CN117196314A - 一种基于物联网的建筑施工安全监测系统及方法 - Google Patents

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邓华立
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Guangzhou Huiyuan Communication Construction Supervision Co ltd
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Guangzhou Huiyuan Communication Construction Supervision Co ltd
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Abstract

本发明涉及建筑施工安全监测技术领域,公开了一种基于物联网的建筑施工安全监测系统及方法,包括:获取目标设备所在区域的综合状态信息;所述综合状态信息包括设备工作环境信息和人员工作区域信息;获取所述目标设备的设备状态数据和在所述目标设备内作业的施工人员的生理数据信息;根据所述设备状态数据和所述生理数据信息进行风险综合分析,得到对应的安全风险评估值;根据所述安全风险评估值发出相应通知推送;能够实时监测建筑施工现场的安全状况,全面监控施工现场及时发现安全隐患并发出预警信号,并进行自动检测,提高监测准确性和预警准确性以及安全管理水平和效率。

Description

一种基于物联网的建筑施工安全监测系统及方法
技术领域
本发明涉及建筑施工安全监测技术领域,具体涉及一种基于物联网的建筑施工安全监测系统及方法。
背景技术
随着建筑行业的快速发展,施工安全问题越来越受到关注,其中,关于建筑工地施工的安全运行一直以来也是施工安全防范的重点,但是尽管如此由于种种主观或者客观的原因仍然事故频出,而且一旦发生事故往往就是恶性事故。
在建筑工地中,无论是塔吊或者重型地面机械设备都有着极高的使用率,以会被大量使用的塔吊为例,其安全运行安全需要格外注意;在塔吊的检测和防范工作中,目前主要依靠人工巡查和检测设备,内容包括塔吊设备状态、操控人员状态、现场环境状况和是否严格按照安全操作规范来操控。
如此,因实际施工安全的检测项较多,逐个人工检查效率低下,而且很难做到实时监测和预警覆盖。因此,急需一种能够实时监测建筑施工安全状况,并能够及时预警的监测方法及系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物联网的建筑施工安全监测系统及方法,解决以下技术问题:
如何提供能够对建筑施工提供客观、高效且准确的安全监测预警。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种基于物联网的建筑施工安全监测方法,包括:
获取目标设备所在区域的综合状态信息;所述综合状态信息包括设备工作环境信息和人员工作区域信息;
获取所述目标设备的设备状态数据和在所述目标设备内作业的施工人员的生理数据信息;
根据所述设备状态数据和所述生理数据信息进行风险综合分析,得到对应的安全风险评估值;
根据所述安全风险评估值发出相应通知推送。
作为本发明进一步的方案:所述风险综合分析包括:
根据所述环境状态信息确定影响所述安全风险评估值的设备影响因子δ和人员影响因子σ;
根据所述设备状态数据获取对应的设备异常评估值Ey(t);
根据所述生理数据信息获取对应的生理异常评估值Py(t);
Fk(t)=δ*Ey(t)+σ*Py(t)
其中,Fk(t)为所述安全风险评估值,δ+σ=1。
作为本发明进一步的方案:所述根据所述环境状态信息确定影响所述安全风险评估值的设备影响因子δ和人员影响因子σ的方法包括:
若所述设备工作环境信息中出现异常的种类占比超过第一预设占比,所述人员工作区域信息出现异常的种类占比未超过第二预设占比,则提升所述设备影响因子δ;
若所述设备工作环境信息中出现异常的种类占比未超过第一预设占比,所述人员工作区域信息中出现异常的种类占比超过第二预设占比,则提升所述人员影响因子σ;
