CN116824823B - 一种高处作业防坠落智能双钩设备监控系统 - Google Patents
一种高处作业防坠落智能双钩设备监控系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于高处作业安全管理领域，涉及到一种高处作业防坠落智能双钩设备监控系统。本发明一方面通过将安全带穿戴符合系数与安全双钩承载能力系数结合分析目标高处作业人员的高处作业预先安全评估指数，及时预警并纠正潜在的装备问题，减少事故发生的可能性，另一方面通过综合考虑安全双钩、安全带扣的固定状态系数以及目标高处作业人员的作业状态异常系数，全面精确评估目标高处作业人员的高处作业实施安全，完善现有智能双钩设备监控系统缺乏考虑安全带扣的固定情况以及高处作业人员自身作业状态的漏洞，进而最大程度地减少高处作业人员的安全风险，帮助提升高处作业的安全水平和效率。
Description
技术领域
本发明属于高处作业安全管理领域，涉及到一种高处作业防坠落智能双钩设备监控系统。
背景技术
高处作业是指在高空环境中进行的工作活动，如建筑施工、维修、清洁等。由于存在坠落风险性，这类作业易导致作业人员伤亡。因此为保障工人的安全，采取防坠落措施至关重要。
随着科技的进步，现有智能双钩设备监控系统已被引入并得到广泛应用，其多通过在安全双钩上安装各种传感器，实时监测关键数据，例如双钩的张力和位置，对可能发生的问题进行预警，避免进一步的风险。虽在一定程度上满足现有需求，但仍存在一定的局限性，其具体表现在：1、现有智能双钩设备监控系统多侧重在高处作业过程中对安全双钩进行安全监测，忽略了在高处作业前对安全双钩的承载能力进行综合评估的重要性，如果安全双钩的承载能力不足以支撑高处作业人员，或者在作业过程中受到气象条件和钩具磨损的影响，都将无法保障高处作业人员的人身安全。此外，现有安全双钩设备通常与高处防坠安全带配套使用，形成高处作业人员所需的基本装备之一。然现有智能双钩设备监控系统缺乏针对高处作业人员作业前的安全带穿戴情况进行监测分析，若安全带穿戴不规范或者松紧没有度，均会影响到安全双钩的正常运行，亦会产生坠落风险，存在较大安全隐患。
2、现有智能双钩设备监控系统在高处作业过程中对安全双钩的安全监测存在片面性和局限性，主要集中在仅通过安全双钩的张力和位置来判定其固定状态，一方面未充分关注到安全带与安全双钩之间起连接作用的安全带扣的固定情况，若安全带扣松脱或未完全固定，将可能导致高处作业人员的坠落。另一方面尚未考虑对高处作业人员自身作业状态的监测，即使安全双钩的固定状态良好，如果高处作业人员处于身体疲乏过度的状态，也有可能增加坠落风险，进而使得安全双钩在高处作业过程中的监测评估结果不具有科学性和准确性，不利于后续的预警工作展开。
发明内容
鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出一种高处作业防坠落智能双钩设备监控系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：本发明提供一种高处作业防坠落智能双钩设备监控系统，包括：目标高处作业人员信息提取模块，用于通过安全帽上的电子摄像设备对目标高处作业人员佩戴的工牌进行扫描，获取目标高处作业人员信息，其包括身高、体重、当前作业地点和配置工具重量。
高处作业装备信息采集模块，用于在高处作业前，对目标高处作业人员的高处作业装备信息进行采集。
高处作业预先安全评估模块，用于对高处作业装备信息进行解析，分析目标高处作业人员的高处作业预先安全评估指数，若其小于或者等于设定合理高处作业预先安全评估指数阈值时，确认目标高处作业人员装备风险项，并执行高处作业人员装备检查预警模块。
高处作业实施信息采集模块，用于在高处作业进行时，对目标高处作业人员的高处作业实施信息进行采集。
高处作业实施安全评估模块，用于对高处作业实施信息进行解析，分析目标高处作业人员的高处作业实施安全评估指数，若其小于或者等于设定合理高处作业实施安全评估指数阈值时，确认目标高处作业人员作业实施风险项，并执行高处作业人员作业风险预警模块。
