CN117114505A - 一种建筑施工现场环境监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环境监测的技术领域，特别是涉及一种建筑施工现场环境监测方法及系统，其有助于制定更精准和有效的环境优化保障措施，提高施工现场的环境质量；方法包括：获取建筑施工现场在历史施工过程中的多维度环境信息集合、施工作业信息集合和气象条件信息集合；将多维度环境信息集合、施工作业信息集合和气象条件信息集合标注时间节点，并根据时间节点进行相互关联；对多维度环境信息集合和施工作业信息集合进行相关性分析，获得环境作业相关系数矩阵；对多维度环境信息集合和气象条件信息集合进行相关性分析，获得环境气象相关系数矩阵。

Description

一种建筑施工现场环境监测方法及系统

技术领域

本发明涉及环境监测的技术领域，特别是涉及一种建筑施工现场环境监测方法及系统

背景技术

建筑施工现场通常存在噪音、振动、粉尘、有害气体等环境污染源，这些污染源会对劳动者和周围居民的健康造成潜在风险，通过环境监测，可以及时发现和评估这些环境污染源的水平，采取适当的控制措施以确保工人和周围人员的健康与安全。

现有的建筑施工现场环境监测方法大多采用实时监测，即通过各类环境传感器实时监测环境变化，当监测到的环境数据劣于规定环境指标时，再采取相应的环境优化措施，难以做到提前一定时间预测环境的变化情况，无法提前准备相应的优化措施，导致施工现场的环境改善存在一定的延迟性，因此亟需一种能够预测未来预设时间节点的建筑施工现场环境的监测方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种有助于制定更精准和有效的环境优化保障措施，提高施工现场的环境质量的建筑施工现场环境监测方法。

第一方面，本发明提供了一种建筑施工现场环境监测方法，所述方法包括：

获取建筑施工现场在历史施工过程中的多维度环境信息集合、施工作业信息集合和气象条件信息集合；

将所述多维度环境信息集合、所述施工作业信息集合和所述气象条件信息集合标注时间节点，并根据时间节点进行相互关联；

对所述多维度环境信息集合和所述施工作业信息集合进行相关性分析，获得环境作业相关系数矩阵；对所述多维度环境信息集合和所述气象条件信息集合进行相关性分析，获得环境气象相关系数矩阵；

分析确定所述施工作业信息集合中各元素分别对所述多维度环境信息集合中各元素的影响权重，获得环境作业影响权重矩阵；分析确定所述气象条件信息集合中各元素分别对所述多维度环境信息集合中各元素的影响权重，获得环境气象影响权重矩阵；

获取未来预设时间节点的施工作业信息集合与气象条件信息集合；

根据未来预设时间节点的施工作业信息集合与气象条件信息集合，确定集合中各元素相对应的相关系数以及影响权重，计算未来预设时间节点的多维度环境信息集合中各元素的环境特征评价参数；

选取环境特征评价参数中超过预设阈值的环境特征，获得未来预设时间节点的敏感环境特征集合；

根据敏感环境特征集合，制定环境优化保障措施。

进一步地，所述多维度环境信息集合由多个环境特征组成，所述环境特征包括噪音、震动、粉尘和水质；所述气象条件信息集合由多个气象特征组成，所述气象特征包括风速、风向、降雨量、温度和湿度；所述施工作业信息集合由多个作业类型组成，所述作业类型包括夯实作业、爆破作业、混凝土搅拌作业、混凝土浇筑作业、钻孔作业、打桩作业和切割作业。

进一步地，所述多维度环境信息集合中的噪音和气象条件信息集合中的风速，计算两者之间的相关系数如下：其中，R表示噪音与风速之间的相关系数，/>表示样本数据中噪音平均值，/>表示样本数据中风速平均值，表示第i个样本中的噪音值，/>表示第i个样本中的风速值，n表示样本数量，/>表示样本数据中噪音的标准差，/>表示样本数据中风速的标准差。

进一步地，在计算施工作业信息集合中的作业类型与多维度环境信息集合中的环境特征之间的相关系数时，需要对作业类型进行量化，所述量化方法包括：

为施工作业信息集合中的每个作业类型分配一个唯一的数值编码；

将数值编码作为作业类型的维度，与多维度环境信息集合进行相关性分析；在计算相关系数矩阵时，使用数值编码所代表的数值进行计算。

进一步地，计算未来预设时间节点的多维度环境信息集合中各元素的环境特征评价参数的方法，包括：

对于作业类型相关系数和影响权重的确定：根据施工作业信息集合中的作业类型，在环境作业相关系数矩阵中提取对应的作业类型相关系数，并在环境作业影响权重矩阵中提取对应的作业类型影响权重；

对于气象特征相关系数和影响权重的确定：根据气象条件信息集合中的气象特征，在环境气象相关系数矩阵中提取对应的气象特征相关系数，并在环境气象影响权重矩阵中提取对应的气象特征影响权重；

