[发明专利]一种程序式作业施工导航与安全监控系统及方法

说明书

本发明公开了一种程序式作业施工导航与安全监控系统和方法，属于施工安全监控技术领域。包括数据采集与传输单元、监控单元。数据采集与传输单元包括采集模块及其对应的前端处理模块，实现监控数据采集和单项数据预警功能。监控单元包括数据收发模块、数据输入模块、数据处理模块、报警和导航模块、显示和操控模块，实现监控数据集成与导航功能。系统可以对程序式作业进行多源异构实时数据的集成安全监控并及时报警，指导程序式作业的施工过程，保障工序的正确性与安全性。该系统在施工现场的抗干扰性强，响应速度快，适用于需要按固定的程序步骤进行操作的施工对象。

技术领域

本发明属于施工安全监控技术领域，更具体地，涉及一种程序式作业施工导航与安全监控系统和方法。

背景技术

目前，在施工过程中的工序流程动态安全管理与应对方面，主要依靠现场人员的工作经验与临场反应，然而各项关于施工安全风险的研究均表明，人的不安全行为是造成施工事故的一项重要原因。即使对工人进行事前培训，也难以保证在实际施工中工人们能准确地进行操作和配合。

随着物联网技术的发展，各类传感器及监控技术广泛应用于施工现场的质量检测与安全监控。对施工过程的安全监控，常采用视频监控、RFID技术、力学传感器等监控技术，对施工现场的结构、人员和环境状态进行监控，然后将监控数据传至计算机后台，经过计算分析后进行判断和预警。

现今，施工现场应用的安全监控属于状态监控，对每个参数每个传感器都是固定的阈值设定，当监测值超出阈值时发出报警，属于事后的被动监控方式。以颜斌等所著的《物联网无线智能塔式起重机运行监控施工技术》为例，该研究中通过风速传感器、幅度传感器、角度传感器等对塔吊进行监控，并对每个传感器测值设置了阈值，整个施工过程中，各个监控参数的阈值保持不变。

然而，施工现场是一个动态变化的过程，尤其是施工流程，是多个不同状态的连续变化过程。对于施工流程的监控并对工人进行准确的操作提示，有助于保障施工流程的正确性，保障施工安全。

发明内容

针对相关技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种程序式作业施工导航与安全监控系统和方法，旨在加强对施工过程中程序式作业安全的指导与管控，对施工过程安全进展和完成情况进行动态的监测与反馈，对施工过程安全进行主动管理。

为实现上述目的，本发明的一方面提供了一种程序式作业施工导航与安全监控系统，包括

采集模块，用于采集施工现场的数据；

前端处理模块，接收采集的数据并进行预处理；

数据输入模块，用于预设程序式作业施工的工序内容和阈值，所述阈值与当前所处的工序步骤对应；

数据处理模块，包括作业指示模块与安全监控模块；其中，所述作业指示模块用于根据采集的数据获取工作步的完成进度，并判断当前所处的工序步骤；所述安全监控模块用于将采集的数据与阈值进行比较，监测施工过程中是否出现异常；

报警导航模块，根据数据处理模块的结果，发出工作步状态异常的报警和工作步跳转的导航语音提示。

进一步地，还包括人机交互模块，用于显示当前所处的工序步骤和调节工序。

进一步地，还包括数据收发模块，用于接收所述前端处理模块发送的数据，并发送至后台监控系统。

进一步地，所述采集模块包括电子标签、开关传感器、倾角传感器、风速传感器、位移传感器和应力应变传感器。

进一步地，所述前端处理模块将采集的信号转化为对应的物理量，并进行计算、分析和初步监测，当超过阈值时在现场进行紧急声光报警。

进一步地，采集的数据包括

技术参数监测值，用于衡量工作步的完成进度；