一种道路施工监测预警设备及其方法与流程

1.本发明涉及施工安全技术领域，尤其涉及一种道路施工监测预警设备及其方法。


背景技术：

2.在进行道路施工时，需要对施工质量、工作人员，以及外部影响因素进行监测、预警，以保证施工安全、施工效果。目前，对于监测预警采用安全员视察、监控中心查看摄像的形式。但不可避免的受到人员、设备的限制，难以实现及时、全覆盖的预警。
3.如，某个位置只有一个工作人员时，如果出现危险很难被第一时间发现；操作人员进行预警，只能通过喊话交流，效率低、传达慢；一个区域内出现异常，区域内人员可能无法知晓；对于不同区域需要实现不同的风险控制，通过增加安全员、监控人员的形式，消耗的人力较多；对于外部事件，内部的工作人员无法第一时间知晓；等。
4.鉴于以上问题，设计一种道路施工监测预警设备及其方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决现有技术中，道路施工存在难以全覆盖监测、及时预警的问题，而提出的一种道路施工监测预警设备及其方法。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种道路施工监测预警设备，包括外部场景监测部件、内部区域监测部件，所述外部场景监测部件、内部区域监测部件通信连接至监控中心；所述外部场景监测部件包括高位摄像机、测距部件，所述高位摄像机设置在施工区域的边缘位置；所述内部区域监测部件包括固定位摄像机、人员端预警组件；所述人员端预警组件包括安全帽、设置在安全帽前端的控制盒、设置在安全帽侧面的提示灯和发声喇叭。
7.在一些实施例中，所述高位摄像机通过立杆进行安装，拍摄方向朝向外部；根据施工区域的位置形状，设置若干个高位摄像机对外部场景覆盖；所述固定位摄像机通过支杆布设在施工区域内；根据固定位摄像机的单个覆盖面积，设置若干个固定位摄像机对内部区域覆盖。
8.在一些实施例中，所述立杆上设置有led显示牌，用于显示提醒信息；所述led显示牌设置有两个，分别朝向外部和内部；所述立杆的顶端设置有警示灯。
9.在一些实施例中，所述测距部件采用雷达测距或激光测距，用于测量外部靠近的移动物与施工区域的距离。
10.在一些实施例中，所述内部区域监测部件还包括跟随式监控组件；所述跟随式监控组件采用云台摄像机。
11.在一些实施例中，所述人员端预警组件还包括设置在控制盒上的主动触发按钮；
以及，设置在控制盒内的前置摄像头。
12.在一些实施例中，所述人员端预警组件还包括设置在控制盒内的加速度传感器，用于获取人员的运动数据。
13.在一些实施例中，所述内部区域监测部件还包括定位组件；所述定位组件包括设置在控制盒内的uwb定位标签、设置在施工区域的基站。
14.一种道路施工监测预警方法，包括外部场景预警、内部区域预警；其中，外部场景预警包括以下步骤：s101，警示灯日常持续工作，高位摄像机获取外部场景画面；s102，在监测到移动物出现时，测距部件获取相对距离；并通过计算移动速度，推算出到达对内提醒区域的时间，向监控中心发送预提醒信息；s103，在监测到移动物进入对外提醒区域后，通过朝向外部的led显示牌对移动物显示警示信息；s104，如果移动物进入到对内提醒区域，朝向内部的led显示牌显示警示信息，提醒工作人员注意外部异常；同时，向监控中心发送侵入提醒；内部区域预警包括监测预警、主动预警；其中，监测预警包括以下步骤：s201，固定区域事件监测：通过固定位摄像机进行区域监测，并识别事件；检测到异常事件时，向监控中心发送提醒；s202，区域提醒：向异常事件发生区域内的人员端预警组件发送提醒信息，控制提示灯和发声喇叭工作；s203，人员追踪监测：对识别的异常行为操作人员，调用跟随式监控组件对其进行持续性监测，并推送画面至监控中心；s204，人员端提醒：向异常行为操作人员的人员端预警组件发送提醒信息，控制提示灯和发声喇叭工作；其中，主动预警包括以下步骤：s301，主动预警：操作人员发现异常行为后，通过安全帽401的主动触发按钮，发送预警信息至监控中心；同时，该预警人员的提示灯和发声喇叭工作；s302，监控中心反馈：监控中心收到主动预警信息后，通过定位组件获知的位置数据，自动调用相关区域的跟随式监控组件对预警人员所在位置进行监控；s303，摄像头调用：监控中心可调用该预警人员的前置摄像头，显示现场画面。
