本發(fā)明涉及安全監(jiān)控，尤其涉及一種施工安全監(jiān)控方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、施工安全是工程建設(shè)之中的重中之重，必須采取措施保障現(xiàn)場(chǎng)施工人員和設(shè)備的安全，以預(yù)防或糾正施工過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)。目前，對(duì)于施工安全方面常用監(jiān)控方式是采用固定距離或視頻監(jiān)測(cè)方式，當(dāng)檢測(cè)到有人員靠近危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)就控制相應(yīng)的報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警，但采用上述方式對(duì)施工安全進(jìn)行監(jiān)測(cè)，由于每個(gè)設(shè)備相對(duì)不同工種的操作工人或不同類型的設(shè)備安全距離不同，設(shè)置固定的安全距離會(huì)引起監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生大量誤報(bào)警，分散監(jiān)控人員注意力，降低安全監(jiān)控的效果。且對(duì)于移動(dòng)中的人或設(shè)備，當(dāng)設(shè)置固定的監(jiān)控距離時(shí)，由于其相對(duì)速度較高，還有可能會(huì)發(fā)生安全風(fēng)險(xiǎn)。
2、例如專利文獻(xiàn)公開號(hào)為cn119048974a發(fā)明專利即提供了一種施工安全監(jiān)控方法、裝置，其采用多個(gè)固定預(yù)警距離對(duì)施工人員進(jìn)行接近監(jiān)控，并未考慮人員或設(shè)備移動(dòng)或工種切換導(dǎo)致監(jiān)控距離變化的問題，會(huì)產(chǎn)生安全隱患。
3、此外，由于人力成本因素，現(xiàn)有操作工人大部分都是可以進(jìn)行多工種復(fù)用作業(yè)，當(dāng)其操作不同工種任務(wù)時(shí)，相對(duì)設(shè)備的安全距離同樣也不相同，直接按照最大安全距離設(shè)置為固定安全距離進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，會(huì)導(dǎo)致工種切換時(shí)操作不方便，頻發(fā)引起誤發(fā)報(bào)警，產(chǎn)生大量虛假報(bào)警數(shù)據(jù)，混淆判斷，時(shí)間長(zhǎng)容易引發(fā)安全事故。且在誤報(bào)警時(shí)會(huì)采取安全措施，耽誤生產(chǎn)進(jìn)度。同時(shí)現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)也不能同時(shí)針對(duì)是否為當(dāng)前設(shè)備操作人員進(jìn)行區(qū)分監(jiān)控。
4、因而如何提出一種安全性高的施工安全監(jiān)控系統(tǒng)及方法是目前亟待解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種施工安全監(jiān)控方法及系統(tǒng)，其可根據(jù)操作工人以及設(shè)備當(dāng)前執(zhí)行任務(wù)、自身狀態(tài)等信息自動(dòng)計(jì)算動(dòng)態(tài)安全距離，并根據(jù)動(dòng)態(tài)安全距離設(shè)置多級(jí)預(yù)警方式，提高報(bào)警準(zhǔn)確率，減少誤報(bào)警，減輕監(jiān)控人員負(fù)擔(dān)，提高監(jiān)控系統(tǒng)安全性。
2、本發(fā)明提供一種施工安全監(jiān)控方法，具體包括：操作工人在進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，采用隨身佩戴的電子工牌驗(yàn)證身份信息，電子工牌在身份驗(yàn)證通過后將操作工人當(dāng)前執(zhí)行任務(wù)、自身狀態(tài)信息上傳至控制中心；所述自身狀態(tài)信息包括操作工人當(dāng)前位置、移動(dòng)速度和方向；
3、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備采集模塊采集各設(shè)備自身狀態(tài)，將設(shè)備自身狀態(tài)與自身設(shè)備屬性信息組合后發(fā)送至控制中心；所述設(shè)備自身狀態(tài)包括設(shè)備當(dāng)前操作狀態(tài)、當(dāng)前執(zhí)行任務(wù)、當(dāng)前位置、設(shè)備移動(dòng)速度和方向；所述自身設(shè)備屬性信息包括設(shè)備類型和序號(hào)；
