[发明专利]一种基于异常检测算法的施工现场动态安全监测系统

说明书

本发明公开了一种基于异常检测算法的施工现场动态安全监测系统，该系统包括数据采集子系统、网络传输端和异常检测子系统；数据采集子系统包括环境信息模块、人员与车辆定位模块和施工机械监控模块，分别用于收集施工现场环境、人员与车辆以及施工机械的相关数据信息；网络传输端，用于将数据采集子系统收集到的数据信息发送至异常检测子系统；异常检测子系统用于训练异常检测模型，动态分析施工现场安全状态，发现安全状态异常的区域，并发出警报信息。本发明能够对施工现场的安全状态进行实时动态监测与分析，从而减少施工事故发生的概率，保障施工人员的安全，避免经济损失。

技术领域

本发明涉及施工现场安全管理，具体地，基于异常检测算法的施工现场动态安全监测系统。

背景技术

异常检测，也被称作离群值检测，是对不符合预期模式或数据集中其他项目的项目、事件或观测值的识别。异常检测算法首先通过大量正常数据训练来定义系统属于正常状态时的数据集，然后通过分析计算新数据与这组正常状态数据的离群关系来判断新数据是否属于正常状态数据的范围，当新数据与正常数据集不符时，就会判断这个数据为异常点，从而确定为危险状态。异常检测算法在入侵检测、故障检测以及系统健康监测等多个领域都有广泛应用，其特点十分适合用于施工现场的安全状态监测。

随着中国的经济和社会发展，中国的建筑行业也在蓬勃发展，整个行业占有巨大的市场。根据住建部统计数据显示，2016年中国建筑业总产值达19.35万亿，建筑业增加值达4.95万亿，占国内生产总值的6.66％。同时提供了大量的就业岗位，对经济社会发展，城乡建设和民生改善做出了重大贡献。虽然我国建筑行业已经发展多年，但是建筑施工过程中依然存在着各种各样的潜在，给施工人员带来危险。以2016年为例，全国仅房屋市政工程生产安全事故就发生了634起、死亡人数达到735人。但是施工现场情况十分复杂同时处于一种动态变化的过程中，环境、施工人员、车辆以及运行中的各种机械设备都是导致事故发生的潜在因素，并且不同团队的管理水平参差不齐，往往无法完全遵守施工安全规范进行管理，因此对于施工现场的事故风险的分析能力不足，是造成施工现场事故的主要原因。

发明内容

针对现有的施工现场安全监管、分析方面的不足，本发明提出一种基于异常检测算法的施工现场动态安全监测系统。

本发明所采用的技术方案如下：一种基于异常检测算法的施工现场动态安全监测系统，该系统包括：

数据采集子系统，用于收集施工现场各类数据信息，

网络传输端，用于将数据采集子系统收集的数据通过无线网络发送至异常检测子系统；

异常检测子系统，包括数据训练模块、数据分析模块和安全警报模块；

所述的数据训练模块用于前期收集训练数据，并对模型自身进行样本训练，完成对施工现场安全状态数据集的定义，得到施工现场安全状态的阈值；

所述的数据分析模块用于接收由网络传输端发送的施工现场各类数据信息，并对这些数据信息进行整合与处理，得到施工现场实时安全状态数据，将其与数据训练模块生成的安全状态数据集进行比对计算分析，得到施工现场实时安全状态，生成对应的施工现场实时安全状态可视化图像，并根据安全状态将对应的警报指令发送至安全警报模块；

所述的安全警报模块用于接收数据分析模块发送的警报指令，根据对应的警报指令向施工现场的安全管理人员发出警报。

进一步的，所述数据采集子系统包括环境信息模块、人员与车辆定位模块和施工机械监控模块，所述的环境信息模块用于收集施工现场各类环境状况的实时数据；所述的人员与车辆定位模块用于收集人员和车辆的实时坐标数据；所述施工机械运行监控模块用于实时监控施工现场各类机械的运行状况。

进一步的，所述的实时数据包括温度、气体浓度、风速、湿度。