15.在一些实施例中，内部区域预警还包括电子围栏预警；在施工区域设置电子围栏，划分出风险区域、禁入区域；对进入危险区域的人员发送提醒，控制提示灯和发声喇叭工作；对进入禁入区域的人员发送提醒，控制提示灯和发声喇叭工作，并推送至监控中心；同时，朝向内部的led显示牌显示警示信息。
16.与现有技术相比，本发明提供了一种道路施工监测预警设备及其方法，具备以下有益效果。
17.1、本发明，对施工区域外部的影响事件，以及施工区域内部的人员操作、施工环境等进行监测，满足施工监测预警的需求；设置若干个高位摄像机对外部场景覆盖，若干个固
定位摄像机对内部区域覆盖，实现全方位监测。
18.2、本发明，施工区域内人员全部配置人员端预警组件，实时发送提醒，可互相关注。
19.3、本发明，led显示牌显示提醒信息，丰富提醒形式；测距部件获取距离、速度，进行预提醒；跟随式监控组件动态跟随拍摄，进一步加强监测、预警。
20.4、本发明，主动触发按钮，进一步增加预警形式、预警精准度；监控中心调用摄像画面，快速了解现场情况。
21.5、本发明，加速度传感器获取人员的运动数据，以使得危困人员被及时帮助；对人员精准定位，提供位置数据，辅助工作。
22.6、本发明，向监控中心、事件发生区域内所有的人员端预警组件发送提醒，使得区域内人员可得知异常，第一时间进行处理；设置电子围栏划分区域，提醒进入人员。
23.本发明的其他优点、目标和特征，在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述；并且在某种程度上，基于对下文的考察研究，对本领域技术人员而言将是显而易见的；或者，可以从本发明的实践中得到教导。
附图说明
24.图1为本发明的使用状态示意图。
25.图2为外部场景监测部件的结构示意图。
26.图3为人员端预警组件的结构示意图。
27.图4为外部场景监测部件的组成示意图。
28.图5为内部区域监测部件的组成示意图。
29.图6为人员端预警组件的组成示意图。
30.图7为控制盒的组成示意图。
31.图8为定位组件的组成示意图。
32.图9为对内提醒区域、对外提醒区域的划分示意图。
33.图中：1、高位摄像机；2、测距部件；3、固定位摄像机；4、人员端预警组件；401、安全帽；402、控制盒；403、提示灯；404、发声喇叭；405、主动触发按钮；406、前置摄像头；407、加速度传感器；5、立杆；6、led显示牌；7、警示灯；8、跟随式监控组件；9、定位组件；901、uwb定位标签；902、基站。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
35.参照图1-9，一种道路施工监测预警设备，包括外部场景监测部件、内部区域监测部件；其中，外部场景监测部件对施工区域外部的影响事件进行监测，内部区域监测部件对施工区域内部的人员操作、施工环境等进行监测。
36.同时，外部场景监测部件、内部区域监测部件通信连接至监控中心；外部指挥人员通过监控中心实时了解道路施工情况，并发出相应的指导、建议、提醒等。
37.在具体的实施例中，外部场景监测部件包括高位摄像机1和测距部件2。
38.其中，高位摄像机1设置在施工区域的边缘，测距部件2设置在高位摄像机1的一侧；两者可位于同一安装位置，或分开进行安装。
39.可以理解的是，根据施工区域、围挡、地理环境等具体的限制条件，选取高位摄像机1的安装位。
40.如附图2所示；高位摄像机1通过立杆5进行安装，保持拍摄方向朝向外部区域；测距部件2位于高位摄像机1的隔壁，朝向与高位摄像机1相同；立杆5设置在施工区域的外部边缘处；立杆5保持足够的高度，以满足高位摄像机1的拍摄需求。
41.同时，根据施工区域的位置形状，设置若干个高位摄像机1对外部场景覆盖。
42.如附图1所示；施工区域设置围挡，在围挡的外部设置立杆5安装高位摄像机1；在两个宽度方向的围挡面各设置有两个高位摄像机1；在长度方向的围挡面设置有三个高位摄像机1。
43.可以理解的是，以上设置数量仅为示例，具体根据高位摄像机1的可监测范围、需要监测的区域，进行实际设置。