4、控制中心的云服務(wù)器根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備搭建孿生實(shí)時(shí)監(jiān)控模型，孿生實(shí)時(shí)監(jiān)控模型根據(jù)接收的操作工人當(dāng)前執(zhí)行任務(wù)、自身狀態(tài)信息計(jì)算出各操作工人的第一動(dòng)態(tài)安全距離并預(yù)測(cè)操作工人的第一軌跡以及根據(jù)接收的各設(shè)備自身狀態(tài)與自身設(shè)備屬性信息計(jì)算出各設(shè)備的第二動(dòng)態(tài)安全距離并預(yù)測(cè)設(shè)備的第二軌跡，基于預(yù)測(cè)的第一軌跡和第二軌跡，根據(jù)第一動(dòng)態(tài)安全距離和第二動(dòng)態(tài)安全距離的相交程度生成相應(yīng)控制策略和報(bào)警信息。
5、優(yōu)選地，所述孿生實(shí)時(shí)監(jiān)控模型根據(jù)接收的操作工人當(dāng)前執(zhí)行任務(wù)、自身狀態(tài)信息計(jì)算出各操作工人的第一動(dòng)態(tài)安全距離并預(yù)測(cè)操作工人的第一軌跡具體包括：
6、d安1=a1*(d絕1+d相1)
7、其中，d安1為第一動(dòng)態(tài)安全距離；a1為操作工人當(dāng)前任務(wù)系數(shù)，表示操作工人當(dāng)前執(zhí)行任務(wù)與距離最近現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的對(duì)應(yīng)程度；d絕1為第一絕對(duì)安全距離，為固定值；d相1表示操作工人第一相對(duì)安全距離；第一相對(duì)安全距離設(shè)置在第一絕對(duì)安全距離之外；
8、d相1=d相11+d相12
9、d相11=b1*dn1+b2*dn2+b3*dn3+…bn*dnn
10、其中，dn1、dn2、dn3、dnn為操作工人可操作工種類型對(duì)應(yīng)的安全距離；b1、b2、b3、bn為操作工人可操作工種對(duì)應(yīng)的相對(duì)系數(shù)，n取值為正整數(shù)；
11、d相12=d基準(zhǔn)1*(v當(dāng)前1/v標(biāo)準(zhǔn)1)
12、其中，d基準(zhǔn)1為操作工人標(biāo)準(zhǔn)速度下的基準(zhǔn)安全距離；v當(dāng)前1為操作工人當(dāng)前移動(dòng)速度；v標(biāo)準(zhǔn)1為操作工人標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)速度；
13、所述孿生實(shí)時(shí)監(jiān)控模型還根據(jù)獲取的操作工人當(dāng)前移動(dòng)速度和方向以及當(dāng)前執(zhí)行任務(wù)預(yù)測(cè)操作工人的第一軌跡。
14、優(yōu)選地，所述孿生實(shí)時(shí)監(jiān)控模型根據(jù)接收的各設(shè)備自身狀態(tài)與自身設(shè)備屬性信息計(jì)算出各設(shè)備的第二動(dòng)態(tài)安全距離并預(yù)測(cè)設(shè)備的第二軌跡具體包括：
15、d安2=a2*a3*(d絕2+d相2)
16、其中，d安2為第二動(dòng)態(tài)安全距離；a2為設(shè)備當(dāng)前操作狀態(tài)；a3為設(shè)備當(dāng)前任務(wù)系數(shù)，表示設(shè)備當(dāng)前執(zhí)行任務(wù)與距離最近的人或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的對(duì)應(yīng)程度；d絕2為第二絕對(duì)安全距離，為固定值；d相2表示設(shè)備第二相對(duì)安全距離；第二相對(duì)安全距離設(shè)置在第二絕對(duì)安全距離之外；
17、d相2=d基準(zhǔn)2*(v當(dāng)前2/v標(biāo)準(zhǔn)2)
18、其中，d基準(zhǔn)2為設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)速度下的基準(zhǔn)安全距離；v當(dāng)前2為設(shè)備當(dāng)前移動(dòng)速度；v標(biāo)準(zhǔn)2為設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)速度；
19、所述孿生實(shí)時(shí)監(jiān)控模型還根據(jù)獲取的設(shè)備當(dāng)前移動(dòng)速度和方向以及當(dāng)前執(zhí)行任務(wù)預(yù)測(cè)設(shè)備的第二軌跡。
20、優(yōu)選地，所述孿生實(shí)時(shí)監(jiān)控模型基于預(yù)測(cè)的第一軌跡和第二軌跡，根據(jù)第一動(dòng)態(tài)安全距離和第二動(dòng)態(tài)安全距離的相交程度生成相應(yīng)控制策略和報(bào)警信息具體包括：
