基于建筑信息模型的智能安全疏散系统的制作方法

本发明属于建筑施工安全疏散领域，具体涉及一种基于建筑信息模型的智能安全疏散系统。

背景技术：

施工环节作为建筑施工的主要环节，对不断扩大的建筑业发挥着巨大的作用，施工现场特有的工作环境注定了施工行业是一个危险性极大的行业，也是目前我国职业安全事故发生最为频繁的行业之一。虽然国家和政府对施工安全的重视程度不断提高并做出了很多努力，但是由于市场不够规范，在事故发生时又不能快速疏散劳务人员或者对其及时实施救援，为此付出了悲痛的代价。国家住建部发布的《全国建筑施工安全生产形势分析报告》和住建部官网上的事故快报统计数据显示，我国近几年建筑安全事故发生率和事故伤亡人数仍居高不下，我国的建筑施工事故发生起数和伤亡人数仍然在三位数以上，可见建筑施工在带来巨大经济利益的同时也带来了诸多的安全问题。

就目前我国实际情况而言，施工现场是一个多工种、立体交叉作业的劳动环境，多数施工场地比较混乱，露天作业、高处作业、手工操作频繁，人员流动频率较大、工作规则性差；施工期间作业面受到脚手架、钢筋、模板及其他施工材料和设备的限制，同时工作环境随着建筑产品的形成而不断变化，交通路径也随之变化，因此潜在危险因素较多。突发事件时有发生，多数事件中施工现场人员未能在有限的时间内疏散到安全地带，不仅给建设单位及施工单位带来巨大的经济损失，同时危及了劳务人员的生命财产安全。因此，为了保障施工现场人员安全，减小事故危害，当施工现场突然事故发生时，实时了解工作人员的位置和动态，特别是在紧急情况下能够进行快速营救，对其进行精确的定位，并对施工人员进行安全疏散指引有着十分重要的作用。施工现场的安全控制重在源头治理，在搞好现场施工现场管理同时，必须对施工现场安全进行实时监控技术手段，并通过信息接收反馈装置指引施工现场人员快速到达安全区，从而实现数字化、智慧化的互联网安全工地。

建筑信息模型(buildinginformationmodeling)是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点。建筑信息模型用数字化的建筑组件表示真实世界中用来建造建筑物的构件。对于传统电脑辅助设计用矢量图形构图来表示物体的设计方法来说是个基本的改变，因为它能够结合众多图则来展示对象。利用bim的信息化技术，把既有建筑物信息化储存到数据库，以空间坐标为定位基准，与当前设计施工具体部位结合，共同进行可视化处理，避免施工过程中出现的安全问题。

目前工地安全控制或指引方法主要是通过演练的方式进行模拟，但是当灾难发生时这种方式对施工安全一般没有实质性的指导作用。

技术实现要素：

本发明是为了解决现有技术存在的上述问题而进行的，目的在于提供一种基于建筑信息模型的智能安全疏散系统，能够随时根据现场环境对施工现场人员进行监控和警报，并根据现场突发情况，通过智能安全疏散系统指导危险区人员紧急撤离。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案。

