一种基于红外电子围栏阵列的区域告警系统的制作方法

本发明涉及智能监测，更具体的说是涉及一种基于红外电子围栏阵列的区域告警系统。

背景技术：

1、建筑施工（尤其是临界营业线施工）场景中，深基坑、塔吊作业区等不规则地形多，交叉作业频繁，存在违规闯入、设备故障、人员疲劳等多重安全风险。

2、传统安全防护依赖实体围栏、专人监护，这些传统手段存在明显的局限性；首先，实体围栏和警戒线的拦截效果有限，警示作用也相对不足，无法有效防止人员误入危险区域；其次，现场监护需要投入大量人力，且监护人员自身也可能因长时间工作而产生疲劳，影响监护效果；此外，传统警戒区域往往需要设置得比实际安全距离大得多，这不仅造成了资源的浪费，还可能对正常作业产生不必要的干扰现有告警系统多缺乏多源数据融合能力，风险预测精度不足，无法实现风险的提前预警与精准管控。

3、因此，如何实现施工风险的精准管控是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种基于红外电子围栏阵列的区域告警系统，通过收集多源数据，结合动态安全距离，实现了对警戒区域的划分，实现施工风险实时管控。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种基于红外电子围栏阵列的区域告警系统，包括：

4、多源传感模块，采集施工场景的多源异构数据；包括红外电子围栏阵列、人员生理传感单元、设备状态传感单元、环境传感单元；

5、特征提取模块，采用动态加权聚合策略，对所述多源异构数据进行分布式特征提取，生成全局时空关联矩阵；

6、动态风险预测模块，将所述全局时空关联矩阵与施工安全知识图谱输入预设的时空图神经网络，获取融合特征矩阵；元胞自动机模拟器以所述融合特征作为输入，输出时空位置与位置对应的风险概率值；

7、智能执行模块，基于所述风险概率值与预设动态安全距离，划分警戒区域，触发分级响应操作。

8、优选的，通过扫描施工区域，获取多视角三维点云数据，采用迭代最近点算法进行多视角三维点云数据融合配准，基于配准数据生成三角网格地形模型，并以区域生长算法分割三角网格地形中的关键区域形成地形拓扑图；以所述地形拓扑图为输入通过pso算法，生成所述红外电子围栏阵列的三维部署坐标。

9、优选的，所述进行分布式特征提取采用多模型并行架构：所述环境传感单元采集环境感知数据，通过lstm网络提取时序依赖特征；所述设备状态传感单元采集设备状态数据，通过自编码器提取异常模式特征；所述人员生理传感单元采集从业人员的生理数据，通过图注意力网络提取群体交互特征，特征维度包含心率、血氧、疲劳度、位置坐标；所有特征通过可变形卷积对齐时空分辨率，采用跨模态注意力机制建立动态关联。

10、优选的，所述采用动态加权聚合策略具体包括：

11、；

12、其中，为第h个数据源的聚合权重；为时间衰减因子，随数据采集时长动态调整；为第h个数据源的时空覆盖完整度；为第h个数据源的噪声水平；为第h个数据源的本地特征矩阵；为全局时空关联矩阵，维度为，n为监测点数量，t为时间步长，d为特征维度；m为数据源总数。

13、优选的，所述动态安全距离公式为：

14、；

15、其中，

β为机械类型修正系数；

r

m为施工机械额定作业安全半径；

ρ为作业区域人员密度；

θ为监测区域地形坡度；

γ为设备风险放大系数；

h为设备健康度；

l为设备最近一次维护后的累计作业时长；

δ为安全措施补偿系数；

s为安全措施落实度；当检测到人员进入深基坑或塔吊回转半径内，触发15%安全距离扩容。

16、优选的，所述输出时空位置与位置对应的风险概率值具体包括：

17、

18、

19、

20、其中，为施工安全知识图谱的图嵌入向量；为时空位置（t,s）处的风险概率值，为空间偏差，为时间步长偏差，为门控卷积特征权重矩阵，

gatedconv(

x)为门控时空卷积操作，

conv3d(

x)为三维卷积操作，

w

t为transformer特征权重矩阵，为元胞自动机模拟器，状态转移公式为：

21、；

22、其中，b为偏置项，

n(

s)为元胞s的邻域；

ψ为多粒度风险感知模块，

23、，依次为输出设备级、区域级、全局级风险结果；为元胞

s在t+1时刻的风险概率值，为邻域元胞s'的权重系数，为邻域元胞s'在t时刻的风险概率值，为元胞s与邻域元胞s'对应的知识图谱实体间的余弦相似度。

24、优选的，所述划分警戒区域具体包括：

25、预警区，，范围，触发声光预警，同步推送语音提示至施工人员智能头盔；

26、隔离区，，范围，启动定向声波驱离；

27、禁入区，，范围，切断设备电源，推送救援信息至云端协同平台。

28、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种基于红外电子围栏阵列的区域告警系统，通过视觉slam与pso算法优化红外电子围栏阵列部署，精准适配深基坑、塔吊作业区等不规则地形，破解传统围栏覆盖局限；融合多源异构数据与施工安全知识图谱，借助与时空图神经网络实现风险精准预判，规避单一数据监测的误判问题；基于动态安全距离与风险概率值划分三级警戒区，达成阶梯化智能响应，平衡安全防护与施工效率，具备良好的场景适配灵活性，可广泛应用于各类建筑施工及高危作业区域。

1.一种基于红外电子围栏阵列的区域告警系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于红外电子围栏阵列的区域告警系统，其特征在于，通过扫描施工区域，获取多视角三维点云数据，采用迭代最近点算法进行多视角三维点云数据融合配准，基于配准数据生成三角网格地形模型，并以区域生长算法分割三角网格地形中的关键区域形成地形拓扑图；以所述地形拓扑图为输入通过pso算法，生成所述红外电子围栏阵列的三维部署坐标。

3.根据权利要求1所述的一种基于红外电子围栏阵列的区域告警系统，其特征在于，所述进行分布式特征提取采用多模型并行架构：所述环境传感单元采集环境感知数据，通过lstm网络提取时序依赖特征；所述设备状态传感单元采集设备状态数据，通过自编码器提取异常模式特征；所述人员生理传感单元采集从业人员的生理数据，通过图注意力网络提取群体交互特征，特征维度包含心率、血氧、疲劳度、位置坐标；所有特征通过可变形卷积对齐时空分辨率，采用跨模态注意力机制建立动态关联。

4.根据权利要求1所述的一种基于红外电子围栏阵列的区域告警系统，其特征在于，所述采用动态加权聚合策略具体包括：

5.根据权利要求1所述的一种基于红外电子围栏阵列的区域告警系统，其特征在于，所述动态安全距离公式为：

6.根据权利要求4所述的一种基于红外电子围栏阵列的区域告警系统，其特征在于，所述输出时空位置与位置对应的风险概率值具体包括：

7.根据权利要求6所述的一种基于红外电子围栏阵列的区域告警系统，其特征在于，所述划分警戒区域具体包括：