高处作业人员装备风险预警模块，用于对目标高处作业人员进行装备预警工作。
高处作业人员作业风险预警模块，用于对目标高处作业人员进行作业预警工作。
云数据库，用于存储高处作业人员标准安全带穿戴区域图像，存储各身高范围各体重范围对应的安全带各调节扣的参照压力值，存储各型号安全双钩的最大限度承重量，存储人体正常心率值范围以及各工作时长范围对应的身体疲乏因子。
优选地，所述高处作业装备信息包括目标高处作业人员全身图像、安全双钩图像和安全带各调节扣的监测压力值。
优选地，所述对高处作业装备信息进行解析，包括：从目标高处作业人员的全身图像中定位出安全带穿戴区域图像，获取安全带的综合破损面积和穿戴偏差指数/>，由此计算目标高处作业人员的安全带穿戴规范系数/>，/>，其中，/>分别为设定的穿戴偏差指数、综合破损面积对应占比权重，/>分别为设定的安全带许可的穿戴偏差指数阈值、破损面积阈值，/>为设定的穿戴规范评估修正因子。
根据目标高处作业人员的身高与体重，从云数据库中提取目标高处作业人员身高与体重所处范围对应安全带各调节扣的参照压力值，其中/>表示安全带各调节扣的编号，，结合目标高处作业人员安全带各调节扣的压力值/>，由公式得到目标高处作业人员的安全带松紧符合系数，其中/>为设定的安全带调节扣合理偏差阈值，/>为安全带总调节扣数。
分析目标高处作业人员的安全带穿戴符合系数，其计算公式为：，其中/>分别为设定的安全带穿戴规范系数、松紧符合系数对应穿戴符合评估占比权重。
优选地，所述安全带的穿戴偏差指数的具体分析过程为：从云数据库中提取高处作业人员标准安全带穿戴区域图像，根据目标高处作业人员的身高与体重设定图像比例，按照设定图像比例对高处作业人员标准安全带穿戴区域图像进行调节，得到目标高处作业人员对应参照安全带穿戴区域图像，提取其中的安全带穿戴线条轮廓以及各调节扣穿戴位置，与目标高处作业人员的安全带穿戴区域图像中的安全带穿戴线条轮廓以及对应调节扣穿戴位置分别进行比较，得到目标高处作业人员的安全带穿戴线条不重合长度以及各调节扣穿戴位置偏差距离/>。
获取目标高处作业人员的安全带穿戴区域图像的安全带穿戴线条轮廓总长度。
由公式得到安全带的穿戴偏差指数，其中分别为设定安全带的穿戴线条不重合比例、穿戴位置偏差距离的许可阈值。
优选地，所述对高处作业装备信息进行解析，还包括：将目标高处作业人员的体重和配置工具重量累加得到安全双钩的理论承重量，根据安全双钩图像，获取安全双钩使用型号，进而从云数据库中提取安全双钩的最大限度承重量/>。
根据目标高处作业人员当前作业地点，从气象台提取当前作业地点未来设定时间段内的最大风力强度，分析安全双钩在气象影响下的额外承重量，其计算公式为：，其中/>表示设定的安全双钩对应安全风力强度阈值，/>表示。
根据安全双钩图像，确认安全双钩磨损总面积和最大磨损深度/>，由此计算安全双钩的承载削弱量/>，/>，其中/>分别为设定的安全带许可磨损深度阈值、许可磨损面积阈值，/>表示自然常数。
进而由公式得到安全双钩承载能力系数，其中/>为设定的安全双钩安全盈余承重量。
优选地，所述分析目标高处作业人员的高处作业预先安全评估指数，其计算公式为：，其中/>分别为设定的安全带穿戴符合系数、安全双钩承载能力系数对应权重占比。
优选地，所述高处作业实施信息包括安全双钩固定信息、安全带扣固定信息以及作业人员状态信息。
其中，所述安全双钩固定信息包括左侧安全绳、右侧安全绳设定时间段内各设定时间点的张力值以及左侧钩、右侧钩设定时间段内各设定时间点的位移。
所述安全带扣固定信息包括安全带扣扣合部分设定时间段内各设定时间点的磁性吸力。
所述作业人员状态信息包括工作时长、设定时间段内各设定时间点的体温值与心率值。
优选地，所述对高处作业实施信息进行解析，包括：获取左侧钩、右侧钩与其相连的安全绳之间的参照夹角，分别记为，根据安全双钩的理论承重量以及在气象影响下的额外承重量，由公式/>得到左侧安全绳的参照张力值，由公式得到右侧安全绳的参照张力值，其中/>为设定重力加速度，/>为设定安全绳参照张力修正因子。
