CN206775646U - 一种工程施工安全监测机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于施工安全监测领域，其公开了一种工程施工安全监测机构，其包括巡视装置、巡线指挥装置和预警装置，巡视装置包括无人机及安装在其上的摄像机和第二无线通信模块；巡线指挥装置包括工控机、第一无线通信模块、信号塔和飞行防碰撞模块，工控机与第一无线通信模块相连，第一无线通信模块与第二无线通信模块形成无线通信链路，信号塔为多个并且分别设置在对应的施工段，飞行防碰撞模块安装在无人机上；预警装置包括机载扩音器、信号灯和固定扩音器，机载扩音器安装在无人机上，信号灯和固定扩音器设置在对应的施工段。本实用新型具有监测不受地域影响、监测范围大、机动灵活、效率高等优点。

Description

一种工程施工安全监测机构

技术领域

本实用新型属于施工安全监测领域，更具体地，涉及一种工程施工安全监测机构。

背景技术

对于大型复杂工程施工，特别是对于深基坑工程、模板工程、脚手架工程等危险性较大的分部分项工程施工，由于其技术复杂、施工空间环境复杂等一系列原因，使得这些工程安全事故频发。所以在这种大型复杂工程建设中，安全是需要重点监测的对象。

传统的安全管理严重依赖安全管理人员的现场巡视和现场施工人员的施工经验，存在现场安全管理混乱、信息反馈不及时、安全行为纠偏不到位、安全管理不全面等问题，使得安全事故频发。

基于上述问题，本领域亟需研究一种工程施工安全监测机构，已实现对工程施工人员的不安全行为和物的不安全状态的安全巡视和预警，并在紧急情况发生后能够有效帮助现场管理人员进行风险评估和应急指挥。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种工程施工安全监测机构，其将无人机遥感技术应用到工程施工安全监测机构中，实现工程施工安全的有效监测，具有监测不受地域影响、监测范围大、机动灵活、效率高等优点。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种工程施工安全监测机构，其包括巡视装置、巡线指挥装置和预警装置，其中：

所述巡视装置包括无人机、摄像机和第二无线通信模块，所述摄像机和第二无线通信模块安装在所述无人机上；

所述巡线指挥装置包括工控机、第一无线通信模块、信号塔和飞行防碰撞模块，所述工控机与所述第一无线通信模块相连，该第一无线通信模块与所述第二无线通信模块之间形成无线通信链路，所述信号塔为多个并且它们分别设置在对应的施工段，所述飞行防碰撞模块安装在所述无人机上；

所述预警装置包括机载扩音器、信号灯和固定扩音器，所述机载扩音器安装在所述无人机上，所述信号灯和固定扩音器均为多个，并且它们均分别设置在对应的施工段。

作为进一步优选的，所述巡线指挥装置还包括充电模块，该充电模块包括停机坪、设置在该停机坪下方的无线充电发射模块以及搭载在所述无人机上的无线充电接收模块，该无线充电接收模块的输入端接收所述无线充电发射模块的充电信号，其输出端与为所述无人机供电的无人机电源相连。

作为进一步优选的，所述停机坪上还设置有视觉定位标定图，所述无人机上设置有用于识别该视觉定位标定图的视觉定位模块。

作为进一步优选的，所述停机坪的中间设置有位置定位模块，该位置定位模块与所述工控机相连。

作为进一步优选的，所述无线充电发射模块包括充电电源、电源管理单元和无线充电发射器，该充电电源通过所述电源管理单元与所述无线充电发射器相连，所述无线充电发射器设置在所述停机坪下面，该停机坪上设置有与所述电源管理单元相连的压力传感器。

作为进一步优选的，所述第一无线通信模块包括图像传输模块、图像传输天线、数据传输模块和数据传输天线，其中所述图像传输模块的一端与所述工控机相连，另一端与所述图像传输天线相连，所述数据传输模块的一端与所述工控机相连，另一端与所述数据传输天线相连，所述数据传输天线和图像传输天线分别与所述第二无线通信模块建立无线通信链路。

