[发明专利]基于区块链与BIM的钢丝绳断裂预警系统

说明书

本发明公开了一种基于区块链与BIM的钢丝绳断裂预警系统。该系统包括：钢丝绳分割编码器、钢丝绳分割解码器、断丝毛刺区域提取单元、边缘信息提取单元、全连接层是钢丝绳断裂风险预测深度神经网络的主要组成模块；系统还包括服务器集群，服务器集群中所有节点加载钢丝绳断裂风险预测深度神经网络所需参数，对于接收到的钢丝绳彩色图像，在服务器集群中配置钢丝绳断裂风险预测深度神经网络区块链私链，并执行网络推理，得到钢丝绳断裂风险等级预测结果。利用本发明，在钢丝绳断裂检测中，不仅结果反馈多元，而且提高了钢丝绳断裂风险预测精度和数据处理过程中安全性能。

技术领域

本发明属于区块链、人工智能、智慧工地、BIM技术领域，具体涉及一种基于区块链与BIM的钢丝绳断裂预警系统。

背景技术

随着我国经济的蓬勃快速发展，房地产以及建筑相关的行业也正在扮演越来越重要的角色。目前建筑工地的数量在不断的增多，随之而来的，工地内部的管理问题也日益突出。现代建筑由于其建筑高度越来越高，塔吊不可或缺。其承担了向高层运输钢筋、混凝土、钢管等施工原材料的重要作用。

塔吊钢丝绳是由多根细的钢丝通过特殊的设备编制而成的。钢丝绳随着运行次数的增加会产生磨损，其边缘处的钢丝会断裂，在外界拉力的作用下断裂的钢丝会呈向外扩散的趋势，不再紧贴在钢丝绳主体，从而产生断裂毛刺。若不及时进行修复或者更换，钢丝断线会越来越多，从而直接影响塔吊作用的安全性，大大增加重物掉落风险。

由于塔吊钢丝绳两端都是卷轴设备，最终是一层层的堆叠在一起，细微断线无法及时发现。而运行过程中，作业空间有限，加之视野不足，单靠人工检测塔吊钢丝绳断线并分析断线级别是不现实的。目前针对钢丝绳断裂预警的技术，主要是通过机械的接近开关或者传感器，这两种方式都是在钢丝绳已经断裂的情况下进行检测，不能对钢丝绳断裂的风险等级进行预测。而且，目前的监督系统通常只返回异常结果，结果反馈单一。并且，用于计算的硬件系统，信息易被泄露、安全性能较低。

因此，现有钢丝绳断裂检测领域存在不能实现风险等级预测、结果反馈单一、安全性能较低的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的缺陷，提出一种基于区块链与BIM的钢丝绳断裂预警系统，不仅结果反馈多元，而且提高了预测精度和数据处理过程中安全性能。

一种基于区块链与BIM的钢丝绳断裂预警系统，该系统包括：

钢丝绳分割编码器，用于对钢丝绳彩色图像编码提取特征，得到钢丝绳语义特征图；

钢丝绳分割解码器，用于对钢丝绳语义特征图解码表征，得到包含钢丝绳主体、钢丝绳断丝毛刺与其他无关元素语义的遮罩图像；

断丝毛刺区域提取单元，用于利用遮罩图像从钢丝绳彩色图像中提取断丝毛刺区域，得到断丝毛刺区域图像；

边缘信息提取单元，用于对断丝毛刺区域图像进行阈值化处理，对阈值化处理后的图像进行中值滤波，对滤波处理后的图像进行边缘检测，得到断丝毛刺区域边缘图；

边缘特征编码器，用于对断丝毛刺区域边缘图进行编码特征提取，得到断丝毛刺区域边缘特征图；

第一全连接网络，用于对断丝毛刺区域边缘特征图进行加权分类，得到钢丝绳断裂风险等级预测结果；

系统还包括服务器集群，对于接收到的钢丝绳彩色图像，在服务器集群中配置钢丝绳断裂风险预测深度神经网络区块链私链，并执行网络推理，得到钢丝绳断裂风险等级预测结果，并发送至工地区域建筑信息模型。

进一步地，对于接收到的钢丝绳彩色图像，在服务器集群中配置钢丝绳断裂风险预测深度神经网络区块链私链包括：

钢丝绳分割编码器、钢丝绳分割解码器、断丝毛刺区域提取单元、边缘信息提取单元、边缘特征编码器、全连接层是钢丝绳断裂风险预测深度神经网络的主要组成模块；