从安全双钩固定信息中提取左侧安全绳设定时间段内各设定时间点的张力值，其中/>表示设定时间段内各设定时间点的编号，/>，结合安全双钩固定信息中左侧钩设定时间段内各设定时间点的位移/>，分析左侧钩的固定状态系数，其计算公式为：，其中/>分别为设定的安全绳张力合理偏差阈值、安全钩合理位移阈值，/>表示设定时间段内设定时间点总数。
同上述左侧钩的固定状态系数计算方法一致，分析得到右侧钩的固定状态系数。
由公式得到安全双钩的固定状态系数。
根据安全带扣固定信息中安全带扣扣合部分设定时间段内各设定时间点的磁性吸力，计算安全带扣的固定状态系数/>，/>，其中/>为设定的安全带扣扣合部分标准磁性吸力。
优选地，所述对高处作业实施信息进行解析，还包括：从作业人员状态信息提取设定时间段内各设定时间点的心率值，将其与云数据库中存储的人体正常心率值范围进行比对，筛选出心率值处于人体正常心率值范围之外的各设定时间点，并统计其数量，记为。
根据目标高处作业人员的工作时长，从云数据库中提取目标高处作业人员工作时长所处范围对应的身体疲乏因子/>。
结合设定时间段内各设定时间点的体温值，分析目标高处作业人员的作业状态异常系数，其计算公式为：/>，其中/>为设定的人体正常体温值。
优选地，所述分析目标高处作业人员的高处作业实施安全评估指数，其计算公式为：，其中/>分别为设定的安全双扣、安全带扣的固定状态系数对应权重占比。
相较于现有技术，本发明的有益效果如下：（1）本发明通过将目标高处作业人员的安全带穿戴规范系数与安全带松紧符合系数结合分析安全带穿戴符合系数，规避了现有智能双钩设备监控系统对这一层面忽视的弊端，科学且有效地了解在高处作业前目标高处作业人员的安全带穿戴情况，为后续目标高处作业人员的高处作业预先安全评估奠定坚实基础。
（2）本发明通过结合目标高处作业人员体重、配置工作重量、当前作业地点气象以及安全双钩自身磨损情况的影响分析安全双钩的承载能力系数，全面且准确地评估安全双钩的承载能力，确保目标高处作业人员所配置的安全双钩型号能够安全承载其作业需求，进一步保障其作业安全。
（3）本发明通过将安全带穿戴符合系数与安全双钩承载能力系数结合，综合分析目标高处作业人员的高处作业预先安全评估指数，据此进行装备预警工作，及时预警并纠正潜在的装备问题，不仅减少事故发生的可能性，保护高处作业人员的生命安全，还在一定程度上提高工作效率，减少不必要的时间浪费。
（4）本发明通过综合考虑安全双钩的固定状态系数、安全带扣的固定状态系数以及目标高处作业人员的作业状态异常系数，全面且精确地评估目标高处作业人员的高处作业实施安全，据此进行作业预警工作，完善现有智能双钩设备监控系统缺乏考虑安全带扣的固定情况以及高处作业人员自身作业状态的漏洞，进而最大程度地减少高处作业人员的安全风险，帮助提升高处作业的安全水平和效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，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为本发明系统结构示意图。
图2为本发明的安全双钩参照示意图。
附图标记：1.左侧钩；2.右侧钩；3.左侧安全绳；4.右侧安全绳；5.安全带扣。
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所示，本发明提供了一种高处作业防坠落智能双钩设备监控系统，具体模块分布如下：目标高处作业人员信息提取模块、高处作业装备信息采集模块、高处作业预先安全评估模块、高处作业实施信息采集模块、高处作业实施安全评估模块、高处作业人员装备风险预警模块、高处作业人员作业风险预警模块和云数据库，其中模块之间的连接关系为：高处作业装备信息采集模块与目标高处作业人员信息提取模块连接，高处作业预先安全评估模块与高处作业装备信息采集模块连接，高处作业实施信息采集模块、高处作业人员装备风险预警模块均与高处作业预先安全评估模块连接，高处作业实施安全评估模块与高处作业实施信息采集模块连接，高处作业人员作业风险预警模块与高处作业实施安全评估模块连接，高处作业预先安全评估模块、高处作业实施安全评估模块均与云数据库连接。
所述目标高处作业人员信息提取模块，用于通过安全帽上的电子摄像设备对目标高处作业人员佩戴的工牌进行扫描，获取目标高处作业人员信息，其包括身高、体重、当前作业地点和配置工具重量。
