基于无人机的建筑工程施工现场动态安全报警系统及方法与流程

本发明涉及施工管理领域，具体来说，涉及基于无人机的建筑工程施工现场动态安全报警系统及方法。

背景技术：

1、无人机是一种不需要载人即可操作的航空器，通过遥控器或自动系统进行控制，而无人机在建筑、商业和娱乐等多个领域都有广泛应用，无人机技术的快速发展正推动着其在各个领域的创新应用，而无人机在建筑工程中的应用正变得越来越普遍，主要由于其独特的优势和高效的操作能力。

2、建筑工程施工现场是指进行建筑工程的活动区域，这里进行着各种建筑活动，包括基础工程、结构建设、装修工作等，施工现场的管理和运作复杂，需要精细的规划和严格的管理，而建筑工程施工现场的动态安全报警系统对确保工地安全、降低事故风险具有重要意义，能够提升安全管理的水平，还能通过预防事故的发生来保护员工的安全，同时提高工程项目的整体效率。

3、但现有的建筑工程施工现场动态安全报警系统在进行使用时仅仅是对施工现场进行监控，并未对施工现场发生意外时产生的影响进行预测，导致现有建筑工程施工现场动态安全报警系统在进行使用时的警报效率并不理想，同时现有的建筑工程施工现场动态安全报警系统在进行警报时并未考虑不同情况所需求的警报类型，使得警报在进行发出时的范围较为模糊，影响建筑工程施工现场动态安全报警的精准性。

4、针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、针对相关技术中的问题，本发明提出基于无人机的建筑工程施工现场动态安全报警系统及方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

2、为此，本发明采用的具体技术方案如下：

3、根据本发明的一个方面，提供了基于无人机的建筑工程施工现场动态安全报警系统及方法，包括无人机控制模块、流程规划获取模块、行为监控模块、现场分析预测模块、安全警报模块及数据存储模块；

4、其中，无人机控制模块，用于对无人机分组控制和实时控制调整，并通过无人机采集建筑工程施工现场参数；

5、流程规划获取模块，用于获取建筑工程施工场地的建筑工程施工方案和人员调度规划；

6、行为监控模块，用于提取建筑工程施工现场参数中施工人员的人员信息和施工行为信息；

7、现场分析预测模块，用于根据建筑工程施工方案、人员调度规划、人员信息和施工行为信息，通过现场安全分析策略对建筑工程施工现场进行现场安全分析，并基于安全分析结果预测施工现场演变参数；

8、安全警报模块，用于根据现场安全分析结果和施工现场演变参数，通过安全警报规则判断施工现场演变参数的警报范围，基于警报范围发出安全警报，并记录安全警报有效参数；

9、数据存储模块，用于对安全分析结果、施工现场演变参数及安全警报有效参数数据存储，并构建历史数据库更新优化现场安全分析策略、预测演变模型及安全警报规则。

10、作为优选方案，行为监控模块包括数据获取模块、数据识别分类模块、数据拆分模块、数据匹配模块及数据传输模块；

11、其中，数据获取模块，用于获取无人机采集的建筑工程施工现场视频数据；

12、数据识别分类模块，用于根据建筑工程施工现场视频数据，通过视频识别方案，识别建筑工程施工现场人员信息，并分析建筑工程施工现场环境和人员施工行为；

13、数据拆分模块，用于根据建筑工程施工现场环境，通过建筑工程施工现场环境特征拆分建筑工程施工现场环境，获取建筑工程施工现场特征环境组；

14、数据匹配模块，用于将建筑工程施工现场特征环境组内部的建筑工程施工现场特征环境与人员施工行为匹配，获取施工行为信息；

15、数据传输模块，用于将人员信息和施工行为信息进行传输。

16、作为优选方案，现场分析预测模块包括数据融合模块、分析策略模块、策略匹配模块、现场分析模块及演变预测模块；

17、其中，数据融合模块，用于通过时序规则融合建筑工程施工方案、人员调度规划、人员信息和施工行为信息，获取时域人员施工信息；

18、分析策略模块，用于预设分析策略，并构建分析策略数据库；

19、策略匹配模块，用于设置策略匹配规则，并根据策略匹配规则将时域人员施工信息与分析策略数据库内部的分析策略匹配；

20、现场分析模块，用于通过匹配的分析策略对建筑工程施工现场进行安全分析，获取现场安全分析结果；

21、演变预测模块，用于根据现场安全分析结果，通过预测演变模型预测施工现场变化情况，获取施工现场演变参数。

22、作为优选方案，现场分析模块包括行为规范判断模块、施工效率评估模块及安全风险识别模块；

23、行为规范判断模块，用于分析建筑工程施工现场的人员分布合理性和建筑工程施工现场人员工作情况；

24、施工效率评估模块，用于根据历史建筑工程施工现场情况与现有建筑工程施工现场情况进行比对，获取建筑工程施工现场变化情况，并根据建筑工程施工现场变化情况计算施工效率评估值；

