一种基于可视化和人员管理的工效分析方法和系统与流程

1.本发明涉及工效分析领域，特别涉及一种基于可视化和人员管理的工效分析方法和系统。


背景技术：

2.由于施工现场人员众多，施工区域广，涉及的工作种类多，很难准确地对施工的工效进行分析，现有技术中的施工现场的工效分析，通常只是根据总人数和总的工作时长来粗略估计工效，无法准确衡量总的工效和个人的工效，因此，无法准确衡量工期，判断对施工人员进行合理分配。只有当工效分析较为准确时，才可以进行合理的人员物质的调整，提高施工现场的工作效率，节约成本。所以需要一种较为客观且准确的工效分析方法。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于充分利用定位设备、人脸识别设备和视频监控设备，采集现场施工人员的信息，直接提取出和工效计算相关的参数，计算个人和总体的工效，为工效分析提出了新的思路，提供一种基于可视化和人员管理的工效分析方法和系统。
4.为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
5.一种基于可视化和人员管理的工效分析方法，步骤包括：
6.s1，通过人脸识别系统获取进场施工人员的信息，进场施工人员的信息包括人员的id号码、工种类型、进场时间和人脸图像；进场施工人员佩戴具有安全帽定位装置的安全帽；
7.s2，根据预先设置的人员信息登记表，通过进场施工人员的信息，查找进场施工人员的安全帽定位信息；
8.s3，当进场施工人员的信息与进场施工人员的安全帽定位信息匹配时，通过安全帽定位装置获取进场施工人员的位置信息；
9.s4，当进场施工人员的位置信息进入到预设的工作区域时，开始记录工作时间长度，直到进场施工人员离开预设的工作区域；
10.s5，获取进场施工人员在预设的工作区域的工作量；
11.s6，根据工作量、工种类型和工作时间长度，计算进场施工人员的工效。
12.作为本发明的优选方案，工效的计算公式为：
13.p＝λ
·
l/t
14.其中，p是工效；λ是与施工人员技能等级相关的参考系数，l是工作量，t是工作时间长度。
15.作为本发明的优选方案，当施工人员为多人时，总的工效计算公式为：
[0016][0017]
其中，s是总的工效，n是总人数，l
i
、t
i
和λ
i
分别是第i个施工人员的工作量、工作时
间长度和参考系数。
[0018]
作为本发明的优选方案，步骤s4的步骤具体包括：
[0019]
s41，获取施工现场的bim模型，施工现场的bim模型根据施工进度实时更新；
[0020]
s42，将进场施工人员的位置信息标注在施工区域的bim模型上，构成标识符号，并进行可视化展示；
[0021]
s43，当标识符号在预设的工作区域对应的bim模型区间时，开始记录工作的时间长度，直到标识符号离开bim模型区间。
[0022]
作为本发明的优选方案，预设的工作区域是三维位置空间或者二维位置空间，当预设的工作区域是二维位置空间时，根据标识符号的横坐标和纵坐标，以及bim模型区间的横坐标和纵坐标，判断其是否进入预设的工作区域；当预设的工作区域是三维位置空间时，根据进场施工人员横坐标、纵坐标、高度信息以及bim模型区间的横坐标、纵坐标、高度信息，判断其是否进入预设的工作区域。
[0023]
作为本发明的优选方案，步骤s4还包括：
[0024]
s44，通过视频监控设备获取工作区域的视频图像，并根据人脸识别系统采集的人脸图像进行身份识别；
[0025]
s45，通过人脸图像在视频图像出现的时长，确定人脸图像相应的进场施工人员的参考工作时间长度；
[0026]
s46，根据参考时间长度和工作时间长度，获取修正工作时间长度。
[0027]
作为本发明的优选方案，步骤s46具体包括以下步骤：
[0028]
当参考时间长度和工作时间长度的差值小于误差阈值时，计算参考时间长度和工作时间长度的平均值，将平均值作为修正工作时间长度；
[0029]
当参考时间长度和工作时间长度的差值大于或等于误差阈值时，以参考时间长度作为修正工作时间长度。
[0030]
基于相同的构思，本发明还提出了一种基于可视化和人员管理的工效分析系统，包括人脸识别系统、安全帽定位系统、处理器和工作量数据录入设备，
[0031]