需要说明的是，上述获取目标高处作业人员信息的具体操作为通过识别目标高处作业人员佩戴的工牌上的工号，从后台提取已记录在库的目标高处作业人员信息。
特别解释的是，本发明目标高处作业人员佩戴的安全帽因其与安全双钩无连接关系在此不作监测分析，但安全帽、安全双钩以及安全带共享一个后台系统，安全帽监测的信息在共享后台系统中可服务于安全双钩和安全带的分析。
所述高处作业装备信息采集模块，用于在高处作业前，对目标高处作业人员的高处作业装备信息进行采集。
具体地，所述高处作业装备信息包括目标高处作业人员全身图像、安全双钩图像和安全带各调节扣的监测压力值。
需要说明的是，上述高处作业装备信息的获取方法为通过安全帽上的多方位安装的电子摄像设备，对目标高处作业人员全身以及与安全带连接的安全双钩进行图像采集，得到目标高处作业人员全身图像和安全双钩图像。
通过安全带各调节扣位置内置的压力传感器获取安全带各调节扣监测压力值，其中安全带各调节扣包括腰部调节扣、胸部调节扣、肩部调节扣以及背部调节扣。
所述高处作业预先安全评估模块，用于对高处作业装备信息进行解析，分析目标高处作业人员的高处作业预先安全评估指数，若其小于或者等于设定合理高处作业预先安全评估指数阈值时，确认目标高处作业人员装备风险项，并执行高处作业人员装备检查预警模块。
具体地，所述对高处作业装备信息进行解析，包括：从目标高处作业人员的全身图像中定位出安全带穿戴区域图像，获取安全带的综合破损面积和穿戴偏差指数/>，由此计算目标高处作业人员的安全带穿戴规范系数/>，，其中，/>分别为设定的穿戴偏差指数、综合破损面积对应占比权重，/>分别为设定的安全带许可的穿戴偏差指数阈值、破损面积阈值，/>为设定的穿戴规范评估修正因子。
需要说明的是，上述安全带综合破损面积的具体获取过程为：从安全带穿戴区域图像中识别出目标高处作业人员穿戴安全带的破损处数目和各破损处对应的破损面积，累加得到综合破损面积。
根据目标高处作业人员的身高与体重，从云数据库中提取目标高处作业人员身高与体重所处范围对应安全带各调节扣的参照压力值，其中/>表示安全带各调节扣的编号，，结合目标高处作业人员安全带各调节扣的压力值/>，由公式得到目标高处作业人员的安全带松紧符合系数，其中/>为设定的安全带调节扣合理偏差阈值，/>为安全带总调节扣数。
需要解释的是，上述根据目标高处作业人员身高与体重所处范围对应安全带各调节扣的参照压力值的具体提取方式为：根据目标高处作业人员的身高获取对应身高范围，根据目标高处作业人员的体重获取对应体重范围，结合目标高处作业人员的身高与体重范围，在云数据库中提取对应安全带各调节扣的参照压力值。
分析目标高处作业人员的安全带穿戴符合系数，其计算公式为：，其中/>分别为设定的安全带穿戴规范系数、松紧符合系数对应穿戴符合评估占比权重。
具体地，所述安全带的穿戴偏差指数的具体分析过程为：从云数据库中提取高处作业人员标准安全带穿戴区域图像，根据目标高处作业人员的身高与体重设定图像比例，按照设定图像比例对高处作业人员标准安全带穿戴区域图像进行调节，得到目标高处作业人员对应参照安全带穿戴区域图像，提取其中的安全带穿戴线条轮廓以及各调节扣穿戴位置，与目标高处作业人员的安全带穿戴区域图像中的安全带穿戴线条轮廓以及对应调节扣穿戴位置分别进行比较，得到目标高处作业人员的安全带穿戴线条不重合长度以及各调节扣穿戴位置偏差距离/>。
需要说明的是，上述根据目标高处作业人员的身高与体重设定图像比例，其具体设定过程为：获取高处作业人员标准安全带穿戴区域图像中高处作业人员的身高、体重，将目标高处作业人员的身高与高处作业人员的身高的比值作为图像纵向调节比例，将目标高处作业人员的体重与高处作业人员的体重的比值作为图像横向调节比例，例如如果目标高处作业人员身高为180厘米，高处作业人员身高为160厘米，那么纵向调节比例为180/160=1.125，如果目标高处作业人员体重为80千克，高处作业人员体重为70千克，那么横向调节比例为80/70=1.143。
