基于智慧指挥中台的公路养护施工全链条安全监管方法与流程

本发明涉及公路养护施工安全监管，更具体地说，本发明涉及基于智慧指挥中台的公路养护施工全链条安全监管方法。

背景技术：

1、公路养护施工具有作业点多、线长面广、流动性强、隐蔽工序多等特点，施工过程中同时存在人员不安全行为、机械设备不安全状态、外部交通流干扰等多重风险因素，如何对养护施工全过程进行有效的安全监管，是智慧交通和工程安全管理领域的重要课题。

2、目前，公路养护施工安全监管主要采用以下几类技术方案：

3、第一类通过部署固定摄像头或无人机，利用图像识别算法对施工人员的不安全行为进行自动检测和报警；

4、第二类是通过为施工人员配备智能安全帽、定位手环等终端，实时采集人员位置信息，并结合电子围栏技术，当人员超出预设的安全作业区域时触发报警；

5、第三类将危险行为识别模型部署在云端或边缘设备，实现实时风险计算和分级预警，部分方案还结合数字孪生技术构建施工现场的虚拟模型，用于风险推演和辅助决策。

6、然而，上述现有技术方案仍然存在以下不足：

7、首先，现有方案普遍采用发现-预警-响应的被动安全监管模式，安全监测系统与施工任务管理系统相互独立，施工任务的派发与安全约束条件的下发之间存在时间差和信息断层，导致安全响应存在延迟；

8、其次，养护施工包含多个前后关联的工序，各工序之间存在安全依赖关系，现有技术缺乏对工序之间安全验证的闭环控制机制，某一工序的安全隐患往往在后续工序执行后才能被发现，此时缺陷已被覆盖或累积，增加了整改成本和安全风险；

9、再次，施工现场的人员、设备、物料等资源分散在不同作业区域，现有方案对各资源的标识管理不统一，跨区域转移时需要重复核验身份，难以实现全链条可追溯的安全管理。

10、此外，现有电子围栏多为静态设置，无法随施工任务的推进动态调整安全边界，对外部交通流闯入等突发事件的主动阻断能力有限。

11、因此，亟需一种能够实现施工任务与安全约束强耦合、覆盖施工全工序闭环验证、支持施工资源全生命周期追溯的主动式安全监管方法。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供基于智慧指挥中台的公路养护施工全链条安全监管方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于智慧指挥中台的公路养护施工全链条安全监管方法，包括以下步骤：

3、s1、响应于施工任务的生成指令，由任务安全自检引擎对施工任务依次执行安全资源保障验证、安全资质核验和安全规则库比对，仅当验证全部通过时，签发施工任务的安全授权码；

4、s2、将安全授权码与施工指令融合封装为安全指令数据包，派发至施工任务执行终端，安全指令数据包中携带有安全约束条件集合；

5、s3、将施工任务分解为按时间顺序排列且具有安全依赖关系的工序序列，构建包含安全前提条件和安全验证指标的安全验证链；

6、s4、在工序序列的执行过程中，对每个工序逐一执行该工序的安全验证指标验证，验证通过后标记该工序为安全闭合状态，仅当相邻前置工序为安全闭合状态时允许执行后置工序；

7、s5、对施工资源分配多维安全编码，多维安全编码包含类别码、安全等级位、主体id和时间戳，在任务执行的各个阶段采集施工资源的安全编码活动数据，并归集至统一的安全档案库；

8、s6、根据施工任务的实时位置数据和进度数据，动态推演生成包括核心作业区、警戒缓冲区和交通过渡区的动态安全域，并将动态安全域实时推送至施工终端；

9、s7、在施工任务执行过程中，当检测到社会交通流或外部危险源接近警戒缓冲区时，触发主动阻断控制，向受影响的施工设备和/或施工人员发送安全控制指令。

10、优选地，步骤s1中的安全资源保障验证包括：自动检索施工任务关联区域内的安全防护设备在岗在位状态，安全防护设备包括预警锥桶、防闯入装置和安全护栏，当任一安全防护设备缺失或状态异常时阻断任务派发并自动生成补位请求；

11、安全资质核验包括：将该施工任务所需人员的持证类型、有效期、培训记录和最近预设时间段内的安全行为记录与任务类型的安全风险等级进行匹配检验；

12、安全规则库比对包括：将该施工任务的位置封闭信息、作业时间条件、天气条件和交通流量信息与内置安全规则库进行逐项比对，判断是否符合预设的安全作业规范。

13、优选地，步骤s2中的安全约束条件集合包括施工活动范围边界、与行驶车辆的安全距离阈值范围和报警触发条件；

14、派发至施工终端的安全指令数据包采用加密安全令牌与执行指令相融合的数据包格式，加密安全令牌携带安全约束条件集合并与执行指令形成强绑定关系；

15、施工终端在接收任务指令时自动解析加密安全令牌，将安全约束条件集合加载至终端的本地安全规则引擎，在发生网络中断时，施工终端依据本地安全规则引擎独立执行安全阻断逻辑。

16、优选地，步骤s3中，施工任务被分解为多个最小安全单元，每个最小安全单元定义有其基本属性、安全前提条件、安全验证指标和安全阻断条件；

17、相邻最小安全单元之间通过安全验证链相连接，其中，安全验证指标包括快速验证指标和深度验证指标两级，快速验证指标在任务工时范围内执行实时比对验证，验证通过后立即推进至下一单元，深度验证指标作为与任务执行并行的跟踪项在测试周期完成后进行验证，当深度验证指标不达标时，追踪至对应最小安全单元并触发安全规则库的规则更新。