本发明提供一种建筑信息模型的智能安全疏散系统，对施工建筑物上的施工人员进行安全监控和疏散指导，其特征在于，包括：至少一个全景摄像装置，安装在施工建筑物旁的塔吊上，对施工建筑物进行全景摄像；监控终端，设置在监控指挥中心，包括：终端通信单元、存储单元、危险报警单元、输入显示单元、以及救援指导单元；多个智能安全帽，每个智能安全帽包括：安全帽本体、和安装在安全帽本体上的安全帽通信单元、身份标识单元、无线定位单元、警告提示单元、烟尘感应单元、重力冲击感应单元、以及手动报警单元，其中，终端通信单元与安全帽通信单元和全景摄像装置进行无线通信，存储单元存储有施工建筑物的建筑信息模型和危险区域位置信息，身份标识单元存储有佩戴安全帽本体的施工人员的身份识别信息，无线定位单元对佩戴安全帽本体的施工人员的人员位置信息进行获取，安全帽通信单元将人员位置信息和身份识别信息一起发送给终端通信单元，存储单元对终端通信单元接收到的人员位置信息和身份识别信息进行存储，危险报警单元对人员位置信息和危险区域位置信息的距离进行比较，并在距离小于安全距离阈值的情况下，发出警报提示信息，终端通信单元基于身份识别信息将报警提示信息发送给相应的安全帽通信单元，警告提示单元将安全帽通信单元接收到的报警提示信息播放给施工人员，烟尘感应单元对烟尘浓度进行感应，当浓度超过安全浓度阈值的情况下，发出烟尘警告信息，安全帽通信单元将烟尘警告信息和相应的身份识别信息一起发送给终端通信单元，重力冲击感应单元在安全帽本体受到外力撞击时，发出撞击警告信息，安全帽通信单元将烟尘警告信息和相应的身份识别信息一起发送给终端通信单元，手动报警单元用于让施工人员在紧急情况下进行手动报警求救，安全帽通信单元将手动报警求救信息和相应的身份识别信息一起发送给终端通信单元，输入显示单元显示建筑信息模型，并将端通信单元接收到的信息显示在建筑信息模型中，让监控员进行查看，救援指导单元让监控员基于输入显示单元显示的信息对相应的施工人员进行语音救援指导，终端通信单元基于身份识别信息将语音救援指导信息发送给相应的安全帽通信单元，警告提示单元将安全帽通信单元接收到的语音救援指导信息播放给施工人员。

本发明所涉及的基于建筑信息模型的智能安全疏散系统，还可以具有这样的特征：监控终端还包括设备运行操作单元，用于操作施工建筑物上的用电设备的运行。

本发明所涉及的基于建筑信息模型的智能安全疏散系统，还可以具有这样的特征：设备运行操作单元，还用于操作塔吊上的用电设备的运行。

本发明所涉及的基于建筑信息模型的智能安全疏散系统，还可以具有这样的特征：警告提示单元将烟尘警告信息和撞击警告信息播放给施工人员。

本发明所涉及的基于建筑信息模型的智能安全疏散系统，还可以具有这样的特征：身份识别信息包括施工人员的工种信息和身份识别信息。

本发明所涉及的基于建筑信息模型的智能安全疏散系统，还可以具有这样的特征：无线定位单元为gps定位器，还用于对施工人员周围环境进行拍照，安全帽通信单元将拍摄的照片和相应的身份识别信息一起发送给终端通信单元，存储单元对终端通信单元接收到的照片和身份识别信息进行存储。

本发明所涉及的基于建筑信息模型的智能安全疏散系统，还可以具有这样的特征：监控终端还具有巡检管理单元，用于根据存储单元存储的人员位置信息和身份识别信息生成施工人员的移动轨迹，存储单元还存储有各个施工人员的计划线路，输入显示单元还对施工人员的移动轨迹和计划线路进行实时显示。

发明的作用与效果

本发明的基于建筑信息模型的智能安全疏散系统，一方面，能够随时根据现场环境对现场施工人员进行监控和警报，在施工人员靠近危险区域时，危险报警单元能够自动给施工现场工作人员发出警报，警示施工人员绕开危险区域，并且还能够通过救援指导单元根据现场突发情况，指导施工人员紧急疏散和撤离，改善了施工现场安全监控管理措施效果；另一方面，本系统能够随时监控施工现场施工人员的工作的环境情况，在事故发生后能够提供准确的施工人员位置信息，积极快速的开展营救，而且在平时的生产过程中也能够实时的掌握施工人员分布情况，安排和调度工作，提高施工现场安全生产的管理水平。

附图说明

图1是本发明实施例中所涉及的智能安全疏散系统的结构示意图；

图2是本发明实施例中所涉及的监控终端的结构框图；以及

图3是本发明实施例中所涉及的智能安全帽的结构框图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明所涉及的智能安全疏散系统作详细阐述。

<实施例>

如图1所示，智能安全疏散系统100用于对施工建筑物上的施工人员进行安全监控和疏散指导，它包括至少一个全景摄像装置10、监控终端20、以及多个智能安全帽30。

全景摄像装置10安装在施工建筑物a旁的塔吊b上，对施工建筑物a进行全景摄像。本实施例中，全景摄像装置10为360°全景摄像头10，每个塔吊b上都安装至少一个360°全景摄像头10，保证对施工建筑物a、其周围环境以及施工状况等施工现场情况进行全方位的摄像。