若所述设备工作环境信息中出现异常的种类占比未超过第一预设占比,所述人员工作区域信息中出现异常的种类占比也未超过第二预设占比,或者所述设备工作环境信息中出现异常的种类占比超过第一预设占比,所述人员工作区域信息中出现异常的种类占比也超过第二预设占比,则所述设备影响因子δ和所述人员影响因子σ均设置为默认值。
作为本发明进一步的方案:所述设备异常评估值Ey(t)的获取方法包括:
其中,Ej(t)为第j项的所述设备状态数据,Ejth为第j项所述设备状态数据的标准参考值,m为所述设备状态数据的种类项数。
作为本发明进一步的方案:所述生理异常评估值Py(t)的获取方法包括:
其中,n为所述生理数据信息的项数,pi(t)为t时刻第i项所述生理数据信息的去量纲数值;[Ai,Bi]为第i项所述生理数据信息对应的阈值区间;pith为第i项所述生理数据信息对应的标准参考值;
w为判断函数:
时,w(pi(t))=Vi
当pi(t)∈[Ai,Bi]时,w(pi(t))=|pi(t)-pith|;
Vi为第i项生理参数监测项对应预警值;
max{|pi(t)-pith|}为t-Δt~t时段内|pi(t)-pith|最大值,Δt为预设时段;x1、x2、x3为预设系数,且x1+x2+x3=1;αi为第i项所述生理数据信息对应的去量纲加权系数。
作为本发明进一步的方案:将所述安全风险评估值Fk(t)与预设阈值Fthr(t)进行比对:
若Fk(t)≤Fthr(t),不进行预警;
否则,进行预警通知信息推送。
一种基于物联网的建筑施工安全监测系统,包括:
状态监测模块,用于获取目标设备所在区域的综合状态信息;所述综合状态信息包括设备工作环境信息和人员工作区域信息;
数据监测模块,用于获取所述目标设备的设备状态数据和在所述目标设备内作业的施工人员的生理数据信息;
分析处理模块,与所述状态监测模块和所述数据监测模块连接,用于根据所述设备状态数据和所述生理数据信息进行风险综合分析,得到对应的安全风险评估值;
通知推送模块,与所述分析处理模块连接,用于根据所述安全风险评估值发出相应通知推送。
本发明的有益效果:本发明综合反映目标设备的工作环境的设备工作环境信息、反映工作人员的工作环境情况的人员工作区域信息、目标设备的设备状态数据和在所述目标设备内作业的施工人员的生理数据信息四种因素进行风险综合分析,根据计算得到的安全风险评估值进行相应的安全预警,能够实时监测建筑施工现场的安全状况,全面监控施工现场及时发现安全隐患并发出预警信号,并进行自动检测,提高监测准确性和预警准确性以及安全管理水平和效率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明中基于物联网的建筑施工安全监测方法的基本流程示意图;
图2为本发明中基于物联网的建筑施工安全监测系统的模块连接示意图。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示,本发明为一种基于物联网的建筑施工安全监测方法,包括:
获取目标设备所在区域的综合状态信息;所述综合状态信息包括设备工作环境信息和人员工作区域信息;
获取所述目标设备的设备状态数据和在所述目标设备内作业的施工人员的生理数据信息;
根据所述设备状态数据和所述生理数据信息进行风险综合分析,得到对应的安全风险评估值;
根据所述安全风险评估值发出相应通知推送。
在本发明本实施例中,综合反映目标设备的工作环境的设备工作环境信息、反映工作人员的工作环境情况的人员工作区域信息、目标设备的设备状态数据和在所述目标设备内作业的施工人员的生理数据信息四种因素进行风险综合分析,根据计算得到的安全风险评估值进行相应的安全预警,能够实时监测建筑施工现场的安全状况,全面监控施工现场及时发现安全隐患并发出预警信号,并进行自动检测,提高监测准确性和预警准确性以及安全管理水平和效率。
作为本发明进一步的方案:所述风险综合分析包括:
根据所述环境状态信息确定影响所述安全风险评估值的设备影响因子δ和人员影响因子σ;
根据所述设备状态数据获取对应的设备异常评估值Ey(t);
根据所述生理数据信息获取对应的生理异常评估值Py(t);
Fk(t)=δ*Ey(t)+σ*Py(t)
其中,Fk(t)为所述安全风险评估值,δ+σ=1。
作为本发明进一步的方案:所述根据所述环境状态信息确定影响所述安全风险评估值的设备影响因子δ和人员影响因子σ的方法包括:
若所述设备工作环境信息中出现异常的种类占比超过第一预设占比,所述人员工作区域信息出现异常的种类占比未超过第二预设占比,则提升所述设备影响因子δ;