对施工作业信息集合中的作业类型和气象条件信息集合中的气象特征进行数据预处理；

根据作业类型相关系数、作业类型影响权重、气象特征相关系数、气象特征影响权重、数据量化后的作业类型和气象特征，计算得到多维度环境信息集合中各环境特征评价参数。

进一步地，所述环境特征评价参数的计算公式为：

其中，/>表示第i个环境特征评价参数，/>表示作业类型相关系数，/>表示作业类型影响权重，/>表示气象特征相关系数，/>表示气象特征影响权重，m表示作业类型的数量，k表示气象特征的数量。

进一步地，所述敏感环境特征集合的获得方法，包括：

根据环境标准规定预设阈值；

对未来预设时间节点的环境特征评价参数进行检查，筛选出超过预设阈值的环境特征评价参数；

将筛选出的超过预设阈值的环境特征评价参数所对应的环境特征组成敏感环境特征集合。

另一方面，本申请还提供了一种建筑施工现场环境监测系统，所述系统包括：

数据收集模块，用于收集建筑施工现场历史施工过程中的多维度环境信息集合、施工作业信息集合和气象条件信息集合；并将多维度环境信息集合、施工作业信息集合和气象条件信息集合按时间节点进行标注和相互关联，并打包发送；

相关性分析模块，用于接收数据收集模块发送的多维度环境信息集合、施工作业信息集合和气象条件信息集合；对多维度环境信息集合和施工作业信息集合进行相关性分析，得到环境作业相关系数矩阵；同时对多维度环境信息集合和气象条件信息集合进行相关性分析，得到环境气象相关系数矩阵；

权重分析模块，用于接收数据收集模块发送的多维度环境信息集合、施工作业信息集合和气象条件信息集合；分析确定施工作业信息集合中各元素对多维度环境信息集合中各元素的影响权重，得到环境作业影响权重矩阵；分析确定气象条件信息集合中各元素对多维度环境信息集合中各元素的影响权重，得到环境气象影响权重矩阵；

预测评价模块，用于获取未来预设时间节点的施工作业信息集合和气象条件信息集合；根据未来预设时间节点的施工作业信息集合和气象条件信息集合，确定集合中各元素相对应的相关系数以及影响权重，计算未来预设时间节点的多维度环境信息集合中各元素的环境特征评价参数；

敏感特征分析模块，用于存储各元素环境特征评价参数的对比阈值，并选取预测评价模块计算得到的环境特征评价参数中超过对比阈值的环境特征，得到未来预设时间节点的敏感环境特征集合；

优化措施制定模块，用于根据敏感环境特征集合，制定未来预设时间节点的环境优化保障措施。

第三方面，本申请提供了一种电子设备，包括总线、收发器、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述收发器、所述存储器和所述处理器通过所述总线相连，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述任意一项所述方法中的步骤。

第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项所述方法中的步骤。

与现有技术相比本发明的有益效果为：

本发明不仅考虑了多维度的环境信息，还将施工作业信息和气象条件信息纳入考虑；通过分析它们之间的相关性和影响权重，可以更全面地了解各因素对环境变化的影响程度；这有助于制定更精准和有效的环境优化保障措施，提高施工现场的环境质量；

本发明能够预测未来预设时间节点的建筑施工现场环境情况；通过分析历史施工过程中的多维度环境信息、施工作业信息和气象条件信息，以及它们之间的相关性，可以对未来环境变化做出较为准确的预测；这使得施工现场可以提前准备相应的优化措施，及时采取措施以确保工人和周围人员的健康与安全；

通过预测未来环境变化和筛选敏感环境特征，本发明能够提前根据环境情况的变化制定环境优化保障措施；工程管理人员可以在施工前期或提前规划阶段就针对性地采取相应的措施，如噪声隔离措施、粉尘控制措施等，以减少对劳动者和周围居民的健康风险；

综上所述，本发明通过预测能力、综合考虑因素、敏感环境特征筛选和提前制定措施等优点，能够更有效地监测、评估和改善建筑施工现场的环境质量，保障工人和周围人员的健康与安全。

附图说明

图1是本发明的流程图；

图2是计算各环境特征评价参数的流程图；

图3是获取敏感环境特征集合的流程图；

图4是建筑施工现场环境监测系统的结构图。

具体实施方式

在本申请的描述中，所属技术领域的技术人员应当知道，本申请可以实现为方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。因此，本申请可以具体实现为以下形式：完全的硬件、完全的软件（包括固件、驻留软件、微代码等）、硬件和软件结合的形式。此外，在一些实施例中，本申请还可以实现为在一个或多个计算机可读存储介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读存储介质中包含计算机程序代码。

上述计算机可读存储介质可以采用一个或多个计算机可读存储介质的任意组合。计算机可读存储介质包括：电、磁、光、电磁、红外或半导体的系统、装置或器件，或者以上任意的组合。计算机可读存储介质更具体的例子包括：便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器、只读存储器、可擦除可编程只读存储器、闪存、光纤、光盘只读存储器、光存储器件、磁存储器件或以上任意组合。在本申请中，计算机可读存储介质可以是任意包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置、器件使用或与其结合使用。

