一种移动式工地安全智慧分析系统和方法与流程

1.本发明涉及物联网及视频分析领域。本发明具体涉及一种移动式工地安全智慧分析系统和方法。


背景技术：

2.施工安全是各个行业工程建设中所遇到的安全问题。施工安全涵盖了在作业过程中所有的安全问题并且涉及管理、财务及后勤保障等相关内容。我国政府历来重视生产安全、人民生命和财产安全，并制定了相关的法律法规，对中华人民共和国领域内从事工程建设行业的人员及单位进行了明确的要求。
3.随着安全管理科学化、标准化、规范化、安全检查工作在不断改进，目前基本上都是采用安全检查表和实测的监测手段，进行定性定量的安全评价。安全检查的形式主要分为定期检查、日常性检查、专项检查、季节性检查等多种形式。检查方法主要包括常规专职安全员现场查看、仪表辅助检查、安全检查表法、视频监控检查等。
4.现有的检查手段，由于无法实时保证每时每刻监测，会存在安全员在和不在两个样子。而且工地的安全也是随着时间推移而发生变化的，不可能在工地的每个角落都安排安全员盯着，另外固定的视频监控也会存在观察死角，无法有效的全方位监控安全。


技术实现要素：

5.为克服上述缺陷，本发明提供了一种一种移动式工地安全智慧分析系统和方法。
6.为达到上述目的，本发明移动式工地安全智慧分析系统，包括移动终端和服务器端；
7.其中，移动终端包括：
8.摄像单元，实时获取工地影像，并输出给安全分析单元以及通过通信单元输出服务器端；
9.传感器单元；实时获取传感器监测信息，并输出给安全分析单元以及通过通信单元输出服务器端；
10.安全分析单元：用于对摄像单元获取的工地影像以及传感器单元获取传感器监测信息进行初步分析，并根据预定程序将告警信号输出给报警单元；
11.服务器端：根据接收的工地影像和传感器监测信息，采用工地安全识别引擎和安全策略及规则管理模块，综合进行智能分析；并将分析到的告警信息输出给移动终端。
12.进一步的，所述的传感器单元为：重力传感器、加速度传感器、距离传感器、光线传感器、温湿度传感器、磁场传感器、陀螺仪传感器、北斗传感器、gps传感器和/或烟雾气体传感器。
13.进一步的，所述的报警单元为：声音报警、发光报警和/或振动报警。
14.进一步的，所述的服务器端包括：工地安全识别引擎，用于学习并掌握通用工地建筑物、施工设备、机械工具；
15.安全策略和规则管理模块，用于放置通用的工地安全策略和规则；
16.综合安全分析模块，根据传过来的视频，结合辅助传感器数据，采用工地安全识别引擎和安全策略及规则管理模块，综合进行智能分析，并输出告警信号。
17.为达到上述目的，本发明移动式工地安全智慧分析方法，所述的方法包括下述步骤：
18.接收移动终端实时获取工地影像和传感器数据；
19.根据传过来的视频，结合辅助传感器数据，采用工地安全识别引擎和安全策略及规则管理模块，综合进行智能分析，并输出告警信号。
20.进一步的，移动终端通过本地安全分析单元对影像进行初步分析，并依据影像中出现的初级问题进行报警。
21.本发明在安全帽的基础上集成安全分析移动终端，配合远端的安全分析平台，就可以做到任何地点任何位置都可以进行安全检查。由于每个进入工地的人都需要佩戴安全帽，相当于每个人都是一个安全检查员。
附图说明
22.图1：系统整体框架图
23.图2：辅助采集模块工作原理图
具体实施方式
24.如图1和图2所示，本发明涉及到两大部分，10个模块定义：
25.1.高清摄像头a：属于安全移动终端，安装在安全移动终端上；高清摄像头用于捕捉工地的实时场景，用于安全移动终端和远端安全分析平台对视频数据进行安全分析。是本专利的主要安全分析数据。摄像头包括但不限于支持红外、全景360可上下左右旋转、支持同步音频等。
26.2.其他检测传感器b：属于安全移动终端，包括但不限于重力、加速度、距离、光线、温湿度、磁场、陀螺仪、北斗、gps、烟雾气体等传感器，主要由于辅助安全分析。
27.3.告警指示器c：针对发现的不安全情况进行告警指示，包括但不限于声音、灯光分级、震动等方式。告警指示器根据是对自身的告警，还是对它物的告警来启动不同的告警模式，假设如果对自身告警一般是振动提示加声音，对于它物的告警一般是声音加灯光。这里不限各种形式。
28.4.边缘安全分析模块d：属于安全移动终端，用于实时分析安全情况，针对一些视频检测或者其他传感器监测到的简单数据进行安全分析和告警，而不需要再把数据传输到远端进行分析。具体哪些情况规则可以在安全盒内分析，是由远端安全分析平台进行规则下发的。举个例子：在固定的一个区域内，按照规则不允许温度高于40度。如果超过就要告警并且组织人员进入。这个时候就利用定位和温度监测传感器，就可以实时进行现场分析，然后给出告警提示。
29.5.数据传输模块e：属于安全移动终端，把安全移动终端内采集的数据传输给远端安全分析平台。并接收远端安全分析平台分析出来的告警结果。数据传输模块e集成了4g、5g等大容量低延时的无线通信系统，将来也有可能是6g或者其他。
30.6.安全展示和告警模块f：属于远端安全分析平台，用于在远端给安全分析员或者项目管理人员展示、统计、分析当前工地的安全情况。