监控终端20设置在监控指挥中心，它包括终端通信单元21、存储单元22、危险报警单元23、输入显示单元24、救援指导单元25、设备运行操作单元26、巡检管理单元27、以及终端控制单元28。

每个智能安全帽30包括安全帽本体31、安全帽通信单元32、身份标识单元33、无线定位单元34、警告提示单元35、烟尘感应单元36、重力冲击感应单元37、手动报警单元38、以及安全帽控制单元39。

终端通信单元21通过无线通信网与安全帽通信单元32和全景摄像装置10进行无线通信，实现信息的交互。这里，无线通信网可以为：gprs/cdma移动公网或专线网络（中国电信、中国移动、中国联通）。

存储单元22存储有施工建筑物a的建筑信息模型和施工建筑物a上的所有危险区域的位置信息，这里，危险区域包括临边洞口等区域。

安全帽通信单元32、身份标识单元33、无线定位单元34、警告提示单元35、烟尘感应单元36、重力冲击感应单元37、手动报警单元38、以及安全帽控制单元39都安装在安全帽本体31上。

身份标识单元33存储有佩戴安全帽本体31的施工人员的身份信息，本实施例中，身份信息包括施工人员的工种信息（混凝土工、模板工、钢筋工等）和身份信息（姓名、年龄、血型）。

无线定位单元34用于对佩戴安全帽本体31的施工人员的人员位置信息进行获取，本实施例中，无线定位单元34为gps定位器，还具有照相和通话功能，可以对施工人员周围环境进行拍照，并使施工人员与操作监控终端20的监控员进行通话。

安全帽通信单元32将人员位置信息、拍摄的照片和相应的身份识别信息一起发送给终端通信单元21。

存储单元22对终端通信单元21接收到的人员位置信息、照片和身份识别信息进行存储。

危险报警单元23用于对人员位置信息和危险区域位置信息的距离进行比较，并在距离小于安全距离阈值的情况下，发出警报提示信息。

终端通信单元21基于身份识别信息将报警提示信息发送给相应的安全帽通信单元32。

警告提示单元35将安全帽通信单元32接收到的报警提示信息播放给施工人员，警示施工人员离开该区域。

烟尘感应单元36用于对烟尘浓度进行感应，当浓度超过安全浓度阈值的情况下，发出烟尘警告信息。

安全帽通信单元32将烟尘警告信息和相应的身份识别信息一起发送给终端通信单元21。

重力冲击感应单元37用于在安全帽本体31受到外力撞击时，发出撞击警告信息。

安全帽通信单元32将烟尘警告信息和相应的身份识别信息一起发送给终端通信单元21。

另外，警告提示单元35还将烟尘警告信息或撞击警告信息播放给施工人员。

手动报警单元38安装在安全帽本体31的外部，用于让施工人员在紧急情况下进行手动报警求救，当作业人员因疾病或晕倒以及其它无法自动发射信息源的情况下，作业人员可触动手动报警单元38进行求救。

安全帽通信单元32将手动报警求救信息和相应的身份识别信息一起发送给终端通信单元21。

输入显示单元24显示建筑信息模型a，并将端通信单元21接收到的信息显示在建筑信息模型a中，让监控员进行查看，例如，在危险报警单元23发出警报提示信息的情况下，显示施工人员在建筑信息模型a中的位置和危险区域的位置；在烟尘感应单元36发出烟尘警告信息的情况下，显示现场烟尘浓度、安全浓度阈值、施工人员在建筑信息模型a中的位置、以及该位置及其周边的监控影像和照片。使得监控员能够随时查看施工人员的具体位置和活动区域；在发生危险时，监控员能够在建筑信息模型a上快速定位危险所在位置，并查看周边的疏散通道和重要设备，为安全疏散指引提供最佳疏散途径。