本申请技术方案中对数据的获取、存储、使用、处理等均符合国家法律的相关规定。

本申请通过流程图和/或方框图描述所提供的方法、装置、电子设备。

应当理解，流程图和/或方框图的每个方框以及流程图和/或方框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，这些计算机可读程序指令通过计算机或其他可编程数据处理装置执行，产生了实现流程图和/或方框图中的方框规定的功能/操作的装置。

也可以将这些计算机可读程序指令存储在能使得计算机或其他可编程数据处理装置以特定方式工作的计算机可读存储介质中。这样，存储在计算机可读存储介质中的指令就产生出一个包括实现流程图和/或方框图中的方框规定的功能/操作的指令装置产品。

也可以将计算机可读程序指令加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上，使得在计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机或其他可编程数据处理装置上执行的指令能够提供实现流程图和/或方框图中的方框规定的功能/操作的过程。

下面结合本申请中的附图对本申请进行描述。

实施例

如图1至图3所示，本发明的一种建筑施工现场环境监测方法，具体包括以下步骤：

S1、获取建筑施工现场在历史施工过程中的多维度环境信息集合、施工作业信息集合和气象条件信息集合；

具体在本步骤中，所述多维度环境信息集合中的环境特征包括噪音、震动、粉尘和水质；所述气象条件信息集合中的气象特征包括风速、风向、降雨量、温度和湿度；所述施工作业信息集合中的作业类型包括夯实作业、爆破作业、混凝土搅拌作业、混凝土浇筑作业、钻孔作业、打桩作业和切割作业；更为具体的，各集合中各元素特征的获取方法，包括以下内容：

a、多维度环境信息集合获取：

噪音信息，使用噪声传感器或噪声监测仪器来测量建筑施工现场的噪音水平；传感器可以放置在不同位置收集数据，或者移动式传感器在施工现场内进行监测；测量的数据可以包括噪音强度、频谱特性等多个维度的信息；

震动信息，使用振动传感器或振动监测仪器来监测建筑施工现场的振动水平；传感器可以安装在结构或地面上，以测量由施工活动引起的震动；数据可以包括振动加速度、速度和位移等信息；

粉尘信息，使用粉尘颗粒计数器、颗粒物浓度仪或颗粒物采样仪来测量建筑施工现场的粉尘水平；这些设备可以采集空气中的颗粒物样本，并测量颗粒物的浓度和粒径分布等信息；

水质信息，对施工现场的水体进行监测，包括污水、地下水或其他可能受到污染的水源；可以使用水质监测仪器来测量水体中的各种物理、化学和生物参数，如pH值、溶解氧、浑浊度、硬度、重金属含量等；

b、施工作业信息集合获取：

夯实作业、爆破作业、混凝土搅拌作业、混凝土浇筑作业、钻孔作业、打桩作业和切割作业等施工作业可通过监控设备、施工日志和作业记录等方式获得；监控设备可以记录机器或设备的工作状态和操作时间，而施工日志和作业记录可以提供施工工作的详细描述和时间信息；

c、气象条件信息集合获取：

气象条件信息集合中的各个元素特征可以通过气象预报平台获取；气象预报平台使用多种气象观测设备，如气象卫星、雷达、气象球和气象传感器等来获取实时的气象数据；这些数据包括温度、湿度、气压、风速和风向等气象要素的测量值；同时历史气象条件信息集合也可以通过以下传感器进行更加精准的采集：

风速和风向信息，使用风速传感器和风向传感器来测量建筑施工现场的风速和风向；传感器可以被放置在不同的位置，以覆盖整个施工区域，并记录实时的风速和风向数据；

降雨量信息，使用雨量计来测量建筑施工现场的降雨量；雨量计可以通过收集雨水并测量收集的水量来确定降雨量的大小；

温度和湿度信息，使用温湿度传感器来测量建筑施工现场的温度和湿度；传感器可以安装在不同的位置，以获取施工区域内的温湿度变化情况。

以上技术方案可以根据建筑施工现场的具体要求进行选择和组合，以获取历史施工现场的多维度环境信息集合、施工作业信息集合和气象条件信息集合；这些数据将为后续步骤提供基础，以进行相关性分析和环境优化措施的制定。

S2、将所述多维度环境信息集合、所述施工作业信息集合和所述气象条件信息集合标注时间节点，并根据时间节点进行相互关联；

步骤S2的目的是建立时间序列的关联，以便在后续步骤中进行数据分析和预测；具体地，步骤S2的执行过程如下：

S21、标注时间节点：将多维度环境信息集合、施工作业信息集合和气象条件信息集合中的每个数据点与其所对应的时间戳进行标注；时间戳可以是具体的日期和时间，以确保数据的时间顺序准确无误；

S22、相互关联：通过时间戳将多维度环境信息集合、施工作业信息集合和气象条件信息集合相互关联起来；例如，可以使用时间戳作为关键字段将环境数据、作业数据和气象数据进行匹配和对应，确保它们在时间上保持一致。

