[发明专利]基于物联网技术的预防高处坠落事故系统

说明书

本发明公开了基于物联网技术的预防高处坠落事故系统，它涉及一种预防高处坠落事故系统。包括感知层、网络层、平台层，应用层，所述的感知层是整个预警系统的基础层，负责对施工现场建筑工人位置信息的收集；所述的网络层用于数据的远程传输与接收；信号转换；数据交换；所述的平台层用于数据分析；边缘计算；数据转换；所述的应用层用于安全规则、BIM模型及位置信息的存储；预警信息可视化；用户信息查询。本发明是一种基于BIM和UWB的建筑工人高处坠落事故智能预警系统，BIM和UWB结合，可以更好地实现信息收集、传递、反馈控制。

技术领域

本发明涉及的是一种预防高处坠落事故系统，具体涉及一种基于物联网技术的预防高处坠落事故系统。

背景技术

随着科技的发展，智能化技术相继出现，智能传感技术、无线传输技术、数字虚拟技术、声光报警技术都逐渐应用于各个领域。对于建筑施工行业，如果将智能化技术用于作业人员自身安全和作业环境的监测，可以提高施工现场作业人员的安全监管效率，实现自动化、信息化、可视化的实时监控，因此智能监测装备的研发和在建筑施工过程中的应用已经成为建筑领域研究重点。

据统计，每五个职业死亡人数就有一个来自建筑行业，因此建筑施工现场我国最危险的工作环境之一。在建筑业中，事故类型分布如图1所示。建筑工人高处坠落事故是施工安全的头号威胁，预防此类事故主要依赖于人工排查，但受相关人员经验限制、施工现场环境复杂以及人员流动性大等影响，传统预防手段效果有限。

表1传统监测技术与基于物联网技术监测对比

施工现场现有安全检测技术相对落后，项目部不能实时、全面、形象地掌握施工现场情况，更无法实现对建筑工人高处坠落事故的预警。所以，建筑工人高处坠落事故智能预警系统必须满足如下功能要求：

1、自动划分施工区域的危险等级，分级预警。

2、建筑工人位置信息实时采集。

3、建筑工人高处坠落区域可视化分析。

超宽带(Ultra Wide Band，UWB)技术是一种无线载波通信技术，它不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。UWB技术具有系统复杂度低，发射信号功率谱密度低，对信道衰落不敏感，截获能力低，定位精度高等优点，尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入。

中国专利CN105023390 A公开了一种建筑工人高处坠落事故预警系统及方法，该系统是基于BIM技术与RFID技术支持，在施工现场划定的危险区域放置定位RFID阅读器，携带RFID标签的工人进入特定区域后，RFID阅读器读取RFID标签的位置信息，发送后台处理，后台给人员身上的振动器发射信号，对人员进行危险预警。由于其技术的局限性(覆盖范围小、穿透性弱)，该系统需要手动去施工现场的每一楼层放置定位RFID阅读器，操作麻烦；其次需要大量RFID阅读器与RFID标签，成本高；RFID技术传输距离短，抗干扰能力差，不适合室内密集场所的使用。定位技术对比见表2。

表2常见的七种定位技术比较

BIM(Building Information Modeling)技术是Autodesk公司在2002年率先提出，已经在全球范围内得到业界的广泛认可，它可以帮助实现建筑信息的集成，从建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结，各种信息始终整合于一个三维模型信息数据库中，能有效提高工作效率、节省资源、降低成本、以实现可持续发展。BIM已经成为建筑、工程和建筑行业的关键。它增加了项目利益相关者之间的合作，从而改善了设计和施工的过程。在过去的二十年中，BIM除了几何维度之外，还增加了几个维度，扩展了其功能。