一种智慧工地施工安全管理系统及方法与流程

1.本发明涉及智慧工地技术领域，具体涉及一种智慧工地施工安全管理系统及方法。


背景技术：

2.目前智慧工地是指运用信息化手段，通过三维设计平台对工程项目进行精确设计和施工模拟，围绕施工过程管理，建立互联协同、智能生产、科学管理的施工项目信息化生态圈，并将此数据在虚拟现实环境下与物联网采集到的工程信息进行数据挖掘分析，提供过程趋势预测及专家预案，实现工程施工可视化智能管理，以提高工程管理信息化水平，从而逐步实现绿色建造和生态建造。
3.现有一申请公开号为cn108446866a的发明专利，其保护了一种智慧工地安全管理平台系统架构，其特点是采用云端和物联网技术架构由智能安全帽、定位器、多功能施工安全监控仪、传输网、二次开发bim建模软件系统、云端地图与应用服务器和客户终端pc机/显示屏幕组成的施工安全管理平台。
4.上述技术方案中，智慧工地在安全管理方面相比普通工地有更大优势，但是现有智慧工地系统在复杂且不断变化的工地环境下难以准确地提供安全帮助。


技术实现要素：

5.为解决现有安全管理系统难以在复杂且不断变化的工地环境下准确地提供安全帮助，本发明提供了一种智慧工地施工安全管理系统及方法。
6.本发明的技术方案为：
7.一方面，本发明提供了一种智慧工地施工安全管理系统，包括设备监测端、人员监测端和工地安全监测系统；
8.设备监测端设置于每个施工设备上，设备监测端包括设备定位模块、设备信息模块和设备告警模块；
9.设备定位模块用于发出设备位置信息，设备位置信息包括设备的平面位置；
10.设备信息模块预设有设备种类，设备信息模块发送设备种类；
11.设备告警模块用于接收告警信号并发出警报；
12.人员监测端设置于人员的移动端上，人员监测端包括人员定位模块、人员信息模块和人员告警模块；
13.人员定位模块用于发出人员位置信息，人员位置信息包括人员的平面位置、移动端朝向和高度位置；
14.人员信息模块用于发出人员基本信息；
15.人员告警模块用于接收告警信号并发出警报；
16.工地安全监测系统包括雷达监测模块、三维建立模块、范围划分模块、人员绑定模块和范围报警模块；
17.雷达监测模块用于获取地图信息、设备位置信息、设备种类和人员位置信息；
18.三维建立模块用于根据地图信息建立工地三维图；
19.范围划分模块用于根据设备位置信息在工地三维图标注设备坐标和设备种类，根据输入的半径信息以设备坐标为中心划分警戒范围；
20.人员绑定模块接收人员安排表，用于根据人员基本信息和人员安排表将人员位置信息与警戒范围绑定；
21.范围报警模块根据人员位置信息在工地三维图标注人员坐标，检查每个设备坐标的警戒范围内存在的人员坐标，判断警戒范围内人员坐标对应的人员位置信息是否与该警戒范围绑定，若没有绑定，则向人员告警模块和设备告警模块发送告警信号。
22.本发明所达到的有益效果为：设定好工作的设备的危险范围，并且将对应的工作人员设定好，当有人进入警戒范围后，该人员和该设备处都会发出警报，提醒人员离开该范围，以及提醒该设备的工作人员注意周边环境，能够有效减少安全事故的发生，并且能够适应复杂多变的工地环境，实时改变危险范围，能够准确地提供安全帮助。
23.进一步，工地安全监测系统还包括范围预警模块，范围划分模块根据输入的半径信息在警戒范围外划分预警范围，范围预警模块检查每个设备坐标的预警范围内存在的人员坐标，判断预警范围内的移动端朝向是否冲向警戒范围，若冲向警戒范围，则向人员告警模块发送告警信号。
24.通过上述方案，当有人员进入预警范围内时，如果该人员有向警戒范围内走的趋势的话，该人员的移动端会报警，提醒前方危险，避免该人员进入危险区域的同时也避免打扰该设备工作中的人员。
25.进一步，范围预警模块判断预警范围内人员坐标对应的人员位置信息是否与该预警范围对应的警戒范围绑定，若没有绑定，再判断预警范围内的移动端朝向是否冲向警戒范围。
26.通过上述方案，当人员在预警范围内时也能够判断该人员是否是该设备的工作人员，不需要额外进行绑定。
27.进一步，设备定位模块包括设置于每个施工设备上的gps定位器，gps定位器用于发出设备位置信息；
28.人员定位模块包括gps芯片和陀螺仪，gps芯片用于检测人员的平面位置和高度位置，陀螺仪用于检测移动端朝向。
29.通过上述方案，能够为系统提供准确的位置信息，并且gps定位器价格不高，gps芯片和陀螺仪一般的移动端都会配备，系统设置简单。
30.进一步，地图信息包括gps实况地图和工地规划三维图，三维建立模块根据指令在gps实况地图中划分出工地地图范围，将工地规划三维图套入工地地图范围生成工地三维图。
31.通过上述方案，三维建立模块使用工地规划三维图去辅助生成工地三维图，有效地减少了三维图生成时的计算量。
32.另一方面，本发明提供了一种智慧工地施工安全管理方法，包括以下步骤：