通过将多维度环境信息集合、施工作业信息集合和气象条件信息集合的数据点与时间戳进行关联，可以建立起它们之间的时间序列关系；能够更好地理解数据的时间变化趋势和相互影响；通过标注时间节点，确保数据的时间顺序准确无误；确保它们在时间上保持一致；能够避免数据之间的混淆或错误匹配，确保分析和预测的可靠性。

S3、对所述多维度环境信息集合和所述施工作业信息集合进行相关性分析，获得环境作业相关系数矩阵；对所述多维度环境信息集合和所述气象条件信息集合进行相关性分析，获得环境气象相关系数矩阵；

在步骤S3中，当采用相关系数矩阵分析多维度环境信息集合和施工作业信息集合的相关性时，需要计算两个集合中各个维度之间的相关系数；以噪音、震动、粉尘和水质为多维度环境信息集合的维度，以夯实作业、爆破作业、混凝土搅拌作业、混凝土浇筑作业、钻孔作业、打桩作业和切割作业为施工作业信息集合的维度，可以构建一个4×7的相关系数矩阵；例如，已经计算了多维度环境信息集合和施工作业信息集合之间的相关系数，得到如下矩阵表：

在上述矩阵中，每个元素表示多维度环境信息集合中对应维度与施工作业信息集合中对应维度之间的相关系数；通过观察相关系数矩阵，能够进一步分析不同环境信息维度与施工作业维度之间的相关性强度和方向，以帮助评估环境信息对施工作业的影响或关联程度。

当采用相关系数矩阵分析多维度环境信息集合和气象条件信息集合的相关性时，需要计算两个集合中各个维度之间的相关系数。以噪音、震动、粉尘和水质作为多维度环境信息集合的维度，以风速、风向、降雨量、温度和湿度作为气象条件信息集合的维度，可以构建一个4×5的相关系数矩阵。例如，已经计算了多维度环境信息集合和气象条件信息集合之间的相关系数，得到如下矩阵表：

在上述矩阵中，每个元素表示多维度环境信息集合中对应维度与气象条件信息集合中对应维度之间的相关系数；通过观察相关系数矩阵，能够进一步分析不同环境信息维度与气象条件维度之间的相关性强度和方向，以帮助评估气象条件对环境信息的影响或关联程度。

更为具体的，对于上述多维度环境信息集合和气象条件信息集合之间的相关系数矩阵，通过使用皮尔逊相关系数计算得来。举例说明，例如，对于多维度环境信息集合中的噪音和气象条件信息集合中的风速，计算两者之间的相关系数如下：其中，R表示噪音与风速之间的相关系数，/>表示样本数据中噪音平均值，/>表示样本数据中风速平均值，/>表示第i个样本中的噪音值，表示第i个样本中的风速值，n表示样本数量，/>表示样本数据中噪音的标准差，/>表示样本数据中风速的标准差；

依此类推，对于矩阵中的其他每个元素，按照相应的维度进行计算，得到相应的相关系数。综上所述，通过计算每对维度之间的皮尔逊相关系数，可以构建出多维度环境信息集合与气象条件信息集合之间的相关系数矩阵，以及多维度环境信息集合与施工作业信息集合之间的相关系数矩阵，用于分析它们之间的相关性。

其中，在计算施工作业信息集合中的作业类型与其他维度之间的相关系数时，需要将作业类型进行量化；量化作业类型的方法可以根据具体情况而定，具体包括以下方法：

数值编码：可以为施工作业信息集合中的每个作业类型分配一个数值编码；例如，夯实作业可以用1代表，爆破作业用2代表，混凝土搅拌作业用3代表，以此类推；然后，将这些数值编码作为作业类型的维度，与多维度环境信息集合进行相关性分析；在计算相关系数矩阵时，可以使用数值编码所代表的数值进行计算；

独热编码：独热编码将每个作业类型转换为一个二进制的向量；对于施工作业信息集合中的作业类型维度，可以为每个作业类型创建一个二进制向量，并将该作业类型对应的位置设置为1，其他位置设置为0；例如，对于夯实作业，可以创建一个长度为7的二进制向量，表示夯实作业类型；采用独热编码后，将这些二进制向量作为作业类型的维度，与多维度环境信息集合进行相关性分析；在计算相关系数矩阵时，可以使用二进制向量的数值进行计算；

以上两种方法都可以用于量化施工作业信息集合中的作业类型，并将其与其他维度进行相关性分析；选择哪种方法取决于具体的应用场景和数据处理的要求。

在本步骤中，通过计算相关系数矩阵，可以得到不同维度之间的相关系数，从而量化环境信息和施工作业或气象条件之间的关联程度；这种定量的衡量方法提供了更具体和可比较的结果，可以帮助进一步分析不同维度之间的关系强度和方向；

相关系数矩阵的构建不限于特定的维度数量和选择；根据具体问题和数据集的需求，可以选择不同的环境信息和施工作业或气象条件维度进行分析；这种维度的灵活性和可扩展性使得相关性分析方法适用于各种环境和施工场景，并能够根据需求进行自定义；