还需要说明的是，上述提取目标高处作业人员对应参照安全带穿戴区域图像的安全带穿戴线条轮廓以及各调节扣穿戴位置的具体方法为：对图像进行预处理，利用边缘检测技术获取安全带的线条边缘，利用OpenCV中的findContours函数提取安全带穿戴线条轮廓，利用长度工具得到安全带穿戴线条轮廓总长度，根据调节扣的形状对线条轮廓中各调节扣进行提取，获取各调节扣对应线条的位置坐标，并使用几何方法计算各调节扣的中心位置，将其作为各调节扣的穿戴位置。
同理得到目标高处作业人员的安全带穿戴区域图像中的安全带穿戴线条轮廓、安全带穿戴线条轮廓总长度以及各调节扣穿戴位置。
获取目标高处作业人员的安全带穿戴区域图像的安全带穿戴线条轮廓总长度。
进一步需要说明的是，目标高处作业人员的安全带穿戴线条不重合长度以及各调节扣穿戴位置偏差距离的获取方式为：将目标高处作业人员的安全带穿戴区域图像中的安全带穿戴线条轮廓与参照图像中的安全带穿戴线条轮廓进行比对，将二者未重合的各线条进行标记和测量，通过累加得到安全带穿戴线条不重合长度。
将目标高处作业人员的安全带穿戴区域图像中的各调节扣穿戴位置与参照图像中的对应调节扣穿戴位置之间的坐标距离作为各调节扣穿戴位置偏差距离。
由公式得到安全带的穿戴偏差指数，其中分别为设定安全带的穿戴线条不重合比例、穿戴位置偏差距离的许可阈值。
本发明实施例通过将目标高处作业人员的安全带穿戴规范系数与安全带松紧符合系数结合分析安全带穿戴符合系数，规避了现有智能双钩设备监控系统对这一层面忽视的弊端，科学且有效地了解在高处作业前目标高处作业人员的安全带穿戴情况，为后续目标高处作业人员的高处作业预先安全评估奠定坚实基础。
具体地，所述对高处作业装备信息进行解析，还包括：将目标高处作业人员的体重和配置工具重量累加得到安全双钩的理论承重量，根据安全双钩图像，获取安全双钩使用型号，进而从云数据库中提取安全双钩的最大限度承重量/>。
需要说明的是，上述根据安全双钩图像，获取安全双钩使用型号是通过识别图像中安全双钩主体表面标注的型号文字得到的。
根据目标高处作业人员当前作业地点，从气象台提取当前作业地点未来设定时间段内的最大风力强度，分析安全双钩在气象影响下的额外承重量，其计算公式为：，其中/>表示设定的安全双钩对应安全风力强度阈值，/>表示。
根据安全双钩图像，确认安全双钩磨损总面积和最大磨损深度/>，由此计算安全双钩的承载削弱量/>，/>，其中/>分别为设定的安全带许可磨损深度阈值、许可磨损面积阈值，/>表示自然常数。
进而由公式得到安全双钩承载能力系数，其中/>为设定的安全双钩安全盈余承重量。
需要说明的是，上述安全双钩磨损总面积和最大磨损深度的确认方式为：对安全双钩图像进行二值化处理，根据图像磨损特征识别并提取图像中各磨损区域，通过各磨损区域的像素数量获取各磨损区域的面积，通过累加计算得到安全双钩磨损总面积，将各磨损区域图像上传至CAD软件中构建三维模型，将各磨损区域厚度与安全双钩标准厚度的绝对值差值作为各磨损区域的磨损深度，筛选其中最大值作为安全双钩的最大磨损深度。
本发明实施例通过结合目标高处作业人员体重、配置工作重量、当前作业地点气象以及安全双钩自身磨损情况的影响分析安全双钩的承载能力系数，全面且准确地评估安全双钩的承载能力，确保目标高处作业人员所配置的安全双钩型号能够安全承载其作业需求，进一步保障其作业安全。
具体地，所述分析目标高处作业人员的高处作业预先安全评估指数，其计算公式为：，其中/>分别为设定的安全带穿戴符合系数、安全双钩承载能力系数对应权重占比。
所述高处作业人员装备风险预警模块，用于对目标高处作业人员进行装备预警工作。
需要说明的是，上述对目标高处作业人员进行装备预警工作具体为：通过目标高处作业人员佩戴的安全帽内置声音感应器发出装备预警特制警报声，提示目标高处作业人员不可进行高空作业，检查安全带的佩戴情况以及安全双钩的配置是否正确，待检查纠正完全后再次进行安全核验。
本发明实施例通过将安全带穿戴符合系数与安全双钩承载能力系数结合，综合分析目标高处作业人员的高处作业预先安全评估指数，据此进行装备预警工作，及时预警并纠正潜在的装备问题，不仅减少事故发生的可能性，保护高处作业人员的生命安全，还在一定程度上提高工作效率，减少不必要的时间浪费。
