施工作业安全管控系统的制作方法

1.本实用新型涉及施工场地安全管控技术领域，具体涉及一种针对施工场地，特别是电力施工场地的施工作业安全管控系统。


背景技术：

2.加大包括电力企业在内的各类施工现场的安全管控力度，降低安全事故风险，是需要紧抓不懈和长期贯彻的工作内容。各类施工单位大都有安全管控机制，实现对各类工作现场的全过程监控。
3.为了保证安全，施工单位会要求作业人员必须按照要求穿戴防护装备才能进场，如穿戴工装、佩戴护具等，否则不能开展施工作业。电力施工场地的要求更为严格，除了上述穿戴防护装备的规定之外，还会要求作业人员严格执行施工现场的防护装备穿戴规范，如穿戴防护面罩、绝缘手套、绝缘靴等。作业人员所穿戴的防护装备有不同的国标等级，如高压静电防护服的执行标准为gb/t18136
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2008，而一般防护服执行的标准为gb/t 20097
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2006，二者适用的施工场地不同，在高压作业过程中，错误穿戴一般防护服很可能造成安全事故。另外，有些电力施工场地还特别要求在进入距离施工场地一定范围之内就必须按规定穿戴防护装备，如在高压设备发生接地的作业场地，要求作业人员在室内4米、室外8米的范围内就必须使用绝缘鞋。因此，如果利用电子围栏进行管控，就需要更为精确的gps信息，以免由于疏失造成安全事故。
4.为了防止出现这类状况，管理部门会专门安排人员进行现场管控。但目前，很多场地仍然采用人工方式监控，这种方法比较耗时耗力，很难实现全天候实时监控，且随着监控人员工作时间的增加，工作效率也会降低。因此，现有的人工管控方式存在局限性。
5.近年来，包括计算机视觉技术、图像技术等在内各种计算机在众多领域得到了迅速的发展。不少工作研究如何将计算智能应用于各种领域，通过视频监控设备可以实现现场监管，人们也开发出了各类管控系统，但这类系统功能有局限性，主要体现在难以检查出错误穿戴防护装备的情况，且检测准确度易受环境影响，在没有视频监控场地（如高空线路作业等）无法实现监管。
6.第五代移动通信技术（5g）是最新一代蜂窝移动通信技术，也是继第四代移动通信技术（4g）、第三代移动通信技术（3g）和第二代移动通信技术（2g）系统之后的延伸。第五代移动通信技术的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。在5g的三大应用场景中，超高可靠与低时延通信（ultra
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reliable and low latency communications, urllc），具备高可靠、低时延、极高的可用性等全新特性，可以广泛地应用于工业控制、工厂自动化、智能电网、设备、车联网通讯、远程手术等场景。5g urllc的高精度定位面向厘米级，时延通常在50毫秒以内。在第五代移动通信技术不断推进，也为实现高效实时的智能安全监控提供了有效的保障。
7.综上可知，电力企业的施工现场管理的要求更严格，需要更为精准的定位信息、实时的高质量通信保障，而5g可以提供高精度的定位、超高可靠与低时延通信。基于此，可以
考虑设计一套基于最新移动通信技术，能够自动、全面地对施工作业流程进行管控的系统。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的是提供一种可应用于包括电力施工现场在内的各类工作场地的安全管控，实现对施工的全过程实时监控的施工作业安全管控系统。
9.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
10.一种施工作业安全管控系统，包括：
11.为作业人员配置的人员rfid标签；
12.为防护用品配置的，包括物品rfid标签和物品gps定位模块的认证卡；
13.为作业人员配置的，包括射频标签卡读写模块、终端gps定位模块、摄像头、pda模块和第一无线网络模块，用于读取所述人员rfid标签和所述rfid标签、对作业人员进行人脸验证、生成和上传待验证信息和监控信息、接收验证结果信息的手持智能终端；
14.设置于施工场地，用于配合所述物品gps定位模块和所述终端gps定位模块对防护用品和作业人员的位置进行验证的电子围栏；
15.通过5g通信网络与所述手持智能终端、所述电子围栏通信，用于基于所述待验证信息对作业人员的身份和防护用品佩戴情况进行验证并返回对应所述验证结果信息的服务器。