若所述设备工作环境信息中出现异常的种类占比未超过第一预设占比,所述人员工作区域信息中出现异常的种类占比超过第二预设占比,则提升所述人员影响因子σ;
若所述设备工作环境信息中出现异常的种类占比未超过第一预设占比,所述人员工作区域信息中出现异常的种类占比也未超过第二预设占比,或者所述设备工作环境信息中出现异常的种类占比超过第一预设占比,所述人员工作区域信息中出现异常的种类占比也超过第二预设占比,则所述设备影响因子δ和所述人员影响因子σ均设置为默认值。
在本发明本实施例中,所述设备工作环境信息可包括:设备运行环境温度、距离最近维修时间的时长、设备持续工作时间、设备故障次数等;所述人员工作区域信息可包括:工作环境温度、持续工作时间、休息次数等;
若所述设备工作环境信息中出现异常的种类占比未超过第一预设占比,所述人员工作区域信息中出现异常的种类占比也未超过第二预设占比,所述设备影响因子δ和所述人员影响因子σ的默认值分别为0.3和0.7;
若所述设备工作环境信息中出现异常的种类占比超过第一预设占比,所述人员工作区域信息中出现异常的种类占比也超过第二预设占比,所述设备影响因子δ和所述人员影响因子σ的默认值分别为0.5和0.8,两者之和大于1。
作为本发明进一步的方案:所述设备异常评估值Ey(t)的获取方法包括:
其中,Ej(t)为第j项的所述设备状态数据,该设备状态数据为影响设备运行的关键参数,不同设备对应的关键参数可能不尽相同;Ejth为第j项所述设备状态数据的标准参考值,m为所述设备状态数据的种类项数。
作为本发明进一步的方案:所述生理异常评估值Py(t)的获取方法包括:
其中,n为所述生理数据信息的项数,pi(t)为t时刻第i项所述生理数据信息的去量纲数值;[Ai,Bi]为第i项所述生理数据信息对应的阈值区间;pith为第i项所述生理数据信息对应的标准参考值;
w为判断函数:
时,w(pi(t))=Vi
当pi(t)∈[Ai,Bi]时,w(pi(t))=|pi(t)-pith|;
Vi为第i项生理参数监测项对应预警值;
max{|pi(t)-pith|}为t-Δt~t时段内|pi(t)-pith|最大值,Δt为预设时段;x1、x2、x3为预设系数,且x1+x2+x3=1;αi为第i项所述生理数据信息对应的去量纲加权系数。
其中,主要基于当前时间点的生理参数监测项相对对应区间的偏向状态w(pi(t)、当前时间点之前的历史最大状态max{|pi(t)-pith|}及当前时间点之前的历史平均状态来综合判断,其中,预设系数x1、x2、x3根据经验数据拟合设定,并进行归一化处理;另外,去量纲加权系数αi根据每项生理数据信息的取值范围及影响权重经数据拟合后设定,因此,通过人员Py(t)的计算过程,能够综合多项生理数据信息进行较为准确的评价。
作为本发明进一步的方案:将所述安全风险评估值Fk(t)与预设阈值Fthr(t)进行比对:
若Fk(t)≤Fthr(t),不进行预警;
否则,进行预警通知信息推送。
一种基于物联网的建筑施工安全监测系统,如图2所示,包括:
状态监测模块,用于获取目标设备所在区域的综合状态信息;所述综合状态信息包括设备工作环境信息和人员工作区域信息;
数据监测模块,用于获取所述目标设备的设备状态数据和在所述目标设备内作业的施工人员的生理数据信息;施工人员的生理数据信息可通过可穿戴设备进行获取,用于检测施工人员的血压、血糖、血氧、心率等数据;目标设备的设备状态数据的实时监测主要是对设备的运行状态进行实时监控,包括设备的温度、湿度、压力、速度等参数;通过对这些参数的监测和分析,可以及时发现设备存在的问题,避免设备故障的发生,提高设备的可靠性和安全性。
分析处理模块,与所述状态监测模块和所述数据监测模块连接,用于根据所述设备状态数据和所述生理数据信息进行风险综合分析,得到对应的安全风险评估值;
通知推送模块,与所述分析处理模块连接,用于根据所述安全风险评估值发出相应通知推送。
物联网技术(Internet of Things,IoT)是一种起源于传媒领域的信息科技产业的第三次革命。它是指通过信息传感设备按约定的协议,将任何物体与网络相连接,通过信息传播媒介进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能。这些物体可以包括机械设备、建筑材料、电器设备等,通过物联网技术将它们连接在一起,实现数据的共享和协同工作,从而提高效率和降低成本。