作为进一步优选的，所述工控机还通过无线网络与后台服务器通信连接。

作为进一步优选的，所述无人机为四旋翼无人机，所述工控机为工业平板电脑，所述位置定位模块为差分GPS定位装置，所述无线充电接收模块为感应线圈。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.本实用新型将巡视装置具体为无人机用于进行施工现场自动巡视和施工信息收集工作，将巡线指挥装置用于对无人机进行路线规划并进行自动巡视工作，将预警装置用于进行预报警响应工作，以形成一种基于无人机的工程施工安全监测机构，实现安全管控自动化信息采集、信息反馈、指令传达的集成系统功能，实现对工程施工人员的不安全行为和物的不安全状态的安全巡视和预警，具有机动灵活、效率高等优点。

2.本实用新型巡视不受地域影响，巡视范围大，弥补了传统的人工巡视时间、空间上存在死角和盲区的缺陷，有效解决现有施工现场安全管理混乱、信息反馈不及时、安全行为纠偏不到位、安全管理不全面等问题；借助无人机遥感技术，不用去施工现场，只需在后台服务器信息处理中心系统上查看巡查视频，就可以了解工地的施工安全情况。

3.本实用新型的无人机自动巡视相对于传统的人工巡视和纠偏应急指挥方法可实现自动化，减少人力，同时降低巡视人员的人身风险，摄像机拍摄的远程视频监控能实现监视、录像、回放、备份等功能，利于保存巡视记录，并在紧急情况发生后能利用人机交互界面将现场的情况迅速传达给指挥中心，帮助管理人员进行风险评估和应急指挥，弥补传统巡视中紧急事件发生后应急管理存在盲目性和滞后性的缺陷，降低大型工程施工安全事故的发生频率。

附图说明

图1是本实用新型应用于施工现场进行工程施工安全跟踪监测的框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本实用新型实施例提供的一种工程施工安全监测机构，其包括巡视装置、巡线指挥装置和预警装置，其中所述巡视装置用于进行施工现场自动巡视与收集施工信息工作，并向施工指挥中心传输施工现场的实时图像，帮助施工控制中心掌握施工现场安全监控项目的各方面信息；所述巡线指挥装置用于进行对无人机的路线规划以及自动巡视，防止其在施工现场进行自动巡视时与工程支撑结构等发生碰撞，如深基坑工程的临时钢支撑，保证无人机模块正常工作；所述预警装置用于进行预报警响应工作，通过机载扩音器、固定扩音器以及信号灯发出预警信息，保证施工指挥中心的纠偏指令和预报警信息及时、准确地传达给施工现场人员。

具体的，巡视装置包括无人机1、摄像机6和第二无线通信模块4，该摄像机6用于拍摄施工现场图像，其安装在无人机1上，并与第二无线通信模块4相连，该第二无线通信模块4用于向第一无线通信模块9传输图像和数据信息，这些信息由摄像机6拍摄的施工现场图像获得，该第二无线通信模块4同样安装在无人机1上。

进一步的，巡线指挥装置包括工控机8、第一无线通信模块9、信号塔13和飞行防碰撞模块14，其中，工控机8与第一无线通信模块9相连，该第一无线通信模块9与第二无线通信模块4建立无线通信链路，所述飞行防碰撞模块14安装在无人机1上，防止无人机与深基坑中临时钢支撑等发生碰撞，所述信号塔13用于规划无人机1的飞行路线，其为多个并且它们分别设置在对应的施工段，即以一个施工段为一监测单元，具体分为多个施工段，每个施工段均设置有信号塔13，而施工段具体如何划分可根据实际需要进行设定，在此不赘述。

具体的，本实施例中，第一无线通信模块9包括图像传输模块20、图像传输天线18、数据传输模块21和数据传输天线19，所述图像传输模块20一端连接工业平板电脑8，一端连接图像传输天线18，所述数据传输模块21一端连接工业平板电脑8，一端连接数据传输天线19，所述数据传输天线19和图像传输天线18分别与第二无线通信模块4建立无线通信链路。本实施例中，图像传输模块20为5.8G无线通信模块，数据传输模块21为915M无线通信模块。