人脸识别系统用于获取进场施工人员的人脸图像，并将人脸图像相应的进场施工人员的信息输出到处理器，进场施工人员的信息包括人员的id号码、工种类型、进场时间和人脸图像；
[0032]
安全帽定位系统用于获取佩戴人员的位置信息；
[0033]
工作量数据录入设备用于输入进场施工人员在预设的工作区域的工作量，并将进场施工人员在预设的工作区域的工作量输出到处理器；
[0034]
处理器存储了预先设置的人员信息登记表和预设的工作区域；当处理器接收到人脸识别系统发出的进场施工人员的信息时，根据预先设置的人员信息登记表查找进场施工人员的安全帽定位信息，并判断进场施工人员的信息与进场施工人员的安全帽定位信息是否匹配，当匹配时，从安全帽定位系统获取进场施工人员的位置信息；并且当进场施工人员的位置信息进入到预设的工作区域时，处理器还记录进场施工人员的工作时间长度，直到进场施工人员离开预设的工作区域；处理器还用于根据工作量数据录入设备输出的工作量、通过进场施工人员的工作类型、工作时间长度和工作量，计算进场施工人员的工效。
[0035]
作为本发明的优选方案，当进场施工人员的工效低于最低阈值或者高于最高阈值
时，处理器输出提示信息。
[0036]
作为本发明的优选方案，系统还包括显示器；
[0037]
处理器用于实时更新施工现场的bim模型；
[0038]
显示器用于将进场施工人员的位置信息和施工现场的bim模型进行可视化展示。
[0039]
与现有技术相比，本发明的有益效果：
[0040]
1、本发明的方法通过人脸识别系统对进入施工现场的工作人员进行身份识别，并通过安全帽获取工作人员进行位置信息，根据工作人员在工作区域的时长、工作量计算工作人员的工效，当每个人的工效计算完毕后，总的工效就得到了，人脸识别系统的技术发展到现阶段，人脸识别的准确率较高，为工作人员身份的识别提供了可能性，通过人脸识别系统可以采集到相对客观的数据。安全帽是工作人员进场施工必须要佩戴的，因此安全帽的位置信息能准确的反应工作人员的位置信息，通过安全帽获取的定位信息相对客观准确，通过采集的时间和位置信息，计算工作人员的工效，计算出较为准确的工效后，才能便于管理者发现工效较低的工点，从而查找问题，进行工艺的优化、进人员调整等。
[0041]
2、本发明还通过视频监控设备获取工作区域的视频图像，并通过人脸识别系统获取的人脸图像，判断工作人员是否在工作区域，通过视频监控设备获取参考时间长度，通过参考时间长度对已经获取的工作时间长度进行修正，确保获取的工作时间长度客观准确。当参考时间长度和已经获取的工作时间长度差值较大时，以视频监控设备获取的时间长度为准，避免因安全帽定位信息精度不够而带来的偏差。
附图说明：
[0042]
图1为本发明实施例1中一种基于可视化和人员管理的工效分析方法的流程图；
[0043]
图2为本发明实施例1中一种人员信息登记表的示例；
[0044]
图3为本发明实施例1中基于可视化和人员管理的工效分析系统图。
具体实施方式
[0045]
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
[0046]
实施例1
[0047]
一种基于可视化和人员管理的工效分析方法，流程图如图1所示，步骤包括：
[0048]
s1，通过人脸识别系统获取进场施工人员的信息，进场施工人员的信息包括id号码、工种类型、进场时间和人脸图像；进场施工人员佩戴具有安全帽定位装置的安全帽。
[0049]
s2，根据预先设置的人员信息登记表，通过进场施工人员的信息，查找进场施工人员的安全帽定位信息。图2给出了一种人员信息登记表的示例，人员信息登记表的信息预先录入了系统，作为施工人员的信息与安全帽定位信息是否匹配的判断基础。
[0050]
s3，当进场施工人员的信息与进场施工人员的安全帽定位信息匹配时，获取安全帽定位装置发出的信号，并获取进场施工人员的位置信息。这里所说的匹配并不是指其中一个字段匹配，而是指id号码、工种类型、进场时间和人脸图像都匹配才能获取安全帽定位信息，有其中一个字段的信息不匹配，则不能获取安全帽定位信息，并发出警告信息，提醒
该人员身份不明，需要核实。另外，安全帽定位信息可以是安全帽定位信号发射端的编号或标识，通过该编号或标识可以在安全帽定位的信号接收端读取到相应的坐标信息，将获取的坐标信息作为施工人员的位置信息。
[0051]