本发明在实现物联网监测的过程中,传感器需要放置在设备的各个部位,实时监测设备的各种参数;可使用数据采集器负责采集传感器数据,并将数据传输到分析处理模块;通知推送模块可采用云平台架构进行推送。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种基于物联网的建筑施工安全监测方法,其特征在于,包括:
获取目标设备所在区域的综合状态信息;所述综合状态信息包括设备工作环境信息和人员工作区域信息;
获取所述目标设备的设备状态数据和在所述目标设备内作业的施工人员的生理数据信息;
根据所述设备状态数据和所述生理数据信息进行风险综合分析,得到对应的安全风险评估值;
根据所述安全风险评估值发出相应通知推送。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的建筑施工安全监测方法,其特征在于,所述风险综合分析包括:
根据所述环境状态信息确定影响所述安全风险评估值的设备影响因子δ和人员影响因子σ;
根据所述设备状态数据获取对应的设备异常评估值Ey(t);
根据所述生理数据信息获取对应的生理异常评估值Py(t);
Fk(t)=δ*Ey(t)+σ*Py(t)
其中,Fk(t)为所述安全风险评估值,δ+σ=1。
3.根据权利要求2所述的基于物联网的建筑施工安全监测方法,其特征在于,所述根据所述环境状态信息确定影响所述安全风险评估值的设备影响因子δ和人员影响因子σ的方法包括:
若所述设备工作环境信息中出现异常的种类占比超过第一预设占比,所述人员工作区域信息出现异常的种类占比未超过第二预设占比,则提升所述设备影响因子δ;
若所述设备工作环境信息中出现异常的种类占比未超过第一预设占比,所述人员工作区域信息中出现异常的种类占比超过第二预设占比,则提升所述人员影响因子σ;
若所述设备工作环境信息中出现异常的种类占比未超过第一预设占比,所述人员工作区域信息中出现异常的种类占比也未超过第二预设占比,或者所述设备工作环境信息中出现异常的种类占比超过第一预设占比,所述人员工作区域信息中出现异常的种类占比也超过第二预设占比,则所述设备影响因子δ和所述人员影响因子σ均设置为默认值。
4.根据权利要求2所述的基于物联网的建筑施工安全监测方法,其特征在于,所述设备异常评估值Ey(t)的获取方法包括:
其中,Ej(t)为第j项的所述设备状态数据,Ejth为第j项所述设备状态数据的标准参考值,m为所述设备状态数据的种类项数。
5.根据权利要求2所述的基于物联网的建筑施工安全监测方法,其特征在于,所述生理异常评估值Py(t)的获取方法包括:
其中,n为所述生理数据信息的项数,pi(t)为t时刻第i项所述生理数据信息的去量纲数值;[Ai,Bi]为第i项所述生理数据信息对应的阈值区间;pith为第i项所述生理数据信息对应的标准参考值;
w为判断函数:
时,w(pi(t))=Vi
当pi(t)∈[Ai,Bi]时,w(pi(t))=|pi(t)-pith|;
Vi为第i项生理参数监测项对应预警值;
max{|pi(t)-pith|}为t-Δt~t时段内|pi(t)-pith|最大值,Δt为预设时段;x1、x2、x3为预设系数,且x1+x2+x3=1;αi为第i项所述生理数据信息对应的去量纲加权系数。
6.根据权利要求1所述的基于物联网的建筑施工安全监测方法,其特征在于,所述安全风险评估值FK(t)与预设阈值Fthr(t)的比对为:
若Fk(t)≤Fthr(t),不进行预警;
否则,进行预警通知信息推送。
7.根据权利要求1-6任一项所述的基于物联网的建筑施工安全监测方法,提供基于物联网的建筑施工安全监测系统,其特征在于,包括:
状态监测模块,用于获取目标设备所在区域的综合状态信息;所述综合状态信息包括设备工作环境信息和人员工作区域信息;
数据监测模块,用于获取所述目标设备的设备状态数据和在所述目标设备内作业的施工人员的生理数据信息;
分析处理模块,与所述状态监测模块和所述数据监测模块连接,用于根据所述设备状态数据和所述生理数据信息进行风险综合分析,得到对应的安全风险评估值;
通知推送模块,与所述分析处理模块连接,用于根据所述安全风险评估值发出相应通知推送。
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