在一个实施例中，巡线指挥装置还包括充电模块，该充电模块包括停机坪7、设置在该停机坪7下方的无线充电发射模块12以及搭载在无人机1上的无线充电接收模块2，所述停机坪7为可移动平台，该无线充电接收模块2的输入端接收无线充电发射模块12的充电信号，其输出端与无人机电源3的充电输入端相连，该无人机电源3为无人机1供电。

更为具体的，所述无线充电发射模块12包括充电电源24、电源管理单元23和无线充电发射器22(具体为发射线圈)，所述充电电源24通过电源管理单元23与无线充电发射器22连接，所述无线充电发射器22设置在停机坪7下面，所述停机坪7上设置有压力传感器26，以用于检测无人机是否降落在停机坪上，所述压力传感器26的输出端与电源管理单元23的控制输入端连接，当无人机1降落在停机坪7上后，压力传感器26输出传感信号给电源管理单元23使其导通，然后充电电源24通过无线充电发射器22和无线充电接收模块2为无人机电源3充电，实现了无人机1的自动充电。

在一个实施例中，停机坪7上还设置有视觉定位标定图11，无人机1上设置有用于识别该视觉定位标定图11的视觉定位模块5，本实施例中，视觉定位标定图11为喷绘在停机坪7表面的色彩图案，通过视觉定位模块5对色彩图案进行视觉定位，可以指导无人机1精确降落在停机坪7上。

优选的，停机坪7上设置有位置定位模块10，该位置定位模块10用于给停机坪7定位，便于无人机1精确寻找到停机坪7位置，其与工控机8相连。本实施例中，工控机8优选为工业平板电脑，位置定位装置10优选为差分GPS定位装置，定位精度高，为了使无人机1更精确寻找到停机坪7，位置定位装置10设置在停机坪的中间。

更为具体的，预警装置包括机载扩音器15、信号灯16和固定扩音器17，机载扩音器15安装在无人机1上，信号灯16和固定扩音器17均为多个，并且它们均分别设置在对应的施工段，即每个施工段上均安装有信号灯16和固定扩音器17。

作为优选的，无人机1为四旋翼无人机，工控机8为工业平板电脑，位置定位模块10为差分GPS定位装置，无线充电接收模块2为感应线圈。

下面将对利用本实用新型的工程施工安全监测机构进行监控的具体过程进行详细描述，其具体实施环境为深基坑工程施工环境，包括以下步骤：

1)在无人机1上搭载第二无线通信模块4、视觉定位模块5、摄像机6以及飞行防碰撞模块14，并以各施工段为监测单元架设信号塔13，开启无人机1电源，施工段信号灯16显示为绿色，校准仪器准备进行巡视；

2)根据地面施工指挥中心规划的当日无人机1的巡视监控路线，指令通过机构控制界面传达给信号塔13网络，指引无人机1飞行至本实施例深基坑相应的施工区域，其信号灯16转换为黄色信号，对于本实施例的深基坑，需重点监控支护结构、开挖放坡、降水工作、周边环境、起重作业等项目，通过摄像机6实时将监控视频图像传至无人机1，无人机1再实时将监控视频图像传输至工业平板电脑以及与工业平板电脑相连的后台服务器25的操作界面中；

3)地面指挥中心指挥人员和专家组根据实时施工现场视频图像，分析施工现场的安全状况，以便及时根据施工现场安全状况将纠偏指令及预报警信息准确地传达给施工现场人员，当无人机1发现或评估有安全风险存在，如深基坑中支护桩出现裂缝、开挖放坡过陡、降水设备未排水等，信号灯16显示为黄色信号并闪烁，施工现场人员应迅速执行由地面指挥中心通过机载扩音器15和固定扩音器17同步传达的纠偏指令，当无人机1发现该施工区域出现紧急危险情况时，如深基坑中承压水突涌时，信号灯16转换为红色信号并闪烁，固定扩音器17和信号灯16持续向该区域工作人员发出声光预警和指令，引导现场施工人员安全撤离，预防其他无关人员进入事故区域，同时地面指挥中心根据传输的图像信息分享施工现场险情，派出专业应急小组迅速到达该区域进行应急处置；