相关系数矩阵可以以矩阵形式呈现，使得结果的可视化更为直观和易于理解；通过观察矩阵中的数值，可以直观地判断维度之间的相关性强度和方向，从而为环境管理和决策提供直观的参考；此外，相关系数矩阵也可以基于热图等可视化方法进行表达，更加直观地展示不同维度之间的相关性。

S4、分析确定所述施工作业信息集合中各元素分别对所述多维度环境信息集合中各元素的影响权重，获得环境作业影响权重矩阵；分析确定所述气象条件信息集合中各元素分别对所述多维度环境信息集合中各元素的影响权重，获得环境气象影响权重矩阵；

S4步骤是分析确定施工作业信息集合和气象条件信息集合对多维度环境信息集合中各元素的影响权重，以获得环境作业影响权重矩阵和环境气象影响权重矩阵；具体包括以下步骤：

数据收集和预处理：收集历史施工过程中的多维度环境信息集合、施工作业信息集合和气象条件信息集合，并确保数据的准确性和完整性；对数据进行预处理，包括去除异常值、填补缺失值和数据标准化等；

影响权重计算：基于S3步骤中的相关性分析的结果，计算施工作业信息集合对多维度环境信息集合的影响权重；可以使用回归分析、因子分析、熵权法等方法来计算权重；同样地，计算气象条件信息集合对多维度环境信息集合的影响权重，采用类似的分析方法；

环境作业影响权重矩阵和环境气象影响权重矩阵的生成：将计算得到的施工作业信息集合和气象条件信息集合的影响权重，整理成矩阵形式；矩阵中的每个元素反映了施工作业或气象条件对应的环境特征的影响程度，高权重表示较强的影响，低权重表示较弱的影响；

在本步骤中，通过分析施工作业信息集合和气象条件信息集合对多维度环境信息集合的影响权重，综合考虑了多个因素对环境的影响；这使得权重矩阵可以更准确地反映不同因素对环境的重要性；

通过生成环境作业影响权重矩阵和环境气象影响权重矩阵，可以量化施工作业和气象条件对不同环境维度的影响程度；这有助于理解环境变化的原因，并为后续的决策和优化提供依据。

S5、获取未来预设时间节点的施工作业信息集合与气象条件信息集合；在本步骤中具体包括以下获取方法：

施工作业信息集合获取技术方案：

人工记录：人工记录是一种简单而直接的方法，可以通过在施工现场进行观察和记录来获取施工作业信息；相关工作人员可以记录各种施工作业的详细信息，包括类型、时间、地点、设备使用等；

工时监控系统：工时监控系统可以通过安装传感器或摄像头来监测施工现场的活动和作业类型；这些系统可以自动记录施工活动的开始和结束时间，并生成相应的作业信息集合；这种系统通常与工地管理软件集成，可以提供实时的作业信息。

气象条件信息集合获取技术方案：

气象站观测：在施工现场周围设置气象站，使用专业的气象仪器进行观测，如风速计、湿度计、气温计等；这些气象站可以实时获取气象条件信息，并将其记录和传输到监测系统中；

气象预报数据：使用气象预报数据是一种常用的获取气象条件信息集合的方法；气象预报部门提供准确的气象预报数据，包括风速、风向、降雨量、温度和湿度等信息；施工方可以订阅气象预报服务并获取所需的气象条件信息；

综合考虑，为获得未来预设时间节点的施工作业信息集合与气象条件信息集合，可以采用人工记录和工时监控系统结合的方式获取施工作业信息集合，同时使用气象站观测和气象预报数据相结合的方式获取气象条件信息集合；能够确保数据的准确性和及时性，为后续分析和预测提供准确的信息基础。

S6、根据施工作业信息集合与气象条件信息集合，确定集合中各元素相对应的相关系数以及影响权重，计算未来预设时间节点的多维度环境信息集合中各元素的环境特征评价参数；

本步骤具体包括以下内容：

S61、对于作业类型相关系数和影响权重的确定：根据施工作业信息集合中的作业类型，在环境作业相关系数矩阵中提取对应的作业类型相关系数，并在环境作业影响权重矩阵中提取对应的作业类型影响权重；

S62、对于气象特征相关系数和影响权重的确定：根据气象条件信息集合中的气象特征，在环境气象相关系数矩阵中提取对应的气象特征相关系数，并在环境气象影响权重矩阵中提取对应的气象特征影响权重；

S63、对施工作业信息集合中的作业类型和气象条件信息集合中的气象特征进行数据预处理，包括归一化或标准化等步骤，以确保数据在相同的尺度上；

S64、根据作业类型相关系数、作业类型影响权重、气象特征相关系数、气象特征影响权重、数据量化后的作业类型和气象特征，计算得到多维度环境信息集合中各环境特征评价参数；具体计算过程基于数学模型，例如使用加权求和的方法来计算环境特征评价参数；假设有n个环境特征需要评价，对于第i个环境特征评价参数，计算方式为：其中，/>表示第i个环境特征评价参数，/>表示作业类型相关系数，/>表示作业类型影响权重，/>表示气象特征相关系数，/>表示气象特征影响权重，m表示作业类型的数量，k表示气象特征的数量；