18、优选地，步骤s4中，在工序交接位置强制执行安全交接单的数字签署步骤：上一工序负责人通过安全终端签署工序安全验证已完成声明，下一工序负责人签署前置条件已满足且安全准备已完成确认，前述双重数字签名在系统中存证，任一签署方未完成签署时，工序交接操作被禁止。

19、优选地，步骤s5中，多维安全编码的结构为：类别码-安全等级位-主体id码-时间戳-验证和；

20、其中，类别码用于标识施工资源类型，包括施工人员、机械设备和安全防护设施；

21、安全等级位依据施工资源最近预设时间段内的安全合规评分动态调整；

22、所述方法还包括为每个施工资源配置安全特征向量空间的步骤，安全特征向量空间包括人员持证信息和安全培训记录、设备维保参数和安全装置状态记录、物料批次来源和检测报告编号，在施工任务派发的安全自检环节，依据任务类型和风险等级从所述安全特征向量空间中提取匹配字段进行身份预匹配。

23、优选地，步骤s6中，动态安全域还包括安全追溯区，安全追溯区配置在核心作业区周界范围内，用于持续监控经过该区域的施工资源的时空活动轨迹，为事后安全回溯提供时空数据支撑；

24、所述动态安全域依据施工任务的进度数据实时演进其边界位置，进度数据包括当前执行的工序标识和施工设备坐标，所述核心作业区、警戒缓冲区、交通过渡区和安全追溯区的边界响应于施工设备的位置移动而联动调整。

25、优选地，步骤s7之后还包括任务闭环反馈步骤：采集施工任务全过程的安全验证链验证结果、动态安全域边界变化轨迹、施工资源安全编码活动记录和场景级风险增强标识时间序列，归集至施工资源的统一安全档案库，依据采集到的数据更新各施工资源的安全合规评分，安全合规评分用于确定施工资源在后续任务调度中的被派发优先级，安全合规评分高于预设阈值的施工资源获得优先调度，安全合规评分低于预设下限阈值的施工资源被限制派发。

26、优选地，还包括多模态身份验证步骤：在施工区出入口、关键路口和作业面转换位置部署一体化身份感知设备，所述一体化身份感知设备包括摄像头、射频识别读写器和蓝牙信标接收模组的组合，施工对象在通过前述位置时，一体化身份感知设备自动采集其多模态身份特征，多模态身份特征包括视觉特征与识别结果、射频身份信息与智能安全帽唯一编码、运动特征与姿态轨迹、以及时空轨迹连续性，对多模态身份特征进行跨模态配准和互验证，建立施工对象跨区域和跨场景的持续身份关联，在同一施工日的不同作业区转移过程中免于重复核验。

27、优选地，还包括群组安全分析步骤：在跨场景持续身份关联的基础上，对施工现场多对象之间的空间距离矩阵、相对运动矢量和基于任务分工形成的逻辑关联网络进行实时建模，将前述建模获取的空间关系特征与安全知识库中的危险场景模板进行模式匹配，识别具有强关联关系的施工对象并将其标记为群组联动单元，当群组联动单元内任一对象触发安全预警时，系统自动向该群组联动单元内的全部对象推送关联预警。

28、本发明的技术效果和优点：

29、1、本发明通过任务安全自检引擎对施工任务执行安全资源保障验证、安全资质核验和安全规则库比对，仅在全部验证通过时签发安全授权码，并将安全授权码与施工指令融合封装为携带安全约束条件集合的安全指令数据包派发至施工终端，该机制改变了现有技术中先派发后核验的被动安全模式，实现了先安全授权再执行指令的主动防控，同时，施工终端加载本地安全规则引擎，在网络中断时仍可独立执行安全阻断逻辑，避免了因通信延迟或中断导致的安全响应失效；

30、2、本发明将施工任务分解为最小安全单元并构建安全验证链，每个工序必须通过安全验证指标验证并被标记为安全闭合状态后，才允许执行后置工序，确保安全隐患在工序边界内被闭环处理，防止缺陷累积和传递，同时，本发明根据施工任务的实时位置和进度数据动态推演生成包括核心作业区、警戒缓冲区、交通过渡区和安全追溯区的动态安全域，当社会交通流或外部危险源接近警戒缓冲区时触发主动阻断控制，向受影响设备和人员发送减速、暂停或撤离指令，工序验证链与动态安全域的协同作用，实现了从工序执行过程到外部环境干扰的全方位主动安全管控；

31、3、本发明对施工人员、机械设备、物料等所有施工资源分配统一的多维安全编码，编码结构包含类别码、安全等级位、主体id码和时间戳，并为每个资源配置安全特征向量空间，在任务执行的各个阶段采集安全编码活动数据并归集至统一的安全档案库，实现施工资源跨阶段、跨工区的可追溯管理，在此基础上，本发明通过多模态身份验证实现跨场景持续身份关联，通过群组安全分析将具有强关联关系的施工对象标记为群组联动单元，当任一对象触发预警时向群组内全部对象推送关联预警，形成点预警、群响应的协同安全管控模式，显著提升了多作业点分散施工场景下的安全管理效率。