所述高处作业实施信息采集模块，用于在高处作业进行时，对目标高处作业人员的高处作业实施信息进行采集。
具体地，所述高处作业实施信息包括安全双钩固定信息、安全带扣固定信息以及作业人员状态信息。
其中，所述安全双钩固定信息包括左侧安全绳、右侧安全绳设定时间段内各设定时间点的张力值以及左侧钩、右侧钩设定时间段内各设定时间点的位移。
所述安全带扣固定信息包括安全带扣扣合部分设定时间段内各设定时间点的磁性吸力。
所述作业人员状态信息包括工作时长、设定时间段内各设定时间点的体温值与心率值。
需要说明的是，上述高处作业实施信息的具体获取过程为：通过左侧安全绳、右侧安全绳上安装的张力传感器获取其对应设定时间段内各设定时间点的张力值。
左侧钩、右侧钩设定时间段内各设定时间点的位移是通过左侧钩、右侧钩上安装的位移传感器获取的。
安全带扣扣合部分设定时间段内各设定时间点的磁性吸力是通过安全带扣扣合位置内嵌的磁力传感器监测得到的。
目标高处作业人员设定时间段内各设定时间点的体温值与心率值是通过其穿戴的安全带内嵌的温度传感器以及胸部位置内嵌的心率传感器监测得到的。
通过目标高处作业人员穿戴安全带中内嵌的微型电子定时器，在目标高处作业人员穿戴上安全带时进行自动计时，进而得到目标高处作业人员的工作时长。
所述高处作业实施安全评估模块，用于对高处作业实施信息进行解析，分析目标高处作业人员的高处作业实施安全评估指数，若其小于或者等于设定高处作业实施安全评估指数阈值时，确认目标高处作业人员作业实施风险项，并执行高处作业人员作业风险预警模块。
具体地，所述对高处作业实施信息进行解析，包括：获取左侧钩、右侧钩与其相连的安全绳之间的参照夹角，分别记为，根据安全双钩的理论承重量以及在气象影响下的额外承重量，由公式/>得到左侧安全绳的参照张力值，由公式得到右侧安全绳的参照张力值，其中/>为设定重力加速度，/>为设定安全绳参照张力修正因子。
需要解释的是，上述左侧钩与其相连的安全绳之间的参照夹角的获取方式为：通过左侧钩与左侧安全绳连接处安装的倾斜传感器，获取设定时间段内各设定时间点左侧钩与其相连的安全绳之间的夹角，提取其中的众数，将其作为左侧钩与其相连的安全绳之间的参照夹角，若没有众数则通过均值计算，将夹角均值作为左侧钩与其相连的安全绳之间的参照夹角。
同理得到右侧钩与其相连的安全绳之间的参照夹角。
从安全双钩固定信息中提取左侧安全绳设定时间段内各设定时间点的张力值，其中/>表示设定时间段内各设定时间点的编号，/>，结合安全双钩固定信息中左侧钩设定时间段内各设定时间点的位移/>，分析左侧钩的固定状态系数，其计算公式为：，其中/>分别为设定的安全绳张力合理偏差阈值、安全钩合理位移阈值，/>表示设定时间段内设定时间点总数。
同上述左侧钩的固定状态系数计算方法一致，分析得到右侧钩的固定状态系数。
由公式得到安全双钩的固定状态系数。
根据安全带扣固定信息中安全带扣扣合部分设定时间段内各设定时间点的磁性吸力，计算安全带扣的固定状态系数/>，/>，其中/>为设定的安全带扣扣合部分标准磁性吸力。
具体地，所述对高处作业实施信息进行解析，还包括：从作业人员状态信息提取设定时间段内各设定时间点的心率值，将其与云数据库中存储的人体正常心率值范围进行比对，筛选出心率值处于人体正常心率值范围之外的各设定时间点，并统计其数量，记为。
根据目标高处作业人员的工作时长，从云数据库中提取目标高处作业人员工作时长所处范围对应的身体疲乏因子/>。
结合设定时间段内各设定时间点的体温值，分析目标高处作业人员的作业状态异常系数，其计算公式为：/>，其中/>为设定的人体正常体温值。
具体地，所述分析目标高处作业人员的高处作业实施安全评估指数，其计算公式为：，其中/>分别为设定的安全双扣、安全带扣的固定状态系数对应权重占比。
所述高处作业人员作业风险预警模块，用于对目标高处作业人员进行作业预警工作。
需要说明的是，上述对目标高处作业人员进行作业预警工作具体为：通过目标高处作业人员佩戴的安全帽内置声音感应器发出作业预警特制警报声，提示目标高处作业人员立即停止高空作业，进行必要的紧急措施，如迅速转移至安全位置，休息片刻后检查安全带扣、安全双钩固定情况。