44.在具体的实施例中，内部区域监测部件包括固定位摄像机3、人员端预警组件4。
45.其中，固定位摄像机3通过支杆布设在施工区域内；根据固定位摄像机3的单个覆盖面积，设置若干个固定位摄像机3对内部区域覆盖。
46.可以理解的是，对于支杆的设置形式无具体要求，能够对固定位摄像机3提供稳定的支撑即可；可在地面直接设置支杆，或在其他物体上设置支杆，都是满足要求的。
47.如附图1所示；在两个宽度方向的围挡内侧中间位置，各设置有一个固定位摄像机3；在长度方向的围挡内侧中间位置，设置有三个固定位摄像机3；可以理解的是，以上设置数量仅为示例，具体根据固定位摄像机3的可监测范围、需要监测的区域，进行实际设置。
48.对于人员端预警组件4，在施工区域内的人员都配置有一个；人员端预警组件4包括安全帽401、设置在安全帽401前端的控制盒402、设置在安全帽401侧面的提示灯403和发声喇叭404。
49.如图3所示；控制盒402安装在安全帽401的前端位置；提示灯403和发声喇叭404在两侧各设置有一组。
50.可以理解的是，可定制设计安全帽401，也可直接在现有的安全帽401上进行各组件的安装；为了不影响防护性能，优选的进行定制设计。
51.在具体使用中，提示灯403可发出灯光提醒，发声喇叭404可发出声音提醒。
52.可以理解的是，控制盒402内还设置有相应的电源、控制主板；同时搭配有通信组件，以连接至监控中心；对于通信组件可采用wifi模组、物联网通信模组等形式。
53.在一些实施例中，立杆5上设置有led显示牌6，用于显示提醒信息。
54.其中，led显示牌6设置有两个，分别朝向外部和内部；以对外部的侵入者显示提醒信息，或向内部的工作人员显示提醒信息。
55.同时，在立杆5的顶端设置有警示灯7；警示灯7常亮，以提醒过往人员。
56.在一些实施例中，测距部件2采用雷达测距或激光测距，用于测量外部靠近的移动物与施工区域的距离。
57.如附图2所示；立杆5的顶端位置设置有两个横向杆，测距部件2与高位摄像机1分别安装在一侧；可以理解的是，对于安装位置、安装形式不做限定；在有需求的情况下，可在两个横向杆上分别安装一组高位摄像机1与测距部件2。
58.在一些实施例中，内部区域监测部件还包括跟随式监控组件8。
59.其中，跟随式监控组件8采用云台摄像机；可水平旋转、调整俯仰角，以实现动态跟随拍摄。
60.对于跟随式监控组件8的安装位置，可与固定位摄像机3相邻安装，或独立设置支杆进行安装；同样的，根据可覆盖的面积，设置相应的数量，进行全范围覆盖。
61.在一些实施例中，人员端预警组件4还包括设置在控制盒402上的主动触发按钮405；以及设置在控制盒402内的前置摄像头406。
62.可以理解的是，对于主动触发按钮405需要设置的易于操作；如，将其体积做大，设置在便于触碰到的地方等。
63.如附图3所示；主动触发按钮405设置在控制盒402的顶部；前置摄像头406在盒体前端探出，与佩戴者的视线平行。
64.在一些实施例中，人员端预警组件4还包括设置在控制盒402内的加速度传感器407，用于获取人员的运动数据。
65.通过异常运动数据，感知人员摔倒、跌落等，向外发出提醒，以使得人员被及时帮助；对于提醒形式，可采用控制提示灯403和发声喇叭404工作，向监控中心发送告警等形式。
66.在一些实施例中，内部区域监测部件还包括定位组件9。
67.其中，定位组件9包括设置在控制盒402内的uwb定位标签901、设置在施工区域的基站902。
68.可以理解的是，基站902根据施工区域选取位置，设置有多个基站902，以完整覆盖；从而，实现对人员的精准定位，并向其他设备提供位置数据，辅助工作。
69.一种道路施工监测预警方法，包括外部场景预警、内部区域预警，分别对应不同的覆盖范围。
70.其中，外部场景预警包括以下步骤：s101，警示灯7日常持续工作，高位摄像机1获取外部场景画面。
71.s102，在监测到移动物出现时，测距部件2获取相对距离；并通过计算移动速度，推算出到达对内提醒区域的时间，向监控中心发送预提醒信息。
72.s103，在监测到移动物进入对外提醒区域后，通过朝向外部的led显示牌6对移动物显示警示信息。
