基于数据分析的建筑施工安全智能分析处理方法及系统与流程

本发明属于建筑施工安全分析，涉及到一种基于数据分析的建筑施工安全智能分析处理方法及系统。

背景技术：

0、技术背景

1、塔吊是建筑工地上的一种起重设备，目前建筑物越来越高，高空作业已经是普遍现象，而且高度也一直在上升，因此塔吊监测系统对于高空作业的安全保障是十分必要的。

2、目前对于塔吊监控主要是通过对塔吊倾斜或运行风速进行监测，进而达到对塔吊监控的结果，很显然，当前对于塔吊监控还存在以下几点不足：1、当前没有对塔吊可能掉落的面积进行监测，使得建筑工程安全隐患的排查力度不强，无法保障建筑工地人员的生命安全性，容易造成重大人员伤亡事故的发生，降低了建筑工程的施工安全性。

3、2、当前没有对塔吊避让进行分析，无法保障塔吊施工监测评价结果的可靠性和合理性，也无法提高塔吊施工安全性能的精准性，使得塔吊施工监测评价结果的参考价值不高，影响正常使用，无法有效的避免塔吊运转过程中存有的结构自身危险。

4、3、当前没有对吊钩超载进行监测，在一定程度上降低了建筑工程的承重性能与安全性，从而造成建筑工程进一步的损坏，建筑工程质量也会受到影响。

技术实现思路

1、鉴于以上现有技术存在的问题，本发明提供一种基于数据分析的建筑施工安全智能分析处理方法及系统，用于解决据上述技术问题。

2、为了实现上述目的及其他目的，本发明采用的技术方案如下：本发明第一方面提供了一种基于数据分析的建筑施工安全智能分析处理方法，该方法包括以下步骤：步骤一、塔吊数量获取：将目标建筑施工地上的各塔吊记为各目标吊塔，并获取各目标吊塔对应的位置和编号。

3、步骤二、塔吊视频监测：根据目标建筑施工地布设的无人摄像头，进而对各目标塔吊进行视频监测。

4、步骤三、塔吊重量分析：根据各目标塔吊的监测视频，进而分析得出各目标塔吊对应的吊取材料重量，并根据各目标塔吊对应的吊取材料重量进行分析，进而对各目标塔吊进行预警分析。

5、步骤四、塔吊掉落分析：根据各目标塔吊的监测视频，进而分析得出各目标塔吊对应的材料掉落可能系数，并将各目标塔吊对应的材料掉落可能系数与设定的标准塔吊材料掉落可能系数进行比对，若某目标塔吊对应的材料掉落可能系数大于或等于设定的标准塔吊材料掉落可能系数，将其记为目标危险塔吊，并则执行步骤五，反之执行步骤六。

6、步骤五、塔吊掉落计算：统计目标危险塔吊的数目，并根据各目标危险塔吊对应的材料掉落可能系数，进而计算得到各目标危险塔吊对应材料可能掉落面积。

7、步骤六、塔吊区域分析：根据各目标塔吊的监测视频，分析得出各目标塔吊对应的作业区域、运行速度和运行高度，进而得到各目标塔吊对应的作业交叉区域，并将会发生碰撞目标的塔吊记为目标碰撞塔吊。

8、步骤七、塔吊避让控制：根据各目标碰撞塔吊对应的作业交叉区域，对各目标碰撞吊塔进行避让控制。

9、步骤八、塔吊预警终端：接收各目标塔吊对应的预警指令并进行预警处理。

10、需要进一步说明的是，所述步骤三中分析得出各目标塔吊对应的吊取材料重量，具体分析过程如下：c1、获取各目标塔吊的监测视频，得到各目标塔吊对应的吊钩吊取材料数目。

11、c2、根据各目标塔吊的监测视频进而得到各目标塔吊对应的吊钩吊取材料图像，将各目标塔吊对应的吊钩吊取材料图像与数据库存储的各材料名称对应的标准图像进行比对，进而得到各目标塔吊对应的吊钩吊取材料名称，并同时从数据库提取出各目标塔吊吊钩吊取材料对应的参考质量。

12、c3、将各目标塔吊对应的吊钩吊取材料数目与数据库存储的各目标塔吊吊钩吊取材料对应的参考质量进行累乘运算，进而计算得出各目标塔吊对应的吊取材料重量。

13、需要进一步说明的是，所述步骤三中对各目标塔吊进行预警分析，具体分析过程如下：z1、从数据库中获取各目标塔吊对应的标准塔吊吨米，将其记为ds，s表示为各目标塔吊对应的编号，s＝1,2,......j，根据各目标塔吊的监测视频，从中得到各目标塔吊对应的臂长，进而利用计算公式计算得出各目标塔吊对应的实际最大起重量ξs，其中，ls表示为第s个目标塔吊对应的臂长。