本实施例中，建筑信息模型a是以与实际建筑和装置等相对应的三维动态图像的方式显示上述信息，它与实体结构的空间坐标位置相对应，可以实现坐标数据的可视化，使得各种信息的显示变得更加直观和形象，从而便于监控员快速查找和了解所需信息。具体地，建筑信息模型a是结合revit、navisworks等bim软件技术建立的三维动态模型，该三维模型经过二次开发应用可以与实体结构的空间三维坐标向对应。

救援指导单元25让监控员基于输入显示单元24显示的信息对相的施工人员进行语音救援指导。

终端通信单元21基于身份识别信息将语音救援指导信息发送给相应的安全帽通信单元32。

警告提示单元35将安全帽通信单元32接收到的语音救援指导信息播放给施工人员。

设备运行操作单元26用于操作施工建筑物a和塔吊b上的用电设备的运行，例如，电梯的运行，照明系统的开闭、消防装置的运行等。

另外，这些用电设备上设有传感器，能够将用电设备的运行状态发送给终端通信单元21，使得设备运行操作单元26还能够对设备的运行状态进行监控，判断其是否正常运行，和是否按照指定的操作在运行。

巡检管理单元27用于根据存储单元存储的人员位置信息和身份识别信息生成施工人员的移动轨迹，使监控员了解施工人员的作业进展和活动情况。

此外，存储单元22还存储有各个施工人员进行施工作业的计划线路。

输入显示单元24还对施工人员的移动轨迹和计划线路进行实时显示。

终端控制单元28与终端通信单元21、存储单元22、危险报警单元23、输入显示单元24、救援指导单元25、设备运行操作单元26、以及巡检管理单元27相连，用于控制它们的运行。

安全帽控制单元39与安全帽通信单元32、身份标识单元33、无线定位单元34、警告提示单元35、烟尘感应单元36、重力冲击感应单元37、以及手动报警单元38相连，用于控制它们的运行。

进行安全指引疏散或紧急采取救援措施，避免在来不及了解现场情况下进行人员操作，实现随时根据现场环境需要进行安全疏散，最大程度上保证了施工现场人员安全，降低了安全管理的成本，解决了施工现场安全作业监控以及安全疏散问题，改善了安全措施效果，提高了安全疏散效果。

基于以上结构，本实施例的智能安全疏散系统100能够达到完全控制工地安全以及安全疏散指导，从而有效合理的控制工地安全并进行相关的安全疏散的目的，同时最大程度上保证了施工现场人员安全，降低了安全管理的成本，解决了施工现场安全作业监控以及安全疏散问题，改善了安全措施效果，提高了安全疏散效果。当施工人员在进行施工作业时，通过智能安全帽30上的无线定位单元34发射的位置信息、照片可以实时动态显示在监控终端20的输入显示单元24上，达到及时反馈施工人员及施工作业环境情况，一方面，能够为后期安全疏散提供有利的条件；另一方面，还能够使监控员实时了解施工现场施工人员的作业情况，将这一功能运用于施工现场管理，势必会大大提高安全管理效率，提升监管层次，有效地掌握现场施工安全动态情况。

另外，也可以通过将本安全疏散系统100与其他管理系统相结合，为国土、安监等监控管理执法部门提供科学有效的工作依据，提高管理效率、执法和环境安全保障力度，同时本发明不仅仅适用于施工现场，尤其对井下作业、隧道施工等隐蔽性较强施工作业也非常实用。

总之，建筑信息模型技术目前在我国的推广和应用还处于初级阶段，随着国家相关政策的相继出台和建设主管部门的引导与支持，将bim技术结合现场施工安全管理以及其他管理，未来必将有更广阔的发展空间，必然成为施工过程中周边建筑行业发展的目标和方向。作为施工单位，主动将bim技术应用于实际项目施工中，这样才能在未来的市场上抢占先机，走在建筑行业发展浪潮的前列。

以上实施例仅仅是对本发明技术方案所做的举例说明。本发明所涉及的基于建筑信息模型的智能安全疏散系统并不仅仅限定于在以上实施例中所描述的结构，而是以权利要求所限定的范围为准。本发明所属领域技术人员在该实施例的基础上所做的任何修改或补充或等效替换，都在本发明所要求保护的范围内。