s4，当进场施工人员的位置信息进入到预设的工作区域时，开始记录工作时间长度，直到进场施工人员离开预设的工作区域。
[0052]
s5，获取进场施工人员在预设的工作区域的工作量。工作量可以通过人工统计获取，也可以与其他软件平台建立数据传输端口，读取相应的工作量。
[0053]
s6，根据工作量、在通过进场施工人员的工作类型、工作时间长度和工作量，计算进场施工人员的工效。
[0054]
步骤s6中，工效的计算公式为：
[0055]
p＝λ
·
l/t
[0056]
其中，p是工效；λ是与施工人员技能等级相关的参考系数，l是工作量，t是工作时间长度。
[0057]
当施工人员为多人是，总的工效计算公式为：
[0058][0059]
其中，s是总的工效，n是总人数，l
i
、t
i
和λ
i
分别是第i个施工人员的工作量、工作时间长度和参考系数。
[0060]
以钢筋工为例具体说明，钢筋工的等级从高到低依次为高级工、中级工和初级工，相应的参考系数λ为1.5、1和0.8。当一个高级工a，工作2小时，工作量为200米，则a的工效为p＝1.5
·
200/2＝150。当一个中级工b，工作2小时，工作量为140米，则a的工效为p＝1
·
140/2＝140。当一个初级工c，工作2小时，工作量为140米，则a的工效为p＝0.8
·
140/2＝56。则三人总的工效为150+140+56＝346。因此，可以根据个人工效和总的工效来判断工期，若工效低，则可以考虑增加钢筋工的数量或者将低级别的钢筋工换成高级别的钢筋工。
[0061]
具体的，由于施工人员工作时间并不是连续的，例如，中午午饭和午休的时间。因此，在进行工作时间长度统计的时候，可以设定一个统计周期，例如，统计周期是2小时、4小时、8小时、24小时、48小时、72小时或更长，根据工效分析的需求进行设定，当施工人员连续工作时间长度不足统计周期时，将已产生的工作时间长度采用中间参数进行缓存，若统计周期是24小时，中间参数存储的时间长度为t1＝1.4小时，t2＝2小时，t3＝4小时，t4＝3.5小时，则总的工作时间长度t＝t1+t2+t3+t4＝8.9小时，工效分析按照8.9小时进行计算。本发明的方法，不仅能统计工作时间，还能起到对人员进行管理的作用，由于工作时长是根据客观采集到的位置信息进行统计的，有客观可靠的数据支持，能较为客观的评价工作人员，便于统计和考核。
[0062]
通过安全帽定位系统获取的位置信息是位置数据，较为抽象，作为本发明的优选方案，将施工人员的位置信息在bim模型上进行展示，方便监控和管理。步骤s4的方法的步骤具体包括：
[0063]
s41，获取施工现场的bim模型，施工现场的bim模型根据施工进度实时更新；
[0064]
s42，将进场施工人员的位置信息标注在施工区域的bim模型上，并进行可视化展示；
[0065]
s43，当进场施工人员的位置信息标注在预设的工作区域对应的bim模型区间时，开始记录工作的时间长度，直到进场施工人员的位置信息离开bim模型区间。
[0066]
预设的工作区域是三维位置空间或者二维位置空间，当预设的工作区域是二维位置空间时，根据进场施工人员标注点的横坐标和纵坐标，bim模型区间的横坐标和纵坐标，判断其是否进入预设的工作区域；当预设的工作区域是三维位置空间时，根据进场施工人员横坐标、纵坐标、高度信息以及bim模型区间的横坐标、纵坐标、高度信息，判断其是否进入预设的工作区域。
[0067]
考虑到施工工地本身通常布设有视频监控系统，将视频监控系统充分利用，对每个工区布设相应的视频采集设备，使得工作区域与视频采集设备具有一一对应关系。作为本发明的优选方案，在视频监控帧图像中获取施工人员的人脸图像，利用人脸图像采集的时间，对通过安全帽定系统获取的工作时间长度进行修正，因此，步骤s4还包括：
[0068]
s44，通过视频监控设备获取工作区域的视频图像，并根据人脸识别系统采集的人脸图像进行身份识别；
[0069]
s45，通过人脸图像在视频图像出现的时长，确定人脸图像相应的进场施工人员的参考工作时间长度；
[0070]
s46，根据参考时间长度和记录工作时间长度，获取修正工作时间长度。
[0071]
