一种涉路施工防控的施工人员定位系统的制作方法

1.本实用新型属于路政设施技术领域，尤其涉及一种涉路施工防控的施工人员定位系统。


背景技术：

2.在积极建设交通强国战略的大背景下，交通运输业作为国民经济中从事货物与旅客运输的社会生产部门，是国民经济和社会发展的动脉，是经济社会发展的基础行业、先行产业。我国高速公路建设发展迅速，是国民经济与人们生活的重要基础设施，其建设对促进国民经济发展、交通便利化、物流、资源开发和投资吸引力具有重大的影响和积极作用。同时，由于交通通行压力不断增大，为高速公路的改建、养护工作提出了较高要求，养护施工不断交作业日益成为常态。但目前专项养护作业的施工中普遍存在安全隐患：外来车辆闯入施工工地影响施工人员人身安全。由于专项养护作业通常都会占用一个车道，作业区的服务能力下降，如果司机安全意识淡薄，往往会增大施工区内以及周边事故的发生概率，严重影响行车司机以及作业人员的安全。据统计，目前高速公路养护工程中由于外来车辆闯入施工工地死亡事故的发生概率为1.5％。据此有必要在上游过渡区划定降速区域、设定降速阈值、提醒司机降速、禁止车辆闯入施工区域，并在施工作业区范围内提醒管理和施工人员及时撤离，有效消除专项养护作业中车辆闯入安全隐患。
3.现有的专项养护作业现场管理手段落后、管理方式粗放(经验型)、专项养护作业效率较低等问题仍然普遍存在。因此，针对高速公司大中修养护，有必要建立高速公路养护智慧工地综合监管防控系统，对外来车辆及施工工区的安全隐患及时预警和防范。
4.综合监管防控系统的工作原理是：监控施工作业区域内发生的危险状况(通常是指车辆侵入施工作业区域的状况)，之后将警示信息下发给施工作业区域内的施工作业人员，施工作业人员接收到警示信息后快速转移至安全地带。另一方面，对施工作业人员进行定位管理也是综合监管防控系统的重要内容之一，通过对人员的位置进行监控，能够及时发现施工作业人员是否在划定的安全施工区域内，也能够监控施工作业人员是否离开分配的工作岗位或者位置。现有技术中还不存在适用于综合监管防控系统的人员定位系统，这导致对人员位置的监控缺乏可靠有效的手段，尤其是在复杂多变的施工作业环境中(如一部分施工区域位于隧道内)，前述人员定位系统对于充分发挥综合监管防控系统的安全防控左右更为关键，需要开发设计人员定位系统以满足现有需求。


技术实现要素：

5.本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构设计合理、对施工作业人员的定位准确并且适应复杂施工环境的涉路施工防控的施工人员定位系统，提升对现场施工作业人员的定位准确度，并且充分发挥综合监管防控系统的安全防控功能和人员管理功能。
6.本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种涉路施
工防控的施工人员定位系统包括设置在施工现场的至少一个智能主机终端、多个与智能主机终端进行无线通信的蓝牙ap终端以及多个由施工人员佩戴的智能安全帽，各智能安全帽与智能主机终端和/或蓝牙ap终端无线通信连接；智能主机终端包括控制器模块以及与控制器模块连接的定位模块、无线通信模块和电源管理模块，还包括与无线通信模块连接的通信天线；蓝牙ap终端包括控制器模块以及与控制器模块连接的定位模块、蓝牙模块、无线通信模块和电源管理模块，还包括与无线通信模块连接的通信天线；智能安全帽包括控制器模块以及与控制器模块连接的定位模块、蓝牙模块、无线通信模块和电源管理模块，还包括与无线通信模块连接的通信天线。
7.本实用新型的优点和积极效果是：