S65、重复上述步骤，计算所有n个环境特征的评价参数。

步骤S61和步骤S62为两个相互独立的步骤，在实施时同时进行，分别是为了确定各作业类型与各环境特征之间的相关系数、影响权重以及确定各气象特征与各环境特征之间的相关系数、影响权重；

步骤S6综合考虑了施工作业类型和气象条件两个方面的信息，通过相关系数和影响权重来评估各个因素对环境特征的影响；本步骤基于数学模型，例如使用加权求和的方法来计算环境特征评价参数；这样可以将不同因素的相关系数和影响权重进行合理的权衡，得到综合评价结果。

S7、选取环境特征评价参数中超过预设阈值的环境特征，获得未来预设时间节点的敏感环境特征集合；

在步骤S6中，已经计算得到了未来预设时间节点的多维度环境信息集合中各元素的环境特征评价参数；现在需要从这些评价参数中找出超过预设阈值的敏感环境特征，具体包括以下步骤：

S71、确定预设阈值：可以根据相关的环境标准、规范或项目需求来设定预设阈值；这些标准针对噪音、震动、粉尘等环境参数制定特定的限制或建议值；预设阈值应该基于这些规范，并具有合理性和可实现性；

S72、对未来预设时间节点的环境特征评价参数进行筛选：根据步骤S6计算得到的环境特征评价参数，对每个环境特征进行检查，筛选出那些超过预设阈值的参数；

S73、形成敏感环境特征集合：将筛选出的超过预设阈值的环境特征参数组成敏感环境特征集合；这个集合将包含需要进一步关注和采取环境优化保障措施的环境特征。

在本步骤中，通过对未来预设时间节点的环境特征评价参数进行筛选，可以快速且准确地找出超过预设阈值的敏感环境特征；这有助于精确定位需要关注和采取环境优化保障措施的特定环境问题；通过将超过预设阈值的环境特征参数组成敏感环境特征集合，可以更好地组织和管理需要优化的环境问题；这样可以为后续的环境优化决策提供清晰的目标和参考。

S8、根据敏感环境特征集合，制定环境优化保障措施。

在S8步骤中，根据敏感环境特征集合，制定环境优化保障措施，可以通过结合环境监测领域的技术方案来提供可行的解决方案；具体包括以下环境优化保障措施：

a、声学控制措施：

声屏障：设置高度适当的围挡或隔离墙，用于减少噪音传播；

音频警示系统：通过高质量的扬声器系统，在施工现场及时警示工人和周围人员避免噪音暴露；

噪音减振装置：在施工设备或工具上使用吸音材料或隔离装置，减少噪音的产生和传播；

b、振动控制措施：

减振材料：使用减振材料或减震装置来降低施工设备或机械振动的传播；

振动监测系统：安装振动传感器和监测设备，实时监测施工现场的振动水平，并采取相应的控制措施；

c、粉尘控制措施：

防护设备：提供适当的防护设备给工人，如呼吸器、防护面具和防尘服，以减少粉尘吸入；

抑尘剂和湿化系统：在施工现场使用抑尘剂或湿化系统，降低粉尘的产生和扩散；

负压封闭系统：对产生大量粉尘的机械设备或作业区域，使用负压封闭系统，将粉尘排出到封闭的收集装置中；

d、有害气体控制措施：

通风系统：安装有效的通风设备，保持施工现场的空气流通，降低有害气体浓度；

检测与报警系统：安装气体传感器和监测设备，实时监测有害气体的浓度，并设立报警系统；

个人防护装备：提供适当的个人防护装备给工人，如呼吸器和防护服，以减少有害气体的吸入；

e、水质控制措施：

安装废水处理设备：在施工现场配置废水处理设备，如沉淀池、过滤器、生物处理系统等，以净化施工产生的废水；

分离与收集：合理分离不同来源的废水，避免混合污染，并进行相应的处理和回收；

合理储存化学物品：对于施工现场使用的化学品和有害物质，应采取适当的储存设施和措施，避免外泄和污染土壤和水源；

溢漏应急预案：制定应急预案，培训工作人员熟悉溢漏事故的处理方法，以迅速应对和控制污染物外溢事件。

在实际应用中，具体的措施需要根据施工现场的具体情况进行综合考量和个性化设计；此外，技术方案还包括风险评估、定期检查与维护、培训与教育等方面的措施，以确保施工现场环境的持续改善和保护工人与周围居民的健康与安全。

实施例二

如图4所示，本发明的一种建筑施工现场环境监测系统，具体包括以下模块；

数据收集模块，用于收集建筑施工现场历史施工过程中的多维度环境信息集合、施工作业信息集合和气象条件信息集合；并将多维度环境信息集合、施工作业信息集合和气象条件信息集合按时间节点进行标注和相互关联，并打包发送；