33.设置工地安全监测系统，在每个施工设备上设置设备监测端，在每个人员的移动端上设置人员监测端；
34.工地安全监测系统获取地图信息，根据地图信息建立工地三维图；
35.设备监测端发送设备位置信息和设备种类，设备位置信息包括设备的平面位置；
36.人员监测端发送人员位置信息和人员基本信息，人员位置信息包括人员的平面位置、移动端朝向和高度位置；
37.工地安全监测系统获取设备位置信息、设备种类、人员位置信息和人员基本信息，根据设备位置信息和设备种类在工地三维图标注设备坐标和设备种类，并划分警戒范围；
38.工地安全监测系统将人员位置信息与警戒范围绑定；
39.工地安全监测系统判断在警戒范围内的人员位置信息是否与该警戒范围绑定；
40.若不绑定，则向人员监测端和设备监测端发送告警信号，人员监测端和设备监测端报警。
41.本发明所达到的有益效果为：设定好工作的设备的危险范围，并且将对应的工作人员设定好，当有人进入警戒范围后，该人员和该设备处都会发出警报，提醒人员离开该范围，以及提醒该设备的工作人员注意周边环境，能够有效减少安全事故的发生，并且能够适应复杂多变的工地环境，实时改变危险范围，能够准确地提供安全帮助。
42.进一步，还包括以下步骤：
43.工地安全监测系统在每个警戒范围外划分预警范围，判断每个预警范围内存在的人员位置信息中的移动端朝向是否冲向警戒范围；
44.若冲向警戒范围，则向人员监测端发送告警信号，人员监测端报警。
45.通过上述方案，当有人员进入预警范围内时，如果该人员有向警戒范围内走的趋势的话，该人员的移动端会报警，提醒前方危险，避免该人员进入危险区域的同时也避免打扰该设备工作中的人员。
46.进一步，所述判断每个预警范围内存在的人员位置信息中的移动端朝向是否冲向警戒范围步骤包括：
47.判断每个预警范围内存在的人员位置信息是否与该预警范围对应的警戒范围绑定；
48.若没有绑定，则判断预警范围内的移动端朝向是否冲向警戒范围。
49.通过上述方案，当人员在预警范围内时也能够判断该人员是否是该设备的工作人员，不需要额外进行绑定。
50.进一步，所述根据地图信息建立工地三维图步骤包括：
51.地图信息包括gps实况地图和工地规划三维图，在gps实况地图中划分出工地地图范围，将工地规划三维图套入工地地图范围生成工地三维图。
52.通过上述方案，三维建立模块使用工地规划三维图去辅助生成工地三维图，有效地减少了三维图生成时的计算量。
53.本发明的一种智慧工地施工安全管理系统及方法具有以下优点：
54.1.设定好工作的设备的危险范围，并且将对应的工作人员设定好，当有人进入警戒范围后，该人员和该设备处都会发出警报，提醒人员离开该范围，以及提醒该设备的工作人员注意周边环境，能够有效减少安全事故的发生，并且能够适应复杂多变的工地环境，实时改变危险范围，能够准确地提供安全帮助。
附图说明
55.图1是本发明实施例一智慧工地施工安全管理系统的整体系统框图；
56.图2是本发明实施例一智慧工地施工安全管理系统设备监测端、人员监测端和工地安全监测系统的模块框图；
57.图3是本发明实施例二智慧工地施工安全管理方法的流程图。
58.图中，1、设备监测端；11、设备定位模块；111、gps定位器；12、设备信息模块；13、设备告警模块；14、施工设备；2、人员监测端；21、人员定位模块；211、gps芯片；212、陀螺仪；22、人员信息模块；23、人员告警模块；24、移动端；3、工地安全监测系统；31、雷达监测模块；32、三维建立模块；33、范围划分模块；34、人员绑定模块；35、范围报警模块；36、范围预警模块。
具体实施方式
59.为便于本领域的技术人员理解本发明，下面结合附图说明本发明的具体实施方式。
60.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
61.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
62.实施例一、本发明提供了一种智慧工地施工安全管理系统，如图1所示，包括设备监测端1、人员监测端2和工地安全监测系统3。设备监测端1设置于每个施工设备14上，人员监测端2设置于人员的移动端24上，工地安全监测系统3可以设置于云端服务器上。
63.如图1和图2所示，人员监测端2包括人员定位模块21、人员信息模块22和人员告警模块23。设备监测端1包括设备定位模块11、设备信息模块12和设备告警模块13。工地安全监测系统3包括雷达监测模块31、三维建立模块32、范围划分模块33、人员绑定模块34、范围预警模块36和范围报警模块35。