14、z2、将各目标塔吊对应的吊取材料重量与各目标塔吊对应的实际最大起重量进行比对，若某目标塔吊对应的吊取材料重量大于对应塔吊的实际最大起重量，则将该目标塔吊记为超载塔吊，同时将各超载塔吊对应的编号发送至塔吊预警终端。

15、需要进一步说明的是，所述步骤四中分析得出各目标塔吊对应的材料掉落可能系数，具体分析过程如下：x1、根据各目标塔吊对应的监测视频，得到各目标塔吊对应的吊钩吊取材料图像，并将各目标塔吊对应的吊钩吊取材料图像导入进三维模型图中，由此得到各目标塔吊对应的吊钩吊取各子材料对应的模型图像，并将各目标塔吊对应的吊钩吊取各子材料记为各目标塔吊对应的各子材料。

16、x2、根据各目标塔吊对应的各子材料对应的模型图像，得到各目标塔吊对应的各子材料的中心点位置，并同时获取各目标塔吊对应的吊钩中心点位置。

17、x3、以各目标塔吊对应的吊钩中心点位置为原点，作一条垂直于各目标塔吊对应的吊钩中心点位置的中垂线，进而得到各目标塔吊对应的各子材料的中心点位置与各目标塔吊对应的吊钩中心点位置的中垂线的距离。

18、x4、根据分析公式计算得出各目标塔吊对应的材料掉落可能系数σs，其中，js表示为数据库存储的第s个目标塔吊对应的标准吊钩宽度，jsu表示为第s个目标塔吊对应的第u个子材料的中心点位置与对应塔吊的吊钩中心点位置中垂线的距离，u表示为各子材料对应的编号，u＝1,2,......i，e表示为自然常数。

19、需要进一步说明的是，所述步骤五中计算得到各目标危险塔吊对应材料可能掉落面积，计算过程如下：v1、根据各目标塔吊对应的各子材料对应的模型图像，得到各目标危险塔吊对应的各子材料对应的模型图像，进而得到各目标危险塔吊对应子材料的摆放长度。

20、v2、根据各目标塔吊对应的监测视频，进而得到各目标危险塔吊对应的当前运行高度。

21、v3、根据各目标危险塔吊对应的吊钩中心点、当前运行高度和子材料的摆放长度构建成三角形，并得到各目标危险吊塔对应的底部长度。

22、v4、进而利用计算公式计算得出各目标危险塔吊对应材料可能掉落面积τy，其中，y表示为各目标危险塔吊对应的编号，y＝1,2,......p，dby表示为第y个目标危险塔吊对应的底部长度。

23、需要进一步说明的是，所述步骤六中分析得出各目标塔吊对应的作业区域、运行速度和运行高度，具体分析过程如下：n1、根据各目标塔吊对应的监测视频，得到各目标塔吊对应的监测画面，进而从中提取出各目标塔吊对应的运行高度。

24、n2、根据各目标塔吊对应的监测视频，从中提取出各目标塔吊长臂运行一圈对应的时长，进而利用计算公式计算得出各目标塔吊对应的运行速度其中，ts表示为第s个目标塔吊长臂运行一圈对应的时长。

25、n3、将各目标塔吊导入进建筑施工地三维模型中，以各目标塔吊的长臂为半径，以各目标塔吊的长臂为半径作圆，将其圆的面积为各目标塔吊对应的作业面积，同时结合各目标塔吊对应的运行高度得到各目标塔吊对应的作业区域。

26、需要进一步说明的是，所述步骤六中得到各目标塔吊对应的作业交叉区域，具体分析过程如下：将各目标塔吊对应的运行高度进行相互比对，若某目标塔吊对应的运行高度与另外某目标塔吊对应的运行高度匹配一致，并将该目标塔吊运行高度匹配一致的另外塔吊记为参考塔吊，进而得到该目标塔吊与对应参考塔吊的位置。

27、将该目标塔吊与对应参考塔吊对应的位置导入进建筑施工地三维模型中，由此得到该目标塔吊与对应参考塔吊对应的直线距离，若该目标塔吊与对应参考塔吊对应的直线距离小于该目标塔吊对应的长臂长度，则判定该目标塔吊会发生碰撞，反之则判定该目标塔吊不会发生碰撞。