31.7.综合安全分析模块g：属于远端安全分析平台，根据传过来的视频，结合辅助传感器数据，采用工地安全识别引擎和安全策略及规则管理模块，综合进行智能分析，实时得出安全等级(假设分为1
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4级，1级最严重的，4级最安全，实际可以根据项目设置)以及安全范围(是对自身告警还是对视频内其他装置或人物告警)。然后把分析结果传输回安全移动终端。(安全的就不用返回了。减少数据量)
32.8.安全策略和规则管理模块h：属于远端安全分析平台，放置了通用的工地安全策略和规则，以及本工地特有的安全策略和规则。安全策略和规则的具体定义在另外专利族里面进行描述，本专利仅仅只是架构一个完整系统所需的内容。(比如可以定义人一定要带安全帽，吊臂下方和吊钩外均不许站人等)
33.9.工地安全识别引擎i：属于远端安全分析平台，被综合安全分析模块所调用，用来识别当前安全分析平台所在位置，及视频中所展示的具体构建物(什么建筑或者什么施工设备或者什么人合物)
34.10.数据传输模块j：属于远端安全分析平台，接收安全移动终端传过来的视频数据和其他辅助传感器设备采集的数据。并把本平台的分析结果返回给安全移动终端。
35.本发明在于移动式安全移动终端通过采集全景视频、声音配合辅助传感器设备数据，动态实时的分析施工现场的安全情况。对于简单的分析在分析盒上完成，对于复杂的分析在远端综合分析平台上完成。对于疑似安全问题或者无法判断的安全问题，上交给远端安全员进行分析和判断。同时安全员可以在远端实时查看每个移动式视频监控情况，定时的人为进行安全判断。
36.本专利的安全判断不仅限于单个安全移动终端的判断。也包括多个安全移动终端的综合判断。因为在一个施工场景内可能包含多个现场人员，每个人传输过来的视频角度和传感器信息是不一样的，可能单个看都没有啥安全问题，但是综合在一起看就能分析出有安全隐患。但是具体如何多安全移动终端联动判断，将在另外一个专利族里面进行描述。
37.实施例
38.a)远端安全分析平台，配置安全策略和规则。比如检测到人，那就一定头上要带安全帽；比如检测吊车，那么吊车前部是不能站人的；比如工地围墙要高于2.5m；比如施工现场需要有灭火器材；比如机械挖土，挖土机位置要固定牢固等。把相关安全策略，转换成视频可以识别的数据和方式。
39.b)工地安全识别引擎导入通用工地建筑物及施工设备和机械工具。比如挖土机、吊机等视频模型；楼房建筑视频模型；人；施工标识牌等识别视频模型。在导入这些数据之前，工地安全识别引起已经通过机器学习等自学习方式学习并掌握了这些模型，具备了看到视频就能给出是什么构建物的能力。这个属于视频机器学习通识领域内容。如何学习不属于本专利的范围，但是该引擎模块的存在，对于本专利整个系统还是具有意义的。
40.c)安全策略和规则会被平台进行分类，平台认为安全移动终端能够处理的会下发规则给安全移动终端。如果由于需要很大处理能力的规则，则平台自己进行处理。
41.d)把安全移动终端固定在安全帽内或者两侧(如果是安全帽内，需要挖孔，让摄像头可见)。启动安全移动终端。
42.e)随着进入工地的人都佩戴安全帽，人所过之处的视频会被实时采集下来。并被本地安全分析模块和远端综合安全分析模块进行实时分析。
43.f)随着安全帽的移动，视频内出现了人，由于人体识别这个规则之前已经被定义为安全盒本地边缘计算，所以由边缘安全分析模块d来执行分析，检测这个人头顶有没有带安全帽(视频检测安全帽有没有带属于通识技术)，发现没带安全帽则立即通知告警指示器c发出语音提示(前面那个人注意没带安全帽，具体可配置)。
44.g)随着安全帽的移动，视频内出现了一辆吊车，这个物体在安全盒本地没有配置为可识别，那么就会通过数据传输模块e传送给远端安全平台。综合安全分析模块g首先调用工地安全识别引擎i，通过引擎i判断出来这个是一台吊车，那么安全分析模块g会去安全策略管理模块h里面查找所属吊车的安全规则。发现安全规则是吊车的前部不能站人，进一步又会去调用引擎i来判断视频里面吊车前方的位置有没有出现人。
45.h)一旦发现吊车前方位置有人，那么综合安全分析模块就会产生一条告警记录(包含告警等级)，一方面这条告警记录保存在安全平台里面，并且传递给安全展示和告警模块f给安全员看到；另一方面会把这条告警通过数据传输模块j传递给安全移动终端。
46.i)安全移动终端收到这条告警后，根据告警等级，启动告警指示器c进行告警。告警指示器根据告警类别提示，这是对它物的告警，所以会有声音和灯光一闪一闪。
47.j)随着安全帽的移动，这个时候安全帽检测到前方高温(超过工地规定的问题，比如40度)，那么边缘安全分析模块d也会做出反应，告知告警指示器产生振动，通知本人停止前进。
48.k)这个时候工人突然把安全帽脱下了，gps或者北斗显示现在还在工地内，但是压力传感器已经检测到安全帽不带在头上了，这个时候边缘安全分析模块d也会分析出这种情况，并产生报警。(这是特例，当然如果分析盒不是内置在安全帽里面的没有这条)
49.当然本专利所述安全移动终端还具有其他一些非安全分析的用途，比如每天只要进入工地大门，视频就能检测到，就能算一次考勤记录，出工地大门的时候也可以算一次考勤记录。本专利在上面举了一个例子，但是不仅限于这个例子。