8.本实用新型提供了一种结构设计合理的涉路施工防控的施工人员定位系统，与现有的人员定位系统及人员定位方式相比，本实用新型中通过设置多个由施工人员佩戴的智能安全帽并且令智能安全帽具有定位模块和蓝牙模块，实现了施工人员位置信息的生成。通过在现场设置智能主机终端和多个蓝牙ap终端，可以将智能主机终端设置在信号较好的区域、将蓝牙a设备设置在信号不好的区域，在信号好的区域各智能安全帽通过无线通信模块和通信天线直接与智能主机终端通信连接，实现位置数据的上行发送，在信号不好的区域如隧道内各智能安全帽通过蓝牙模块与蓝牙ap终端连接并且通过蓝牙ap模块与智能安全帽之间的蓝牙匹配关系实现定位以及位置数据的上行发送。因此与现有的人员定位系统以及人员定位方式相比，本实用新型中的涉路施工防控的施工人员定位系统适应在复杂的施工环境中使用，提升了对现场施工作业人员的定位准确度，有利于充分发挥综合监管防控系统的安全防控功能以及人员管理功能。
9.优选地：智能主机终端还包括与其控制器模块连接的存储有警示信息数据的存储模块以及用于播报警示信息和产生警示效果的声光报警器。
10.优选地：智能主机终端还包括蓄电池和电源接口，蓄电池和电源接口均与其电源管理模块连接。
11.优选地：蓝牙ap终端还包括蓄电池和充电接口，蓄电池和充电接口均与其电源管理模块连接。
12.优选地：智能安全帽还包括与其控制器模块连接的扬声器以及存储有播报语音数据的存储模块，存储模块与其控制器模块连接。
13.优选地：智能安全帽还包括照明灯和麦克风以及操作照明灯的照明按钮和操作麦克风的对讲按钮，照明灯、麦克风、照明按钮和对讲按钮均与其控制器模块连接。
14.优选地：智能安全帽还包括蓄电池和充电接口，蓄电池和充电接口均与其电源管理模块连接。
15.优选地：还包括现场显示屏，现场显示屏与智能主机终端的控制器模块连接。
16.优选地：还包括云平台，智能主机终端与云平台无线通信连接。
附图说明
17.图1是本实用新型的结构框图；
18.图2是图1中智能主机终端的结构框图；
19.图3是图1中蓝牙ap终端的结构框图；
20.图4是图1中智能安全帽的结构框图。
具体实施方式
21.为能进一步了解本实用新型的

技术实现要素：
、特点及功效，兹举以下实施例详细说明。
22.请参见图1，本实用新型的涉路施工防控的施工人员定位系统包括设置在施工现场的至少一个智能主机终端、多个与智能主机终端进行无线通信的蓝牙ap终端以及多个由施工人员佩戴的智能安全帽，各智能安全帽与智能主机终端和/或蓝牙ap终端无线通信连接。
23.其中，智能主机终端作为本人员定位系统的主机使用，应设置在信号较好的开放区域，多个蓝牙ap终端作为在信号不好的区域如隧道内进行辅助定位的设备使用，多个智能安全帽由施工作业人员佩戴。各智能安全帽与各施工作业人员有着一一对应的关系，由于在施工现场佩戴安全帽是基本的作业规范，因此通过将智能安全帽与施工作业人员进行一对一匹配，实现了对多个施工作业人员的位置数据的获取。蓝牙ap终端通过与智能安全帽之间的蓝牙匹配关系对各智能安全帽的位置进行确定，多个蓝牙ap终端采用设定的布置规则设置在信号不好的施工作业区域现场，当智能安全帽移动到某个蓝牙ap终端的匹配区域并发生匹配时，判断得到该智能安全帽的位置为该蓝牙ap终端所在的位置。
24.通常情况下，划定的施工作业区域范围都不是很大(通常为几百米至上千米)，因此通常在划定的施工现场设置一个智能主机终端即可。蓝牙ap终端的数量以及设置的具体位置根据施工现场的具体情况而定，应该令多个蓝牙ap终端在区域内进行蓝牙信号的完全覆盖，避免由于在蓝牙ap终端之间形成信号盲区导致信号盲区内的智能安全帽不能被有效定位的问题。多个智能安全帽与施工作业人员为一对一配置的关系，因此智能安全帽的数量等于施工作业人员的数量。