例如，编号为42、43、44的视频采集设备视频采集范围覆盖钢筋工作业的工作区域，则将编号为42、43、44的视频采集设备获取的视频图像存储于钢筋工视频存储空间，可以提前通过调试视频采集设备中摄像头的高度、摄像头的角度、图像采集分辨率等参数，使得获取的视频帧图像中人脸图像能用于身份识别。当人脸图像第一次出现在视频帧图像中时，获取该帧图像对应的时刻，若后续的帧图像中都有该人脸图像，则生成该人脸的时间统计参数进行时间累加，直到该人脸图像从视频帧图像中消失，将累加的参数存储到中间参数中存储(中间参数为前述所定义的t1、t2、t3、t4
……
等)，当统计周期时间截止，则将中间参数进行累加，得到该人脸图像相应施工人员的工作时长。
[0072]
由于本发明中采用了安全帽定位信息获取工作时间长度，并且也采用视频监控人脸识别获取工作时间长度，因此可以基于两种方式，对工作时间进行修正，获取更为准确的工作时间长度。步骤46具体包括以下步骤：
[0073]
当参考时间长度和记录工作时间长度的差值小于误差阈值时，计算参考时间长度和记录工作时间长度的平均值，将平均值作为修正工作时间长度。当参考时间长度和记录工作时间长度的差值大于或等于误差阈值时，这种情况很大概率是安全帽定位出现偏差，例如，工作人员处于预设工作区域的边缘，因为定位精度的问题很可能被判定为在工作区域以外，而未统计其工作时长，而视频监控中能直接获取施工人员的人脸图像信息，统计要客观一些，因此，以参考时间长度作为修正工作时间长度。误差阈值可以根据实际情况进行设置。
[0074]
实施例2
[0075]
基于相同的构思，还提出了一种基于可视化和人员管理的工效分析系统，包括人脸识别系统、安全帽定位系统、处理器和工作量数据录入设备，基于可视化和人员管理的工效分析系统图如图3所示。
[0076]
人脸识别系统用于获取进场施工人员的信息，进场施工人员的信息包括人员的id
号码、工种类型、进场时间和人脸图像。在进场入口安装了入口摄像头，通过该入口摄像头获取进场施工人员的当下人脸图像。并将当下人脸图像发送到人脸识别系统的处理器后端。人脸识别系统的处理器后端预先存储了进场施工人员的信息，包括人员的id号码、工种类型、进场时间和人脸图像。因此可以根据当下人脸图像查找到对应施工人员的id号码、工种类型、进场时间以及预先存储的拍摄质量较好的人脸图像(拍摄质量较好的人脸图像用于后期视频监控人脸识别)，将查找到的施工人员的信息命名为人脸识别命中条目。并将查找到的施工人员的信息(人脸识别命中条目)输出到处理器。
[0077]
安全帽定位系统用于获取佩戴人员的位置信息。安全帽定位系统包括前端设备、传输网络、工地定位服务器和客户端。
[0078]
前端设备为安装于安全帽上的位置信息采集器，包括主板及电池、指示灯、充电灯、充电孔和开关。主板上有gps或北斗的gprs定位模块和通信模块，定位精度为3
‑
10米，速度精度为0.3米/秒，通信模块支持的运营商包括移动、联通和电信，当通信模块将定位模块获取的定位信息发送出去时，指示灯闪烁提示。电池才采用充电电池，通过充电孔外接电源给电池充电，充电灯用于指示是否充满。
[0079]
传输网络可以是移动、联通和电信的网络，也可以是自组网。通过传输网络将前端设备获取的定位信息发送给工地定位服务器。
[0080]
工地定位服务器用于接收前端设备获取的地位信息，并实时更新该定位信息。客户端用于监控所述工地定位服务器内的数据。
[0081]
工作量数据录入设备用于输入进场施工人员在预设的工作区域的工作量，并将进场施工人员在预设的工作区域的工作量输出到处理器；
[0082]
处理器存储了预先设置的人员信息登记表和预设的工作区域；当处理器接收到人脸识别系统发出的人脸识别命中条目时，根据预先设置的人员信息登记表查找进场施工人员的安全帽定位信息，并判断进场施工人员的信息与进场施工人员的安全帽定位信息是否匹配，当匹配时，从安全帽定位系统的工地定位服务器中获取进场施工人员的位置信息；并且当进场施工人员的位置信息进入到预设的工作区域时，处理器还记录进场施工人员的工作时间长度，直到进场施工人员离开预设的工作区域。
[0083]
处理器还用于根据工作量数据录入设备输出的工作量、通过进场施工人员的工作类型、工作时间长度和工作量，计算进场施工人员的工效。当进场施工人员的工效低于最低阈值或者高于最高阈值时，处理器输出提示信息。
[0084]
系统还包括显示器；
[0085]
处理器用于实时更新施工现场的bim模型；
[0086]
显示器用于将进场施工人员的位置信息和施工现场的bim模型进行可视化展示。