相关性分析模块，用于接收数据收集模块发送的多维度环境信息集合、施工作业信息集合和气象条件信息集合；对多维度环境信息集合和施工作业信息集合进行相关性分析，得到环境作业相关系数矩阵；同时对多维度环境信息集合和气象条件信息集合进行相关性分析，得到环境气象相关系数矩阵；

权重分析模块，用于接收数据收集模块发送的多维度环境信息集合、施工作业信息集合和气象条件信息集合；分析确定施工作业信息集合中各元素对多维度环境信息集合中各元素的影响权重，得到环境作业影响权重矩阵；分析确定气象条件信息集合中各元素对多维度环境信息集合中各元素的影响权重，得到环境气象影响权重矩阵；

预测评价模块，用于获取未来预设时间节点的施工作业信息集合和气象条件信息集合；根据未来预设时间节点的施工作业信息集合和气象条件信息集合，确定集合中各元素相对应的相关系数以及影响权重，计算未来预设时间节点的多维度环境信息集合中各元素的环境特征评价参数；

敏感特征分析模块，用于存储各元素环境特征评价参数的对比阈值，并选取预测评价模块计算得到的环境特征评价参数中超过对比阈值的环境特征，得到未来预设时间节点的敏感环境特征集合；

优化措施制定模块，用于根据敏感环境特征集合，制定未来预设时间节点的环境优化保障措施。

在本实施例中，相关性分析模块能够对多维度环境信息、施工作业信息和气象条件信息进行相关性分析；通过计算相关系数矩阵，可以了解不同变量之间的关系和相互影响程度；这有助于深入理解施工活动、气象条件和环境污染之间的相互关系，为未来预测提供重要依据；

权重分析模块能够分析施工作业信息和气象条件信息对环境信息的影响权重；通过计算影响权重矩阵，可以确定不同变量对环境污染的贡献程度，进一步准确地评估环境变化的可能性；这有助于系统更精确地预测未来环境状况；

预测评价模块能够根据未来预设时间节点的施工作业信息和气象条件信息，在考虑相关系数和影响权重的基础上，计算未来环境的特征评价参数；能够提前预测环境污染水平，为制定优化措施提供依据，并确保施工现场的环境健康与安全；

系统通过敏感特征分析模块，可以设定环境特征评价参数的对比阈值，并筛选出超过阈值的敏感环境特征；这使得监测系统可以重点关注重要的环境指标，对潜在风险做出及时反应，提供有效的环境保护措施；

系统通过优化措施制定模块，根据敏感环境特征集合，能够制定适当的环境优化保障措施；这有助于及时应对未来环境变化，降低施工现场环境污染对劳动者和周围居民的风险，保障他们的健康与安全；

综上所述，本系统通过综合数据采集、相关性分析、权重分析、预测评价、敏感特征分析和优化措施制定等模块的应用，能够提前预测未来预设时间节点的环境状况，并制定相应的优化措施；这有助于解决现有建筑施工现场环境监测方法存在的延迟性问题，提高环境监测的准确性和实时性，保障工人和周围人员的健康与安全。

前述实施例一中的建筑施工现场环境监测方法的各种变化方式和具体实施例同样适用于本实施例的建筑施工现场环境监测系统,通过前述对建筑施工现场环境监测方法的详细描述,本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中建筑施工现场环境监测系统的实施方法,所以为了说明书的简洁,在此不再详述。

此外,本申请还提供了一种电子设备,包括总线、收发器、存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,该收发器、该存储器和处理器分别通过总线相连，计算机程序被处理器执行时实现上述控制输出数据的方法实施例的各个过程,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种建筑施工现场环境监测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取建筑施工现场在历史施工过程中的多维度环境信息集合、施工作业信息集合和气象条件信息集合；

将所述多维度环境信息集合、所述施工作业信息集合和所述气象条件信息集合标注时间节点，并根据时间节点进行相互关联；

对所述多维度环境信息集合和所述施工作业信息集合进行相关性分析，获得环境作业相关系数矩阵；对所述多维度环境信息集合和所述气象条件信息集合进行相关性分析，获得环境气象相关系数矩阵；

分析确定所述施工作业信息集合中各元素分别对所述多维度环境信息集合中各元素的影响权重，获得环境作业影响权重矩阵；分析确定所述气象条件信息集合中各元素分别对所述多维度环境信息集合中各元素的影响权重，获得环境气象影响权重矩阵；

获取未来预设时间节点的施工作业信息集合与气象条件信息集合；

根据未来预设时间节点的施工作业信息集合与气象条件信息集合，确定集合中各元素相对应的相关系数以及影响权重，计算未来预设时间节点的多维度环境信息集合中各元素的环境特征评价参数；