25.在信号较好的区域，各智能安全帽直接与智能主机终端无线通信连接，发送自身准确位置数据，在信号不好的区域，各智能安全帽通过与现场设置的蓝牙ap终端实现定位，蓝牙ap终端将生成的智能安全帽的位置数据以无线通信的方式向智能主机终端发送。
26.值得说明的是：在信号不好的区域如隧道内之所以需要采用蓝牙ap终端辅助进行对智能安全帽进行定位，一是因为在此类信号不好的区域，由于智能安全帽自身尺寸和通信能力所限(考虑到施工作业人员头部佩戴安全帽时无线收发功率需要被限定在合理的水平)而无法直接与智能主机终端作无线数据通信，此时需要蓝牙ap终端进行辅助数据发送，而蓝牙ap终端的功率较强并且与智能主机终端之间的通信能力也较强；二是因为智能安全帽自身的定位需要依靠无线信号的收发来完成，在信号较弱的区域由于信号收发受到限制而无法实现相对准确的定位功能，此时需要蓝牙ap终端进行辅助定位。
27.请参见图2，可以看出：
28.智能主机终端包括控制器模块以及与控制器模块连接的定位模块、无线通信模块和电源管理模块。还包括与无线通信模块连接的通信天线。
29.定位模块的作用是对智能主机终端进行准确定位，生成位置信号，定位模块通过gps系统和/或北斗卫星导航系统进行定位。无线通信模块及通信天线用于智能主机终端与外部设备和后台管理系统进行通信使用，用于对数据进行无线收发。
30.本实施例中，智能主机终端还包括蓄电池和电源接口，蓄电池和电源接口均与其
电源管理模块连接。其中，蓄电池用于储存电能，在智能主机终端缺少电源供应的情况下自行供电，电源接口用于与外置电源的供电电缆连接，外置电源可以是车辆obu电源(即车载电源)。
31.本实施例中，智能主机终端还包括与其控制器模块连接的存储有警示信息数据的存储模块以及用于播报警示信息和产生警示效果的声光报警器。现场的安全防控系统工作时，当智能主机终端接收到现场传感器发送的施工区域被车辆侵入等危险数据信号时，智能主机终端向现场的各智能安全帽发送警示信号，同时智能主机终端自身通过声光报警器播报存储单元内预置的提示语音信息，同时通过发出蜂鸣警示音、闪烁警示灯光等对附近的施工作业人员提供现场警示功能。
32.本实施例中，还包括现场显示屏，现场显示屏与智能主机终端的控制器模块连接。现场显示屏设置在施工区域内便于观察的位置，用于显示施工现场的数据信息，如现场划定的施工区域模拟图形，智能主机终端、各蓝牙ap终端以及各智能安全帽的位置信息可以在现场显示屏上进行显示，供管理人员查看。
33.本实施例中还包括云平台，智能主机终端与云平台无线通信连接。云平台作为后台管理系统，接收现场的智能主机终端发送的数据信息，在后台管理系统的显示屏上显示施工项目的具体信息，供高级管理人员查看现场情况。
34.请参见图3，可以看出：
35.蓝牙ap终端包括控制器模块以及与控制器模块连接的定位模块、蓝牙模块、无线通信模块和电源管理模块，还包括与无线通信模块连接的通信天线。
36.蓝牙ap终端是指蓝牙无线接入点设备(ap指access point)，每个设置在现场的蓝牙ap终端在辅助定位系统内具有唯一编号且位置确定，在施工作业现场根据智能安全帽与各蓝牙ap终端之间的匹配关系确定智能安全帽的位置。
37.定位模块的作用是对蓝牙ap终端进行准确定位，生成位置信号，定位模块通过gps系统和/或北斗卫星导航系统进行定位。无线通信模块及通信天线用于蓝牙ap终端与外部设备(主要是指智能主机终端)和后台管理系统进行通信使用，用于对数据进行无线收发。
38.蓝牙ap终端的蓝牙模块用于与现场的智能安全帽进行蓝牙通信，实现基于蓝牙匹配系统和方法的定位功能。蓝牙ap终端布置在信号不好的施工区域如隧道内，布置规则是：令多个蓝牙ap终端在区域内进行蓝牙信号的完全覆盖，避免由于在蓝牙ap终端之间形成信号盲区导致信号盲区内的智能安全帽不能被有效定位的问题。当智能安全帽与蓝牙ap终端建立匹配时，智能主机终端从该蓝牙ap终端获知该智能安全帽位于该蓝牙ap终端的范围内，实现了对智能安全帽的辅助定位，此种定位不是精准定位，但是对于现场作业人员的安全防控和人员管理来说是满足要求的。