21、若計(jì)算的第一動(dòng)態(tài)安全距離和第二動(dòng)態(tài)安全距離不同時(shí)為0，則判斷預(yù)測(cè)第一軌跡和第二軌跡中的第一動(dòng)態(tài)安全距離和第二動(dòng)態(tài)安全距離是否存在相交情形，若不存在動(dòng)態(tài)安全距離產(chǎn)生交集的情況，則持續(xù)監(jiān)測(cè)輸出；
22、若第一相對(duì)安全距離與第二相對(duì)安全距離產(chǎn)生交集，則控制中心輸出振動(dòng)預(yù)警提示分別至電子工牌和設(shè)備內(nèi)顯示屏；
23、若第一相對(duì)安全距離與第二絕對(duì)安全距離產(chǎn)生交集，或者第一絕對(duì)安全距離與第二相對(duì)安全距離產(chǎn)生交集，則控制中心輸出聲光預(yù)警提示分別至電子工牌和設(shè)備內(nèi)顯示屏，并輸出減速信號(hào)至對(duì)應(yīng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)干預(yù)；
24、若第一絕對(duì)安全距離與第二絕對(duì)安全距離產(chǎn)生交集，則控制中心輸出緊急報(bào)警信號(hào)分別至電子工牌和設(shè)備內(nèi)顯示屏，并輸出急停信號(hào)至對(duì)應(yīng)設(shè)備。
25、優(yōu)選地，若計(jì)算的第一動(dòng)態(tài)安全距離和第二動(dòng)態(tài)安全距離同時(shí)為0，則在監(jiān)測(cè)到操作工人進(jìn)入到相應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備內(nèi)部后，按照第一絕對(duì)安全距離和第二絕對(duì)安全距離的最小值設(shè)置電子圍欄，并聯(lián)動(dòng)開啟設(shè)備內(nèi)部視頻采集模塊；若檢測(cè)到操作工人超出電子圍欄范圍，則控制中心輸出聲光預(yù)警提示至電子工牌，并輸出急停信號(hào)至對(duì)應(yīng)設(shè)備。
26、優(yōu)選地，所述視頻采集模塊實(shí)時(shí)采集操作工人動(dòng)作信息，并上傳至控制中心，控制中心提取出操作人員姿態(tài)特征輸入云服務(wù)器搭建的姿態(tài)監(jiān)測(cè)模型，所述姿態(tài)監(jiān)測(cè)模型將其與預(yù)設(shè)危險(xiǎn)動(dòng)作特征進(jìn)行比較后輸出比較結(jié)果，若比較結(jié)果中相似度超過預(yù)設(shè)閾值，則控制中心輸出聲光預(yù)警提示至電子工牌，并輸出急停信號(hào)至對(duì)應(yīng)設(shè)備。
27、本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題還提供了一種施工安全監(jiān)控系統(tǒng)，所述施工安全監(jiān)控系統(tǒng)包括電子工牌、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、控制中心；
28、所述電子工牌包括按鍵單元、身份驗(yàn)證單元、慣性檢測(cè)單元、uwb單元、墨水屏幕、通信單元、聲光報(bào)警單元和主控mcu；操作工人在進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，所述身份驗(yàn)證單元在操作工人身份驗(yàn)證通過后，所述慣性檢測(cè)單元、uwb單元將檢測(cè)的操作工人自身狀態(tài)信息經(jīng)主控mcu預(yù)處理后通過通信單元上傳至控制中心；所述主控mcu還接收操作工人通過按鍵單元輸入的當(dāng)前執(zhí)行任務(wù)經(jīng)通信單元上傳至控制中心；
29、所述現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備包括慣性檢測(cè)單元、uwb單元、通信單元、聲光報(bào)警單元和微處理器；所述慣性檢測(cè)單元、uwb單元將檢測(cè)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備自身狀態(tài)信息發(fā)送至微處理器，微處理器獲取自身設(shè)備屬性信息，將其與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備自身狀態(tài)信息進(jìn)行組合后通過通信單元上傳至控制中心；
30、所述控制中心包括云服務(wù)器，所述云服務(wù)器內(nèi)部包含根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備搭建的孿生實(shí)時(shí)監(jiān)控模型，孿生實(shí)時(shí)監(jiān)控模型根據(jù)接收的操作工人當(dāng)前執(zhí)行任務(wù)、自身狀態(tài)信息計(jì)算出各操作工人的第一動(dòng)態(tài)安全距離并預(yù)測(cè)操作工人的第一軌跡以及根據(jù)接收的各設(shè)備自身狀態(tài)與自身設(shè)備屬性信息計(jì)算出各設(shè)備的第二動(dòng)態(tài)安全距離并預(yù)測(cè)設(shè)備的第二軌跡，基于預(yù)測(cè)的第一軌跡和第二軌跡，根據(jù)第一動(dòng)態(tài)安全距離和第二動(dòng)態(tài)安全距離的相交程度生成相應(yīng)控制策略和報(bào)警信息。