73.s102，如果移动物进入到对内提醒区域，朝向内部的led显示牌6显示警示信息，提醒工作人员注意外部异常；同时，向监控中心发送侵入提醒。
74.可以理解的是，高位摄像机1的覆盖范围大于对外提醒区域；在移动物进入摄像范围后，进行测距、测速、计算预警时间；之后，移动物若持续逼近，进入对外提醒区域，向其发送提醒；再次逼近后，进入对内提醒区域。
75.如图9所示；为示例的一种区域划分示意图，具体根据场景情况进行划分。
76.对于高位摄像机1设置有物体识别功能，可初步判断侵入物；目前已有相关的算法、具体产品，可直接使用，或根据所需的识别场景进行再开发。
77.可以理解的是，在警示灯7、led显示牌6的提醒基础上，还可设置扩音喇叭、追光灯等形式，进行提醒。
78.内部区域预警包括监测预警、主动预警。
79.其中，监测预警包括以下步骤：s201，固定区域事件监测：通过固定位摄像机3进行区域监测，并识别事件；检测到异常事件时，向监控中心发送提醒。
80.可以理解的是，对于事件识别功能，目前已有相关的算法、具体产品，可直接使用，或根据所需的识别场景进行再开发。
81.s202，区域提醒：向异常事件发生区域内的人员端预警组件4发送提醒信息，控制提示灯403和发声喇叭404工作。
82.从而，区域内的所有人员可得知异常，第一时间进行处理。
83.s203，人员追踪监测：对识别的异常行为操作人员，调用跟随式监控组件8对其进行持续性监测，并推送画面至监控中心；以实现跟踪拍摄、记录，监控人员快速获知，并处理。
84.s204，人员端提醒：向异常行为操作人员的人员端预警组件4发送提醒信息，控制提示灯403和发声喇叭404工作，以提醒该人员及时纠正。
85.主动预警包括以下步骤：s301，主动预警：操作人员发现异常行为后，通过安全帽401的主动触发按钮405，发送预警信息至监控中心；同时，该预警人员的提示灯403和发声喇叭404工作，提醒周边人员。
86.s302，监控中心反馈：监控中心收到主动预警信息后，通过定位组件9获知的位置数据，自动调用相关区域的跟随式监控组件8对预警人员所在位置进行监控，并弹窗显示。
87.s303，摄像头调用：监控中心可调用该预警人员的前置摄像头406，显示现场画面。
88.从而，人员主动触发，可进一步增加预警形式、预警精准度；监控中心调用摄像画面，快速了解现场情况。
89.在一些实施例中，内部区域预警还包括电子围栏预警。
90.在施工区域设置电子围栏，划分出风险区域、禁入区域；可以理解的是，对于风险区域、禁入区域根据工地情况进行设置，并可动态调整。
91.对进入危险区域的人员发送提醒，控制提示灯403和发声喇叭404工作，提醒该人员及附近人员。
92.对进入禁入区域的人员发送提醒，控制提示灯403和发声喇叭404工作，并推送至监控中心；同时，朝向内部的led显示牌6显示警示信息，提醒所有人注意。
93.本发明中，对施工区域外部的影响事件，以及施工区域内部的人员操作、施工环境
等进行监测，满足施工监测预警的需求；设置若干个高位摄像机1对外部场景覆盖，若干个固定位摄像机3对内部区域覆盖，实现全方位监测。施工区域内人员全部配置人员端预警组件4，实时发送提醒，可互相关注。led显示牌6显示提醒信息，丰富提醒形式；测距部件2获取距离、速度，进行预提醒；跟随式监控组件8动态跟随拍摄，进一步加强监测、预警。主动触发按钮405，进一步增加预警形式、预警精准度；监控中心调用摄像画面，快速了解现场情况。加速度传感器407获取人员的运动数据，以使得危困人员被及时帮助；对人员精准定位，提供位置数据，辅助工作。向监控中心、事件发生区域内所有的人员端预警组件4发送提醒，使得区域内人员可得知异常，第一时间进行处理；设置电子围栏划分区域，提醒进入人员。
94.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
95.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
96.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。