39.本实施例中，蓝牙ap终端还包括蓄电池和充电接口，蓄电池和电源接口均与其电源管理模块连接。其中，蓄电池用于储存电能，在蓝牙ap终端缺少电源供应的情况下自行供电，充电接口用于与充电电缆连接，通过充电电缆对蓝牙ap终端进行快速电能补充，当然可以想到的是也可以采用外置电源如车辆obu电源(即车载电源)进行充电。
40.请参见图4，可以看出：
41.智能安全帽包括控制器模块以及与控制器模块连接的定位模块、蓝牙模块、无线通信模块和电源管理模块，还包括与无线通信模块连接的通信天线。
42.定位模块的作用是对智能安全帽进行准确定位，生成位置信号，定位模块通过gps系统和/或北斗卫星导航系统进行定位。无线通信模块及通信天线用于智能安全帽与外部设备(主要是智能主机终端)和后台管理系统进行通信使用，用于对数据进行无线收发。
43.蓝牙模块用于与蓝牙ap终端进行匹配连接使用，实现基于蓝牙匹配的位置定位功能。
44.本实施例中，智能安全帽还包括蓄电池和充电接口，蓄电池和充电接口均与其电源管理模块连接。电源管理模块及蓄电池用于对本智能安全帽提供电能，因此本智能安全帽具备自供电的能力，提升了使用的便利性并保证了待机时间。充电接口用于对本智能安全帽进行有线充电使用，在一些特定的情况下，如智能安全帽较长时间没有使用等情况下，蓄电池会出现欠电的问题，此时可以通过有线充电的方式迅速为蓄电池补充电能，保证本智能安全帽能够顺利投入使用或者快速恢复有效工作状态。
45.本实施例中，智能安全帽还包括与其控制器模块连接的扬声器以及存储有播报语音数据的存储模块，存储模块与其控制器模块连接。在存储模块内存储的播报语音数据通过扬声器播报出来，形成施工安全防控的提示语音，综合监管防控系统检测到车辆侵入施工作业区域等作业危险情况时，向施工作业区域内的各智能安全帽发送警示信息，智能安全帽接收到警示信息后通过扬声器播放存储模块内预置的语音信息，如“作业危险，请转移”等，施工作业人员听到警示信息后快速转移至安全地带。
46.本实施例中，智能安全帽还包括照明灯和麦克风以及操作照明灯的照明按钮和操作麦克风的对讲按钮，照明灯、麦克风、照明按钮和对讲按钮均与其控制器模块连接。其中，照明灯用于进行现场照明使用，麦克风用于佩戴者输入语音信息，照明按钮用于手动开启或者关闭照明灯，对讲按钮用于手动开启或者关闭麦克风，按下对讲按钮后麦克风产生语音数据，松开对讲按钮后麦克风关闭。
47.工作方式：
48.将智能主机终端设置在施工区域内的信号较强区域(通常为开阔区域)，在现场设置现场显示屏；将多个蓝牙ap终端设置在信号不好区域的设计位置，将多个智能安全帽分发给施工作业人员佩戴；具体地在后台管理系统内建立新项目文件并且令该新项目与智能主机终端、多个蓝牙ap终端、多个智能安全帽进行关联和绑定，在系统项目文件中，智能主机终端、多个蓝牙ap终端、多个智能安全帽具有系统单独且唯一编号；
49.施工作业人员移动到自己负责的位置进行施工作业；现场的智能主机终端、多个蓝牙ap终端、多个智能安全帽通过各自的定位模块进行定位(各智能安全帽根据所处位置信号强弱的不同选择直接向智能主机终端发送位置数据或者由相应的蓝牙ap终端向智能主机终端发送位置数据)，智能主机终端通过无线通信模块和通信天线将定位数据发送至后台管理系统，定位数据信息定时更新；
50.当施工现场发生危险状况时(通常指有车辆侵入施工作业区域内)，智能主机终端向各智能安全帽发送警示信息，智能安全帽接收到警示信息后通过扬声器播报语音提示，施工作业人员接听到语音提示后快速转移至安全地带，保证作业的安全性。