选取环境特征评价参数中超过预设阈值的环境特征，获得未来预设时间节点的敏感环境特征集合；

根据敏感环境特征集合，制定环境优化保障措施。

2.如权利要求1所述的一种建筑施工现场环境监测方法，其特征在于，所述多维度环境信息集合由多个环境特征组成，所述环境特征包括噪音、震动、粉尘和水质；所述气象条件信息集合由多个气象特征组成，所述气象特征包括风速、风向、降雨量、温度和湿度；所述施工作业信息集合由多个作业类型组成，所述作业类型包括夯实作业、爆破作业、混凝土搅拌作业、混凝土浇筑作业、钻孔作业、打桩作业和切割作业。

3.如权利要求2所述的一种建筑施工现场环境监测方法，其特征在于，所述多维度环境信息集合中的噪音和气象条件信息集合中的风速，计算两者之间的相关系数如下：其中，R表示噪音与风速之间的相关系数，/>表示样本数据中噪音平均值，/>表示样本数据中风速平均值，/>表示第i个样本中的噪音值，/>表示第i个样本中的风速值，n表示样本数量，/>表示样本数据中噪音的标准差，/>表示样本数据中风速的标准差。

4.如权利要求2所述的一种建筑施工现场环境监测方法，其特征在于，在计算施工作业信息集合中的作业类型与多维度环境信息集合中的环境特征之间的相关系数时，需要对作业类型进行量化，所述量化方法包括：

为施工作业信息集合中的每个作业类型分配一个唯一的数值编码；

将数值编码作为作业类型的维度，与多维度环境信息集合进行相关性分析；在计算相关系数矩阵时，使用数值编码所代表的数值进行计算。

5.如权利要求2所述的一种建筑施工现场环境监测方法，其特征在于，计算未来预设时间节点的多维度环境信息集合中各元素的环境特征评价参数的方法，包括：

对于作业类型相关系数和影响权重的确定：根据施工作业信息集合中的作业类型，在环境作业相关系数矩阵中提取对应的作业类型相关系数，并在环境作业影响权重矩阵中提取对应的作业类型影响权重；

对于气象特征相关系数和影响权重的确定：根据气象条件信息集合中的气象特征，在环境气象相关系数矩阵中提取对应的气象特征相关系数，并在环境气象影响权重矩阵中提取对应的气象特征影响权重；

对施工作业信息集合中的作业类型和气象条件信息集合中的气象特征进行数据预处理；

根据作业类型相关系数、作业类型影响权重、气象特征相关系数、气象特征影响权重、数据量化后的作业类型和气象特征，计算得到多维度环境信息集合中各环境特征评价参数。

6.如权利要求5所述的一种建筑施工现场环境监测方法，其特征在于，所述环境特征评价参数的计算公式为：其中，/>表示第i个环境特征评价参数，/>表示作业类型相关系数，/>表示作业类型影响权重，/>表示气象特征相关系数，/>表示气象特征影响权重，m表示作业类型的数量，k表示气象特征的数量。

7.如权利要求1所述的一种建筑施工现场环境监测方法，其特征在于，所述敏感环境特征集合的获得方法，包括：

根据环境标准规定预设阈值；

对未来预设时间节点的环境特征评价参数进行检查，筛选出超过预设阈值的环境特征评价参数；

将筛选出的超过预设阈值的环境特征评价参数所对应的环境特征组成敏感环境特征集合。

8.一种建筑施工现场环境监测系统，其特征在于，所述系统包括：

数据收集模块，用于收集建筑施工现场历史施工过程中的多维度环境信息集合、施工作业信息集合和气象条件信息集合；并将多维度环境信息集合、施工作业信息集合和气象条件信息集合按时间节点进行标注和相互关联，并打包发送；

相关性分析模块，用于接收数据收集模块发送的多维度环境信息集合、施工作业信息集合和气象条件信息集合；对多维度环境信息集合和施工作业信息集合进行相关性分析，得到环境作业相关系数矩阵；同时对多维度环境信息集合和气象条件信息集合进行相关性分析，得到环境气象相关系数矩阵；

权重分析模块，用于接收数据收集模块发送的多维度环境信息集合、施工作业信息集合和气象条件信息集合；分析确定施工作业信息集合中各元素对多维度环境信息集合中各元素的影响权重，得到环境作业影响权重矩阵；分析确定气象条件信息集合中各元素对多维度环境信息集合中各元素的影响权重，得到环境气象影响权重矩阵；

预测评价模块，用于获取未来预设时间节点的施工作业信息集合和气象条件信息集合；根据未来预设时间节点的施工作业信息集合和气象条件信息集合，确定集合中各元素相对应的相关系数以及影响权重，计算未来预设时间节点的多维度环境信息集合中各元素的环境特征评价参数；

敏感特征分析模块，用于存储各元素环境特征评价参数的对比阈值，并选取预测评价模块计算得到的环境特征评价参数中超过对比阈值的环境特征，得到未来预设时间节点的敏感环境特征集合；

优化措施制定模块，用于根据敏感环境特征集合，制定未来预设时间节点的环境优化保障措施。

9.一种建筑施工现场环境监测电子设备，包括总线、收发器、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述收发器、所述存储器和所述处理器通过所述总线相连，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述方法中的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述方法中的步骤。