本发明实施例通过综合考虑安全双钩的固定状态系数、安全带扣的固定状态系数以及目标高处作业人员的作业状态异常系数，全面且精确地评估目标高处作业人员的高处作业实施安全，据此进行作业预警工作，完善现有智能双钩设备监控系统缺乏考虑安全带扣的固定情况以及高处作业人员自身作业状态的漏洞，进而最大程度地减少高处作业人员的安全风险，帮助提升高处作业的安全水平和效率。
所述云数据库，用于存储高处作业人员标准安全带穿戴区域图像，存储各身高范围各体重范围对应的安全带各调节扣的参照压力值，存储各型号安全双钩的最大限度承重量，存储人体正常心率值范围以及各工作时长范围对应的身体疲乏因子。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，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，只要不偏离发明的构思或者超越本发明所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种高处作业防坠落智能双钩设备监控系统，其特征在于：该系统包括：
目标高处作业人员信息提取模块，用于通过安全帽上的电子摄像设备对目标高处作业人员佩戴的工牌进行扫描，获取目标高处作业人员信息，其包括身高、体重、当前作业地点和配置工具重量；
高处作业装备信息采集模块，用于在高处作业前，对目标高处作业人员的高处作业装备信息进行采集；
高处作业预先安全评估模块，用于对高处作业装备信息进行解析，分析目标高处作业人员的高处作业预先安全评估指数，若其小于或者等于设定合理高处作业预先安全评估指数阈值时，确认目标高处作业人员装备风险项，并执行高处作业人员装备检查预警模块；
高处作业实施信息采集模块，用于在高处作业进行时，对目标高处作业人员的高处作业实施信息进行采集；
高处作业实施安全评估模块，用于对高处作业实施信息进行解析，分析目标高处作业人员的高处作业实施安全评估指数，若其小于或者等于设定高处作业实施安全评估指数阈值时，确认目标高处作业人员作业实施风险项，并执行高处作业人员作业风险预警模块；
高处作业人员装备风险预警模块，用于对目标高处作业人员进行装备预警工作；
高处作业人员作业风险预警模块，用于对目标高处作业人员进行作业预警工作；
云数据库，用于存储高处作业人员标准安全带穿戴区域图像，存储各身高范围各体重范围对应的安全带各调节扣的参照压力值，存储各型号安全双钩的最大限度承重量，存储人体正常心率值范围以及各工作时长范围对应的身体疲乏因子；
所述对高处作业装备信息进行解析，包括：从目标高处作业人员的全身图像中定位出安全带穿戴区域图像，获取安全带的综合破损面积和穿戴偏差指数/>，由此计算目标高处作业人员的安全带穿戴规范系数/>，/>，其中，分别为设定的穿戴偏差指数、综合破损面积对应占比权重，/>分别为设定的安全带许可的穿戴偏差指数阈值、破损面积阈值，/>为设定的穿戴规范评估修正因子；
根据目标高处作业人员的身高与体重，从云数据库中提取目标高处作业人员身高与体重所处范围对应安全带各调节扣的参照压力值，其中/>表示安全带各调节扣的编号，，结合目标高处作业人员安全带各调节扣的压力值/>，由公式得到目标高处作业人员的安全带松紧符合系数，其中/>为设定的安全带调节扣合理偏差阈值，/>为安全带总调节扣数；
分析目标高处作业人员的安全带穿戴符合系数，其计算公式为：，其中/>分别为设定的安全带穿戴规范系数、松紧符合系数对应穿戴符合评估占比权重。
2.根据权利要求1所述的一种高处作业防坠落智能双钩设备监控系统，其特征在于：所述高处作业装备信息包括目标高处作业人员全身图像、安全双钩图像和安全带各调节扣的监测压力值。
3.根据权利要求1所述的一种高处作业防坠落智能双钩设备监控系统，其特征在于：所述安全带的穿戴偏差指数的具体分析过程为：从云数据库中提取高处作业人员标准安全带穿戴区域图像，根据目标高处作业人员的身高与体重设定图像比例，按照设定图像比例对高处作业人员标准安全带穿戴区域图像进行调节，得到目标高处作业人员对应参照安全带穿戴区域图像，提取其中的安全带穿戴线条轮廓以及各调节扣穿戴位置，与目标高处作业人员的安全带穿戴区域图像中的安全带穿戴线条轮廓以及对应调节扣穿戴位置分别进行比较，得到目标高处作业人员的安全带穿戴线条不重合长度以及各调节扣穿戴位置偏差距离/>；