4)当全部巡视区域得到巡视且未发现安全隐患存在时或地面指挥中心指挥专业应急小组完成应急救援控制后，信号塔13指引无人机1返回停机坪上，并进行自动充电为下次自动安全巡视做好准备。

本实用新型通过基于无人机的安全监测机构实现自动化信息采集、信息反馈、指令传达和纠偏控制的集成系统功能，能够有效传达纠偏指令和进行安全预警响应，同时在紧急情况下能够帮助应急处理小组传达救援指令和疏散人员，实现施工风险远程自动化实时管控的目的。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种工程施工安全监测机构，其特征在于，包括巡视装置、巡线指挥装置和预警装置，其中：

所述巡视装置包括无人机(1)、摄像机(6)和第二无线通信模块(4)，所述摄像机(6)和第二无线通信模块(4)安装在所述无人机(1)上；

所述巡线指挥装置包括工控机(8)、第一无线通信模块(9)、信号塔(13)和飞行防碰撞模块(14)，所述工控机(8)与所述第一无线通信模块(9)相连，该第一无线通信模块(9)与所述第二无线通信模块(4)之间形成无线通信链路，所述信号塔(13)为多个并且它们分别设置在对应的施工段，所述飞行防碰撞模块(14)安装在所述无人机(1)上；

所述预警装置包括机载扩音器(15)、信号灯(16)和固定扩音器(17)，所述机载扩音器(15)安装在所述无人机(1)上，所述信号灯(16)和固定扩音器(17)均为多个，并且它们均分别设置在对应的施工段。

2.如权利要求1所述的工程施工安全监测机构，其特征在于，所述巡线指挥装置还包括充电模块，该充电模块包括停机坪(7)、设置在该停机坪(7)下方的无线充电发射模块(12)以及搭载在所述无人机(1)上的无线充电接收模块(2)，该无线充电接收模块(2)的输入端接收所述无线充电发射模块(12)的充电信号，其输出端与为所述无人机(1)供电的无人机电源(3)相连。

3.如权利要求2所述的工程施工安全监测机构，其特征在于，所述停机坪(7)上还设置有视觉定位标定图(11)，所述无人机(1)上设置有用于识别该视觉定位标定图(11)的视觉定位模块(5)。

4.如权利要求2或3所述的工程施工安全监测机构，其特征在于，所述停机坪(7)的中间设置有位置定位模块(10)，该位置定位模块(10)与所述工控机(8)相连。

5.如权利要求4所述的工程施工安全监测机构，其特征在于，所述无线充电发射模块(12)包括充电电源(24)、电源管理单元(23)和无线充电发射器(22)，该充电电源(24)通过所述电源管理单元(23)与所述无线充电发射器(22)相连，所述无线充电发射器(22)设置在所述停机坪(7)下面，该停机坪(7)上设置有与所述电源管理单元(23)相连的压力传感器(26)。

6.如权利要求5所述的工程施工安全监测机构，其特征在于，所述第一无线通信模块(9)包括图像传输模块(20)、图像传输天线(18)、数据传输模块(21)和数据传输天线(19)，其中所述图像传输模块(20)的一端与所述工控机(8)相连，另一端与所述图像传输天线(18)相连，所述数据传输模块(21)的一端与所述工控机(8)相连，另一端与所述数据传输天线(19)相连，所述数据传输天线(19)和图像传输天线(18)分别与所述第二无线通信模块(4)建立无线通信链路。

7.如权利要求5或6所述的工程施工安全监测机构，其特征在于，所述工控机(8)还通过无线网络与后台服务器(25)通信连接。

8.如权利要求7所述的工程施工安全监测机构，其特征在于，所述无人机(1)为四旋翼无人机，所述工控机(8)为工业平板电脑，所述位置定位模块(10)为差分GPS定位装置，所述无线充电接收模块(2)为感应线圈。