31、進(jìn)一步地，所述孿生實(shí)時(shí)監(jiān)控模型基于預(yù)測(cè)的第一軌跡和第二軌跡，根據(jù)第一動(dòng)態(tài)安全距離和第二動(dòng)態(tài)安全距離的相交程度生成相應(yīng)控制策略和報(bào)警信息具體包括：
32、若計(jì)算的第一動(dòng)態(tài)安全距離和第二動(dòng)態(tài)安全距離不同時(shí)為0，則判斷預(yù)測(cè)第一軌跡和第二軌跡中的第一動(dòng)態(tài)安全距離和第二動(dòng)態(tài)安全距離是否存在相交情形，若不存在動(dòng)態(tài)安全距離產(chǎn)生交集的情況，則持續(xù)監(jiān)測(cè)輸出；
33、若第一相對(duì)安全距離與第二相對(duì)安全距離產(chǎn)生交集，則控制中心輸出振動(dòng)預(yù)警提示分別至電子工牌和設(shè)備內(nèi)顯示屏；
34、若第一相對(duì)安全距離與第二絕對(duì)安全距離產(chǎn)生交集，或者第一絕對(duì)安全距離與第二相對(duì)安全距離產(chǎn)生交集，則控制中心輸出聲光預(yù)警提示分別至電子工牌和設(shè)備內(nèi)顯示屏，并輸出減速信號(hào)至對(duì)應(yīng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)干預(yù)；
35、若第一絕對(duì)安全距離與第二絕對(duì)安全距離產(chǎn)生交集，則控制中心輸出緊急報(bào)警信號(hào)分別至電子工牌和設(shè)備內(nèi)顯示屏，并輸出急停信號(hào)至對(duì)應(yīng)設(shè)備。
36、進(jìn)一步地，所述現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備內(nèi)部還設(shè)置有視頻采集模塊；若計(jì)算的第一動(dòng)態(tài)安全距離和第二動(dòng)態(tài)安全距離同時(shí)為0，則在監(jiān)測(cè)到操作工人進(jìn)入到相應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備內(nèi)部后，控制中心按照第一絕對(duì)安全距離和第二絕對(duì)安全距離的最小值設(shè)置電子圍欄，并聯(lián)動(dòng)開啟設(shè)備內(nèi)部視頻采集模塊；若檢測(cè)到操作工人超出電子圍欄范圍，則控制中心輸出聲光預(yù)警提示至電子工牌，并輸出急停信號(hào)至對(duì)應(yīng)設(shè)備。
37、進(jìn)一步地，所述云服務(wù)器搭建有姿態(tài)監(jiān)測(cè)模型，所述視頻采集模塊實(shí)時(shí)采集操作工人動(dòng)作信息，并上傳至控制中心，控制中心提取出操作人員姿態(tài)特征輸入姿態(tài)監(jiān)測(cè)模型，所述姿態(tài)監(jiān)測(cè)模型將其與預(yù)設(shè)危險(xiǎn)動(dòng)作特征進(jìn)行比較后輸出比較結(jié)果，若比較結(jié)果中相似度超過預(yù)設(shè)閾值，則控制中心輸出聲光預(yù)警提示至電子工牌，并輸出急停信號(hào)至對(duì)應(yīng)設(shè)備。
38、本發(fā)明的有益效果在于：
39、1、根據(jù)操作工人以及設(shè)備當(dāng)前執(zhí)行任務(wù)、自身狀態(tài)等信息自動(dòng)計(jì)算動(dòng)態(tài)安全距離，并根據(jù)動(dòng)態(tài)安全距離設(shè)置多級(jí)預(yù)警方式，提高報(bào)警準(zhǔn)確率，減少誤報(bào)警，減輕監(jiān)控人員負(fù)擔(dān)，提高監(jiān)控系統(tǒng)安全性；
40、2、動(dòng)態(tài)安全距離還同時(shí)根據(jù)操作工人復(fù)用的工種類型進(jìn)行設(shè)置，并可根據(jù)歷史操作數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，避免誤報(bào)且提高工作效率，保證生產(chǎn)進(jìn)度；
41、3、控制中心根據(jù)計(jì)算的動(dòng)態(tài)安全距離對(duì)是否為設(shè)備操作人員進(jìn)行識(shí)別，在識(shí)別為設(shè)備操作人員時(shí)，將動(dòng)態(tài)安全距離轉(zhuǎn)化為電子圍欄進(jìn)行監(jiān)控，全方位保證操作人員安全施工。