16.所述物品rfid标签为双频rfid标签。
17.所述手持智能终端还包括用于通信的第一蓝牙模块。
18.所述认证卡还包括用于通信的第二蓝牙模块和/或第二无线网络模块。
19.所述pda模块包括用于基于验证结果信息显示相应内容或进行信息提示的显示屏。
20.由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型能够实现对施工作业流程实施全面、实时、精准的自动管控，使得对施工场地的安全管控更为高效，降低安全风险。
附图说明
21.附图1为本实用新型的施工作业安全管控系统的连接示意图。
22.附图2为本实用新型的施工作业安全管控系统中认证卡的电气结构框图。
23.附图3为本实用新型的施工作业安全管控系统中手持智能终端的电气结构框图。
具体实施方式
24.下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。
25.实施例一：如附图1至附图3所示，一种施工作业安全管控系统，包括人员rfid标签、认证卡、手持智能终端、电子围栏和服务器。
26.人员rfid标签（13.56mhz高频标签卡）是为作业人员配置的，其中可以记录对应作业人员的相关信息。
27.认证卡是为防护用品配置的，其包括物品rfid标签和物品gps定位模块，可以分别记录对应防护用品的信息以及确定对应防护用品的位置。其中，物品rfid标签为双频rfid
标签（集成2.4g有源和13.56mhz高频的双频标签卡）。该认证卡还可以包括通信的第二蓝牙模块和/或第二无线网络模块，以及时钟电路、用于为与第二无线网络模块对时的时钟同步电路、usb电路等，它们均与接口电路相连接。
28.手持智能终端是为作业人员配置的，其主要包括射频标签卡读写模块、终端gps定位模块（支持北斗或gps定位）、摄像头、pda模块和支持5g通信的第一无线网络模块，其中摄像头可以内嵌在pda模块中。手持智能终端用于读取人员rfid标签和rfid标签、对作业人员进行人脸验证、生成和上传待验证信息和监控信息、接收验证结果信息。手持智能终端还可以包括用于通信的第一蓝牙模块，以及时钟电路、与第一无线网络模块通信以用于进行时钟同步的时钟同步电路。pda模块可以包括用于基于验证结果信息显示相应内容或进行信息提示的显示屏。
29.电子围栏设置在施工场地，其用于配合物品gps定位模块和终端gps定位模块对防护用品和作业人员的位置进行验证。
30.服务器采用普通机甲师服务器，其通过5g通信网络与手持智能终端、电子围栏通信，其用于基于待验证信息对作业人员的身份和防护用品佩戴情况进行验证并返回对应验证结果信息。
31.上述施工作业安全管控系统的工作流程如下：
32.1.服务器系统中收集需要施工场地的信息、作业人员信息、待作业列表、防护用品信息等，制作成施工作业清单指令下达到手持智能终端上。施工作业清单指令包括：施工场地编号、施工场地名称、施工场地gps信息、作业场地范围、场地负责人信息、待作业列表、作业人员信息、防护用品信息、施工期限、其他注意事项。
33.作业请求验证阶段：
34.2.作业人员在进入施工场地前，利用上述手持智能终端设备，使用人员rfid标签，发起施工作业请求，后台服务器启动验证程序，手持智能终端将读取人员rfid标签的信息发送给服务器进行验证。如未通过人员rfid标签验证程序，则验证服务器拒绝作业请求。
35.3.如果当前时间在施工期限内，则验证服务器提示继续并等待后续验证，否则拒绝作业请求。
36.4.手持智能终端启动人脸识别程序，如作业人员通过人脸识别验证程序则继续；如未通过人脸识别验证程序，则验证服务器拒绝作业请求。
37.5.利用预设的电子围栏，检测作业人员所配备的手持智能终端的gps坐标是否在合法施工场地范围，若不在合法范围内，验证服务器拒绝作业请求。
38.6.作业人员利用手持智能终端先扫描防护用品上的物品frid标签，上传获得的信息，利用采集的标签信息到后台服务器上认证。如未通过防护用品验证程序，则验证服务器拒绝作业请求。
39.7.利用预设的电子围栏，检测作业防护用品的gps坐标是否在合法施工场地范围，若不在合法范围内，验证服务器拒绝作业请求。
40.8.手持智能终端上提示作业人员佩戴防护用品。
41.9.手持智能终端启动防护用品佩戴验证程序以期检测佩戴是否符合规范。手持智能终端通过摄像头采集作业人员的实时影像数据，发送给服务器，服务器对防护用品佩戴情况进行验证，如符合规范则继续；如未通过，则验证服务器拒绝作业请求。
42.10.手持智能终端提示开始作业，显示当前待作业列表。
43.作业进行阶段：
