公路施工安全事故预警系统及方法与流程

1.本发明属于公路施工技术领域，具体是公路施工安全事故预警系统及方法。


背景技术：

2.随着经济不断的发展，人们的生活水平日益提高，汽车开始走进千家万户，为人们的出行提供了极大的方便。为了更加方便人们的日常出行，建设了大量的高速公路。但是高速公路在长时间的使用后也会发生损坏，需要进行施工维修。为了对汽车进行导向，避免汽车对施工造成影响，引导的方式通常采用放置路锥进行分隔。但这种分隔方式具有较大的安全隐患，尤其是在光线较差的环境下，这些路锥容易被驾驶员忽略，从而导致车辆误入施工现场，对驾驶员以及现场施工人员均会造成安全隐患，为此，现提供公路施工安全事故预警系统及方法。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供公路施工安全事故预警系统及方法。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：公路施工安全事故预警系统，包括监控中心，监控中心通信连接有数据检测模块、数据处理模块、数据分析模块、预警模块以及反馈模块；
5.所述数据检测模块包括区域检测单元、数据检测单元以及测距单元；分别用于获取施工公路现场的区域图像、施工公路现场的施工环境参数以及对进入施工公路现场区域的人或车辆的数据进行检测；
6.所述数据处理模块，用于对数据检测模块获取到的数据进行处理，并将处理的结果发送至数据分析模块；
7.所述数据分析模块，用于对数据处理模块的处理结果进行分析，从而对施工公路现场环境进行判断，并根据判断结果向预警模块发送预警信息；
8.所述预警模块，用于根据数据分析模块的预警信息，对测距单元检测到的人员或车辆进行分析，并将分析结果发送至监控中心，由监控中心向反馈模块发送预警信息内容；
9.所述反馈模块，用于现场管理人员接收监控中心的预警信息内容，并对预警信息内容进行处理。
10.进一步的，所述监控中心根据获取到的施工公路现场的区域图像进行施工场景三维建模，生成施工公路现场的三维模型；所述监控中心还用于录入现场施工人员的基本信息，并通过对基本信息中的人脸图像进行神经网络训练，从而获取人脸识别基准图像，并将所有的人脸识别基准图像进行整合，形成人脸识别库。
11.进一步的，所述数据检测单元包括若干个数据检测终端，数据检测单元获取施工环境参数的过程包括：将数据检测终端安装在施工公路现场的区域范围内，将数据检测终端的位置在施工公路现场的三维模型内进行标注，形成三维施工布局图；以每个数据采集终端为中心，形成半径为r1的检测区域，并获取检测区域内的平均光照强度。
12.进一步的，所述测距单元为高清摄像头，设置在施工公路现场的公路两端，且测距单元距离施工公路现场的距离均为l。
13.进一步的，对数据检测模块获取到的数据的处理过程包括：将每个数据采集终端获取到的检测区域内的平均光照强度gpi与光照强度阈值g0进行比较；i＝1，2，
……
，n，n为整数；当gpi≤g0时，则将该数据采集终端进行标记；对测距单元所获得的图像数据进行去边缘化处理，对识别图像数据中是否存在人员或车辆进行判断，并获取人员的人脸信息和车辆的行驶速度cx。
14.进一步的，所述数据分析模块的分析过程包括：当某个数据采集终端所获取到的gpi≤g0时，则以该数据采集终端为中心，对该数据采集终端半径r2范围内的所有数据采集终端进行标记，将被标记的数据采集终端所检测到的平均光照强度gpj与光照强度阈值g0进行比较；j＝1，2，
……
，m1，m1为整数；统计平均光照强度gpj≤g0的数据采集终端的数量m2，0≤m2≤m1；通过上述参数获得单个数据采集终端的光照系数gxi；然后获得施工公路区域平均光照系数gp，当gp≥p0时，判断施工公路现场环境较暗，并向预警模块发送预警信息，所述p0为系统预设光照系数阈值。
15.进一步的，预警模块对人脸信息的分析过程包括：将获取到的人脸信息与人脸识别库中的人脸识别基准图像进行匹配，若匹配成功，则判定该人员为准入人员，反之则判定该人员为非法进入人员，并向监控中心发送人员闯入预警信息。
16.进一步的，当预警模块对车辆信息的分析过程包括：预警模块接收到预警信息时，且测距单元检测到车辆出现时，通过公式xt＝l/cx获得车辆预计到达施工公路区域的时间xt；则当xt≤t1时，则预警模块向监控中心发送车辆闯入预警信息；当预警模块未接收到预警信息时，且测距单元检测到车辆出现时，则当xt≤t0时，则预警模块向监控中心发送车辆闯入预警信息，t0和t1均为时间阈值，且t1＜t0。
17.进一步的，监控中心在接收到人员闯入预警信息或车辆闯入预警信息时，则向现场管理人员的通信终端发送预警提示。
18.进一步的，公路施工安全事故预警系统的预警方法，包括：通过在施工公路区域外设置测距单元，从而对即将进入施工公路区域的人员或车辆进行检测，并根据检测结果向监控中心发送预警信息，监控中心将预警信息内容发送至现场管理人员的终端，由现场管理人员根据预警信息内容进行处理。
19.本发明的有益效果：通过设置数据检测单元获取施工公路现场的环境参数，通过对施工公路现场的环境参数进行分析，从而判断施工公路区域的光线强度，然后在通过测距单元对施工公路两端进入的人员和车辆进行监测，从而避免了非施工人员和车辆因为光线强度较差，导致未能快速发现施工现场情况，而误入施工现场，避免了因为外来人员或车辆误入施工现场而对施工现场及施工现场的施工人员造成安全隐患。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为公路施工安全事故预警系统的原理框图。
具体实施方式
22.如图1所示，公路施工安全事故预警系统，包括监控中心，监控中心通信连接有数据检测模块、数据处理模块、数据分析模块、预警模块以及反馈模块；