28、并将该目标碰撞塔吊对应的作业区域与参考塔吊对应的作业区域进行重合比对，并将重合的作业区域记为作业交叉区域。

29、由此得到各目标碰撞塔吊对应的作业交叉区域。

30、需要进一步说明的是，所述步骤七中对各目标碰撞塔吊进行避让控制，具体分析过程如下：根据各目标塔吊对应的监测视频，得到各目标碰撞塔吊对应的监测画面，进而从中提取出各目标碰撞塔吊对应的运行角度，并将各目标碰撞塔吊对应的运行角度导入进建筑施工地三维模型中，得到各目标碰撞塔吊与对应的作业交叉区域对应的圆心角度数，依据分析公式计算得出各目标碰撞塔吊与对应作业交叉区域的运行面积，其中，r表示为各目标碰撞塔吊对应的编号，r＝1,2,......h，fr表示为第r个目标碰撞塔吊与对应的作业交叉区域对应的圆心角度数，lr表示为设定的第r个目标碰撞塔吊对应的长臂长度。

31、根据各目标塔吊对应的运行速度，从中提取出各目标碰撞塔吊对应的运行速度，利用计算公式计算得出各目标碰撞塔吊运行至作业交叉区域所需时间其中，表示为第r个目标碰撞塔吊对应的运行速度。

32、并依据各目标碰撞塔吊运行至作业交叉区域所需时间的计算方式同理计算得到与各目标碰撞塔吊运行高度匹配一致的另外塔吊对应运行至作业交叉区域所需时间，并将与各目标碰撞塔吊运行高度匹配一致的另外塔吊记为参考碰撞塔吊。

33、将各目标碰撞塔吊运行至作业交叉区域所需时间与参考碰撞塔吊运行至作业交叉区域所需时间进行比对，若某目标碰撞塔吊运行至作业交叉区域所需时间小于参考碰撞塔吊运行至作业交叉区域所需时间，则判定该目标碰撞塔吊等待，反之则判定参考碰撞塔吊等待。

34、本发明第二方面提供了一种基于数据分析的建筑施工安全智能分析处理系统，所述系统包括：塔吊数量获取模块，将目标建筑施工地上的各塔吊记为各目标吊塔，并获取各目标吊塔对应的位置和编号。

35、塔吊视频监测模块，用于根据目标建筑施工地布设的无人摄像头，进而对各目标塔吊进行视频监测。

36、塔吊重量分析模块，用于根据各目标塔吊的监测视频，进而分析得出各目标塔吊对应的材料重量评估系数，并根据各目标塔吊对应的吊取材料重量进行分析，进而对各目标塔吊进行预警分析。

37、塔吊掉落分析模块，用于根据各目标塔吊的监测视频，进而分析得出各目标塔吊对应的材料掉落可能系数，并根据各目标塔吊对应的材料掉落可能系数进行分析，进而得到各目标危险塔吊。

38、塔吊掉落计算模块，用于根据各目标危险塔吊对应的材料掉落可能系数，进而计算得到各目标危险塔吊对应材料可能掉落面积。

39、塔吊区域分析模块，用于根据各目标塔吊的监测视频，分析得出各目标塔吊对应的作业区域、运行速度和运行高度，进而得到各目标塔吊对应的作业交叉区域，并将会发生碰撞目标的塔吊记为目标碰撞塔吊。

40、塔吊避让控制模块，用于根据各目标碰撞塔吊对应的作业交叉区域，对各目标碰撞吊塔进行避让控制。

41、塔吊预警终端，用于接收各目标塔吊对应的预警指令并进行预警处理。

42、数据库，用于存储各材料名称对应的标准图像、各目标塔吊吊钩吊取材料对应的参考质量和各目标塔吊对应的标准塔吊吨米，还用于存储各目标塔吊对应的标准吊钩宽度。

43、如上所述，本发明提供的一种基于数据分析的建筑施工安全智能分析处理方法及系统，至少具有以下有益效果：本发明提供的一种基于数据分析的建筑施工安全智能分析处理方法及系统，通过根据各目标塔吊的监测视频，进而对各目标塔吊对应的吊取材料重量、材料掉落可能系数和材料可能掉落面积进行分析，还用于根据分析得出各目标塔吊对应的作业交叉区域进而对各目标塔吊进行避让控制，一方面，有效的解决了当前对于塔吊监测还存在一定局限性的问题，提高了建筑工程安全隐患的排查力度，保障了建筑工地人员的生命安全性，避免造成重大人员伤亡事故的发生，在一定程度上提高了建筑工程的施工安全性，一方面，通过对塔吊避让进行分析，保障了塔吊施工监测评价结果的可靠性和合理性，同时还提高了塔吊施工安全性能的精准性，使得塔吊施工监测评价结果的参考价值大幅度提高，有效的避免塔吊运转过程中存有的结构自身危险，另一方面，当前通过对吊钩超载进行监测，在一定程度上提高了建筑工程的承重性能与安全性，从而避免造成建筑工程进一步的损坏，在一定程度上提高了建筑工程质量。