44.11.手持智能终端将施工作业信息通过5g网络传输给后台记录服务器。施工作业信息包括：施工场地编号、施工场地名称、施工场地gps信息、作业场地范围、场地负责人信息、待作业列表、作业人员信息、防护用品信息、施工期限、开始进场作业时间、其他注意事项。
45.12.手持智能终端启动内置摄像头，拍摄作业全过程，并通过5g网络传输给后台记录服务器。
46.作业完成阶段：
47.13.如作业完成，作业人员向后台验证和记录用服务器汇报本次作业内容，向服务器请求待作业列表，并逐一核对实际作业内容与待作业内容是否相符。如相符，则完成施工，启动完工验证程序。否则，转向作业临时停止阶段第20步。
48.14.手持智能终端提示作业人员必须离开作业场地范围，到达距离施工场地安全距离的位置之后才能脱卸防护用品。
49.15.利用预设的电子围栏，检测作业人员的手持智能终端的gps坐标是否在合法施工场地范围，若不在合法范围内，验证服务器拒绝作业完工请求，并通知安全管理人员。
50.16.手持智能终端再次启动防护用品佩戴验证程序，验证检测佩戴是否符合规范。手持智能终端通过摄像头采集作业人员的实时影像数据，发送给服务器进行验证，如符合规范则继续完工验证程序；如未通过，则验证服务器拒绝完工验证请求，记录服务器上记录违反安全规章信息。违反安全规章信息包括：施工场地编号、施工场地名称、施工场地gps信息、作业场地范围、作业列表、违反作业人员信息、应穿戴防护用品信息、施工时间、违反安全规章影像。通知安全管理人员。
51.17.手持智能终端再次提示作业人员必须离开作业场地范围，到达距离施工场地安全距离的位置之后才能脱卸防护用品。
52.18.作业人员利用上述手持智能终端，使用人员rfid标签，发起作业完工请求。
53.19.服务器上记录本次作业清单。本次作业清单包括：作业清单编号、施工场地编号、施工场地名称、施工场地gps信息、作业场地范围、场地负责人信息、已完成作业列表、作业人员信息、防护用品信息、施工期限，开始进场作业时间、完成作业时间。
54.作业临时中止阶段：
55.20.如作业未完成，但申请临时离场，作业人员利用手持智能终端向服务器汇报本次已完成作业内容，向服务器请求应施工作业内容，并检查当前作业是否可以临时中止，如可以更新待完成作业内容列表，手持智能终端提示作业人员离开施工场地。否则拒绝作业临时中止请求，通知安全管理人员。
56.21.手持智能终端提示作业人员必须离开作业场地范围，到达距离施工场地安全距离的位置之后才能脱卸防护用品。
57.22.利用预设的电子围栏，检测作业人员的手持智能终端的gps坐标是否在合法施工场地范围，若不在合法范围内，验证服务器拒绝作业临时中止请求，通知安全管理人员。
58.23.手持智能终端再次启动防护用品佩戴验证程序，验证检测佩戴是否符合规范。手持智能终端通过摄像头采集作业人员的实时影像数据，发送给服务器进行验证，如符合
规范则继续临时中止验证程序；如未通过，则验证服务器拒绝临时中止验证请求，记录服务器上记录违反安全规章信息。违反安全规章信息包括：施工场地编号、施工场地名称、施工场地gps信息、作业场地范围、作业列表、违反作业人员信息、应穿戴防护用品信息、施工时间、违反安全规章影像。通知安全管理人员。
59.24.手持智能终端再次提示作业人员必须离开作业场地范围，到达距离施工场地安全距离的位置之后才能脱卸防护用品。
60.25.作业人员利用上述手持智能终端，使用人员rfid标签，发起离场请求。
61.26.记录服务器上记录本次作业临时中止清单。本次作业临时中止清单包括：作业清单编号、施工场地编号、施工场地名称、施工场地gps信息、作业场地范围、场地负责人信息、已完成作业列表、待完成作业列表、作业人员信息、防护用品信息、施工期限，开始进场作业时间、临时离场时间。
62.综上，上述工作过程可以分为四个工作阶段：第一阶段为开启人、物和作业验证请求阶段，该阶段要求作业人员在指定施工场地范围内进行施工，利用人员身份卡、人脸验证，保证作业人员的真实性；利用防护用品的识别卡和地理信息，保证防护用品按照真实性和有效性；第二阶段为防护用品佩戴验证阶段，该阶段利用防护用品上的高频签卡和手持智能终端上的摄像头，逐一核对佩戴防护用品的情况，从而保证防护用品核查和佩戴的正确性；第三阶段为作业阶段，该阶段利用手持智能终端的摄像头和5g网络，实时记录作业过程，从而保证了作业过程的真实性和可溯源性；第四阶段为作业完成阶段，该阶段利用后台认证和记录服务器对当前作业信息进行核实和记录，从而保证了作业过程的完整性。
63.上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。