23.所述数据检测模块包括区域检测单元、数据检测单元以及测距单元；
24.所述区域检测单元用于获取施工公路现场的区域图像，并将获取到的施工公路现场的区域图像上传至监控中心，监控中心根据区域检测单元获取到的施工公路现场的区域图像，进行施工场景三维建模，生成施工公路现场的三维模型，然后将三维模型保存在监控中心；所述监控中心还用于录入现场施工人员的基本信息，现场施工人员的基本信息包括姓名、年龄、性别、实名认证的手机号码以及人脸图像，并通过对人脸图像进行神经网络训练，从而获取人脸识别基准图像，并将所有的人脸识别基准图像进行整合，形成人脸识别库。
25.所述数据检测单元包括若干个数据检测终端，用于获取施工公路现场的施工环境参数，具体过程包括以下步骤：
26.步骤s1：将数据检测终端安装在施工公路现场的区域范围内，并对数据采集终端的位置进行标记，将数据采集终端编号为i，i＝1，2，
……
，n，n为整数；
27.步骤s2：将数据检测终端的位置在施工公路现场的三维模型内进行标注，形成三维施工布局图；
28.步骤s3：以每个数据采集终端为中心，形成半径为r1的检测区域，并获取检测区域内的平均光照强度，将获取到的每个检测区域内的平均光照强度标记为gpi；
29.步骤s4：将步骤s1-s3获取到的数据发送至数据处理模块中；
30.所述测距单元为高清摄像头，设置在施工公路现场的公路两端，且测距单元距离施工公路现场的距离均为l，所述测距单元用于对进入施工公路现场区域的人或车辆的数据进行检测，具体过程包括：对施工公路的两端入口进行图像采集，然后将获取到的图像数据发送至数据处理模块。
31.所述数据处理模块用于对数据检测模块获取到的数据进行处理，具体处理过程包括以下步骤：
32.步骤c1：设置光照强度阈值g0，并将每个数据采集终端获取到的检测区域内的平均光照强度与光照强度阈值进行比较；
33.步骤c2：当gpi≤g0时，则将该数据采集终端进行标记；
34.步骤c3：对测距单元所获得的图像数据进行去边缘化处理，并识别图像数据中是否存在人员或车辆；
35.步骤c4：当图像数据中出现人员时，则获取人员的人脸信息，并将人脸信息发送至数据分析模块；当图像数据中出现车辆时，则获取车辆的行驶速度cx，并将车辆的行驶速度发送至数据分析模块。
36.所述数据分析模块用于对数据处理模块的处理结果进行分析，具体分析过程包括以下步骤：
37.步骤f1：当某个数据采集终端所获取到的gpi≤g0时，则以该数据采集终端为中
心，对该数据采集终端半径r2范围内的所有数据采集终端进行标记，对每个数据采集终端标记为j，j＝1，2，
……
，m1，m1为整数；
38.步骤f2：获取被标记的数据采集终端所检测到的平均光照强度gpj，并与光照强度阈值进行比较；
39.步骤f3：对平均光照强度gpj≤g0的数据采集终端进行统计，并记录总数为m2，其中m2为整数，且0≤m2≤m1；
40.步骤f4：通过公式gxi＝m2/m1获得单个数据采集终端的光照系数gxi；
41.步骤f5：通过公式获得施工公路区域平均光照系数gp，当gp≥p0时，则判断施工公路现场环境较暗，并向预警模块发送预警信息；当gp＜p0时，则判断施工公路现场环境正常，所述p0为系统预设光照系数阈值。
42.所述预警模块用于根据数据分析模块的预警信息，对施工现场进行预警，具体过程包括以下步骤：
43.步骤y1：分别设置时间阈值t0和t1；当预警模块未接收到预警信息时，则时间阈值为t0；当预警模块接收到预警信息时，则时间阈值为t1；
44.步骤y2：将获取到的人脸信息与人脸识别库中的人脸识别基准图像进行匹配，若匹配成功，则判定该人员为准入人员，反之则判定该人员为非法进入人员，并向监控中心发送人员闯入预警信息；
45.需要进一步说明的是，当测距单元未能获取到完整的人脸信息，则自动判定为非法进入人员；
46.步骤y3：当预警模块接收到预警信息时，且测距单元检测到车辆出现时，通过公式xt＝l/cx获得车辆预计到达施工公路区域的时间xt；则当xt≤t1时，则预警模块向监控中心发送车辆闯入预警信息；当预警模块未接收到预警信息时，且测距单元检测到车辆出现时，则当xt≤t0时，则预警模块向监控中心发送车辆闯入预警信息。
47.在具体实施过程中，需要进一步说明的是，数据检测单元用于获取施工公路现场的环境参数，通过对施工公路现场的环境参数进行分析，从而判断施工公路区域的光线强度，然后在通过测距单元对施工公路两端进入的人员和车辆进行监测，从而避免非施工人员和车辆误入，进而对施工现场造成安全隐患。
48.所述反馈模块用于现场管理人员接收监控中心的预警信息，并对预警信息内容进行处理，包括：监控中心在接收到人员闯入预警信息或车辆闯入预警信息时，则向现场管理人员的通信终端发送预警提示，所述通信终端包括手机、对讲机以及pc终端。
49.公路施工安全事故预警系统的预警方法，包括：通过在施工公路区域外设置测距单元，从而对即将进入施工公路区域的人员或车辆进行检测，并根据检测结果向监控中心发送预警信息，监控中心将预警信息内容发送至现场管理人员的终端，由现场管理人员根据预警信息内容进行处理。
50.上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
51.在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的设备，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式；所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方法的目的。
52.最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。