控范围；

步骤SA4：重复步骤SA2-步骤SA3，直到监控所有的未监控区域；

步骤SA5：根据待选位置和各个初选模型的监控范围绘制初选监控分布图，建立分布模型，通过分布模型对初选监控分布图进行分析，获得最终监控分布图，根据最终监控分布图进行布设待安装监控设备。

4.根据权利要求3所述的物联网型智能爬架控制器，其特征在于，步骤SA2中计算各个模拟模型的优先级的方法包括：

将模拟模型标记为i，其中i＝1、2、……、n，n为正整数；获取当前各个模拟模型在未监控区域上的监控范围Pi；获取各个模拟模型到对应的监控范围的距离，根据获取的距离设置监控范围影响系数Li，获取各个模拟模型的监控范围的重合面积Ki，获取模拟模型的位置，根据模拟模型位置设置安装修正值Hi，识别各个模拟模型的监控范围到最近的已有监控范围的距离，标记为监控间隙，根据监控间隙设置间隙修正值Di，将监控范围Pi、监控范围影响系数Li、重合面积Ki、安装修正值Hi和间隙修正值Di进行去除量纲取其数值计算；根据优先级公式获得各个模拟模型的优先级。

5.根据权利要求4所述的物联网型智能爬架控制器，其特征在于，优先级公式为Qi＝(b1×Pi×Li-b2×Ki)×Hi×Di×b3，其中b1、b2、b3均为比例系数，取值范围为0<b1≤1，0<b2≤1，0<b3≤1。

6.根据权利要求4所述的物联网型智能爬架控制器，其特征在于，根据获取的距离设置监控范围影响系数的方法为：

获取待安装监控设备的监控清晰度与监控距离的关系，根据清晰度设置对应监控范围的影响系数，根据监控清晰度、监控距离、监控范围影响系数建立监控距离匹配表，将模拟模型到对应的监控范围的距离输入到监控距离匹配表中，获得对应的监控范围影响系数。

7.根据权利要求1所述的物联网型智能爬架控制器，其特征在于，还包括审批模块，所述审批模块用于现场爬架工作人员提交爬架的操作申请，并进行对应的监管提示。

8.根据权利要求7所述的物联网型智能爬架控制器，其特征在于，审批模块的工作方法包括：

设置动态模型，通过动态模型对物联网爬架模型进行实时分析，判断爬架是否被操作移动，当判断爬架没有移动时，不进行操作；当判断爬架被操作移动时，识别当前爬架的移动部分是否提交操作申请，当提交了操作申请时，提示管理人员进行相应的监控关注；当没有提交操作申请时，生成违规操作信息，并发送给管理人员。

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