64.如图2所示，设备定位模块11包括设置于每个施工设备14上的gps定位器111，gps定位器111用于发出设备位置信息，设备位置信息包括设备的平面位置。设备信息模块12预设有设备种类，设备信息模块12发送设备种类。人员定位模块21用于发出人员位置信息，人员位置信息包括人员的平面位置、移动端24朝向和高度位置，人员定位模块21包括gps芯片211和陀螺仪212，gps芯片211用于检测人员的平面位置和高度位置，陀螺仪212用于检测移动端24朝向。人员信息模块22用于发出人员基本信息。
65.如图2所示，雷达监测模块31用于获取地图信息、设备位置信息、设备种类和人员位置信息。地图信息包括gps实况地图和工地规划三维图。三维建立模块32根据指令在gps
实况地图中划分出工地地图范围，将工地规划三维图套入工地地图范围生成工地三维图。三维建立模块32使用工地规划三维图去辅助生成工地三维图，有效地减少了三维图生成时的计算量。
66.如图2所示，范围划分模块33用于根据设备位置信息在工地三维图标注设备坐标和设备种类，根据输入的半径信息以设备坐标为中心划分警戒范围，范围划分模块33根据输入的半径信息在警戒范围外划分预警范围。人员绑定模块34接收人员安排表，用于根据人员基本信息和人员安排表将人员位置信息与警戒范围绑定。
67.如图2所示，范围报警模块35根据人员位置信息在工地三维图标注人员坐标，检查每个设备坐标的警戒范围内存在的人员坐标，判断警戒范围内人员坐标对应的人员位置信息是否与该警戒范围绑定，若没有绑定，则向人员告警模块23和设备告警模块13发送告警信号。若绑定，则没有动作。设备告警模块13用于接收告警信号并发出警报。人员告警模块23用于接收告警信号并发出警报。当有人进入警戒范围后，该人员和该设备处都会发出警报，提醒人员离开该范围，以及提醒该设备的工作人员注意周边环境。
68.如图2所示，范围预警模块36检查每个设备坐标的预警范围内存在的人员坐标，范围预警模块36判断预警范围内人员坐标对应的人员位置信息是否与该预警范围对应的警戒范围绑定，若绑定，则没有动作。若没有绑定，再判断预警范围内的移动端24朝向是否冲向警戒范围，若冲向警戒范围，则向人员告警模块23发送告警信号。若不冲向警戒范围，则没有动作。当有人员进入预警范围内时，如果该人员有向警戒范围内走的趋势的话，该人员的移动端24会报警，提醒前方危险，避免该人员进入危险区域的同时也避免打扰该设备工作中的人员。
69.本发明提供了一种智慧工地施工安全管理系统及方法的实施原理为：设定好工作的设备的危险范围，并且将对应的工作人员设定好，当有人进入警戒范围后，该人员和该设备处都会发出警报，提醒人员离开该范围，以及提醒该设备的工作人员注意周边环境，能够有效减少安全事故的发生，并且能够适应复杂多变的工地环境，实时改变危险范围，能够准确地提供安全帮助。
70.实施例二、一种智慧工地施工安全管理方法，具体步骤如下：
71.s100、系统配置：设置工地安全监测系统3，在每个施工设备14上设置设备监测端1，在每个人员的移动端24上设置人员监测端2。
72.s200、三维图生成：工地安全监测系统3获取地图信息，地图信息包括gps实况地图和工地规划三维图，在gps实况地图中划分出工地地图范围，将工地规划三维图套入工地地图范围生成工地三维图。
73.s300、位置检测：
74.s301、设备监测端1发送设备位置信息和设备种类，设备位置信息包括设备的平面位置。
75.s302、人员监测端2发送人员位置信息和人员基本信息，人员位置信息包括人员的平面位置、移动端24朝向和高度位置。
76.s400、警戒范围划分：工地安全监测系统3获取设备位置信息、设备种类、人员位置信息和人员基本信息，根据设备位置信息和设备种类在工地三维图标注设备坐标和设备种类，并划分警戒范围。
77.s500、信息绑定：工地安全监测系统3将人员位置信息与警戒范围绑定。
78.s600、警戒判断：
79.s601、工地安全监测系统3判断在警戒范围内的人员位置信息是否与该警戒范围绑定。
80.s602、若不绑定，则向人员监测端2和设备监测端1发送告警信号，人员监测端2和设备监测端1报警。
81.s603、若绑定，则无动作。
82.s700、预警范围划分：工地安全监测系统3在每个警戒范围外划分预警范围。
83.s800、预警判断：
84.s801、判断每个预警范围内存在的人员位置信息是否与该预警范围对应的警戒范围绑定；
85.s802、若绑定，则无动作。
86.s803、若没有绑定，则判断每个预警范围内存在的人员位置信息中的移动端24朝向是否冲向警戒范围。
87.s804、若冲向警戒范围，则向人员监测端2发送告警信号，人员监测端2报警。
88.设定好工作的设备的危险范围，并且将对应的工作人员设定好，当有人进入警戒范围后，该人员和该设备处都会发出警报，提醒人员离开该范围，以及提醒该设备的工作人员注意周边环境，能够有效减少安全事故的发生，并且能够适应复杂多变的工地环境，实时改变危险范围，能够准确地提供安全帮助。
89.以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。