获取目标高处作业人员的安全带穿戴区域图像的安全带穿戴线条轮廓总长度；
由公式得到安全带的穿戴偏差指数，其中/>分别为设定安全带的穿戴线条不重合比例、穿戴位置偏差距离的许可阈值。
4.根据权利要求2所述的一种高处作业防坠落智能双钩设备监控系统，其特征在于：所述对高处作业装备信息进行解析，还包括：将目标高处作业人员的体重和配置工具重量累加得到安全双钩的理论承重量，根据安全双钩图像，获取安全双钩使用型号，进而从云数据库中提取安全双钩的最大限度承重量/>；
根据目标高处作业人员当前作业地点，从气象台提取当前作业地点未来设定时间段内的最大风力强度，分析安全双钩在气象影响下的额外承重量，其计算公式为：，其中/>表示设定的安全双钩对应安全风力强度阈值，/>表示/>；
根据安全双钩图像，确认安全双钩磨损总面积和最大磨损深度/>，由此计算安全双钩的承载削弱量/>，/>，其中/>分别为设定的安全带许可磨损深度阈值、许可磨损面积阈值，/>表示自然常数；
进而由公式得到安全双钩承载能力系数，其中/>为设定的安全双钩安全盈余承重量。
5.根据权利要求4所述的一种高处作业防坠落智能双钩设备监控系统，其特征在于：所述分析目标高处作业人员的高处作业预先安全评估指数，其计算公式为：，其中/>分别为设定的安全带穿戴符合系数、安全双钩承载能力系数对应权重占比。
6.根据权利要求4所述的一种高处作业防坠落智能双钩设备监控系统，其特征在于：所述高处作业实施信息包括安全双钩固定信息、安全带扣固定信息以及作业人员状态信息；
其中，所述安全双钩固定信息包括左侧安全绳、右侧安全绳设定时间段内各设定时间点的张力值以及左侧钩、右侧钩设定时间段内各设定时间点的位移；
所述安全带扣固定信息包括安全带扣扣合部分设定时间段内各设定时间点的磁性吸力；
所述作业人员状态信息包括工作时长、设定时间段内各设定时间点的体温值与心率值。
7.根据权利要求6所述的一种高处作业防坠落智能双钩设备监控系统，其特征在于：所述对高处作业实施信息进行解析，包括：获取左侧钩、右侧钩与其相连的安全绳之间的参照夹角，分别记为，根据安全双钩的理论承重量以及在气象影响下的额外承重量，由公式/>得到左侧安全绳的参照张力值，由公式得到右侧安全绳的参照张力值，其中/>为设定重力加速度，/>为设定安全绳参照张力修正因子；
从安全双钩固定信息中提取左侧安全绳设定时间段内各设定时间点的张力值，其中/>表示设定时间段内各设定时间点的编号，/>，结合安全双钩固定信息中左侧钩设定时间段内各设定时间点的位移/>，分析左侧钩的固定状态系数，其计算公式为：，其中/>分别为设定的安全绳张力合理偏差阈值、安全钩合理位移阈值，/>表示设定时间段内设定时间点总数；
同上述左侧钩的固定状态系数计算方法一致，分析得到右侧钩的固定状态系数；
由公式得到安全双钩的固定状态系数；
根据安全带扣固定信息中安全带扣扣合部分设定时间段内各设定时间点的磁性吸力，计算安全带扣的固定状态系数/>，/>，其中/>为设定的安全带扣扣合部分标准磁性吸力。
8.根据权利要求7所述的一种高处作业防坠落智能双钩设备监控系统，其特征在于：所述对高处作业实施信息进行解析，还包括：从作业人员状态信息提取设定时间段内各设定时间点的心率值，将其与云数据库中存储的人体正常心率值范围进行比对，筛选出心率值处于人体正常心率值范围之外的各设定时间点，并统计其数量，记为；
根据目标高处作业人员的工作时长，从云数据库中提取目标高处作业人员工作时长所处范围对应的身体疲乏因子/>；
结合设定时间段内各设定时间点的体温值，分析目标高处作业人员的作业状态异常系数，其计算公式为：/>，其中/>为设定的人体正常体温值。
9.根据权利要求8所述的一种高处作业防坠落智能双钩设备监控系统，其特征在于：所述分析目标高处作业人员的高处作业实施安全评估指数，其计算公式为：，其中/>分别为设定的安全双扣、安全带扣的固定状态系数对应权重占比。
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