25、安全风险识别模块，用于根据人员分布合理性、建筑工程施工现场人员工作情况及建筑工程施工现场变化情况分析建筑工程施工现场安全风险。

26、作为优选方案，演变预测模块包括演变趋势模块、预测模型模块、预测风险模块及现场变化预测模块；

27、其中，演变趋势模块，用于根据历史建筑工程施工现场变化情况分析建筑工程施工现场演变趋势；

28、预测模型模块，用于根据建筑工程施工现场演变趋势，通过演变模型预测建筑工程施工现场演变情况；

29、预测风险模块，用于根据建筑工程施工现场安全风险，通过风险评估模型评估安全风险发生概率；

30、现场变化预测模块，用于根据建筑工程施工现场演变趋势和风险评估模型评估安全风险发生概率分析现场变化预测情况。

31、作为优选方案，安全警报模块包括数据整合模块、警报规则模块、警报分级模块、警报影响模块及警报输出记录模块；

32、其中，数据整合模块，用于将现场安全分析结果和施工现场演变参数进行数据清洗，并对清洗后的现场安全分析结果和施工现场演变参数整合，获取施工整合参数；

33、警报规则模块，用于设置数据安全警报规则，并生成安全分级阈值；

34、警报分级模块，用于根据数据安全警报规则和安全分级阈值对施工整合参数进行警报分级；

35、警报影响模块，用于根据警报分级结果通过影响规则分析警报影响施工现场情况，并基于警报影响施工现场情况对警报分级结果进行调整优化；

36、警报输出记录模块，用于将优化调节后的警报分级结果进行输出，并根据输出的警报分级结果生成警报方案，记录警报方案实施时的效果。

37、作为优选方案，警报分级模块包括分级标准模块、分级评估模块及分级结果输出模块；

38、其中，分级标准模块，用于根据建筑工程施工现场特征设置警报分级标准，并基于警报分级标准计算建筑工程施工现场特征警报值；

39、分级评估模块，用于设置安全警报分级阈值，并将建筑工程施工现场特征警报值与安全警报分级阈值比对；

40、分级结果输出模块，用于将建筑工程施工现场特征警报值与安全警报分级阈值比对结果进行验证输出。

41、作为优选方案，基于警报分级标准计算建筑工程施工现场特征警报值的计算公式为：

42、；

43、其中， n为建筑工程施工现场特征警报值；

44、 m为建筑工程施工现场风险因素的数量；

45、为建筑工程施工现场中第i个风险因素的权重；

46、为建筑工程施工现场中第i个风险因素的评分函数；

47、为建筑工程施工现场中第i个风险因素的数据指标。

48、作为优选方案，警报影响模块包括施工进度影响模块、影响风险预测模块及警报调整优化模块；

49、其中，施工进度影响模块，用于设置影响规则分析警报分级结果发出后对建筑工程施工现场的影响；

50、影响风险预测模块，用于根据警报分级结果发出后对建筑工程施工现场的影响，预测建筑工程施工现场施工风险的变化；

51、警报调整优化模块，用于根据警报发出后对建筑工程施工现场的影响和建筑工程施工现场施工风险变化预测结果，对警报分级结果进行调整优化。

52、根据本发明的另一个方面，提供了基于无人机的建筑工程施工现场动态安全报警方法，该方法包括：

53、对无人机分组控制和实时控制调整，并通过无人机采集建筑工程施工现场参数；

54、获取建筑工程施工场地的建筑工程施工方案和人员调度规划；

55、提取建筑工程施工现场参数中施工人员的人员信息和施工行为信息；

56、根据建筑工程施工方案、人员调度规划、人员信息和施工行为信息，通过现场安全分析策略对建筑工程施工现场进行现场安全分析，并基于安全分析结果预测施工现场演变参数；

57、根据现场安全分析结果和施工现场演变参数，通过安全警报规则判断施工现场演变参数的警报范围，基于警报范围发出安全警报，并记录安全警报有效参数；

58、对安全分析结果、施工现场演变参数及安全警报有效参数数据存储，并构建历史数据库更新优化现场安全分析策略、预测演变模型及安全警报规则。

59、本发明的有益效果为：

60、1、本发明通过无人机对施工现场进行实时监控，结合行为监控和现场分析预测模块，高效准确地识别潜在安全风险，提高安全管理的效率和质量，并通过结合演变预测模块，能够根据施工现场的实时数据预测未来可能发生的安全风险，实现动态安全管理，提前采取预防措施，减少事故发生。

61、2、本发明通过色号在安全警报模块及时发出警报，使得现场管理人员可以迅速响应，采取必要的安全措施，并通过数据存储模块提供丰富的历史数据，用于优化现场安全分析策略、预测演变模型及安全警报规则高决策的准确性和有效性，减少事故发生保障了工人的安全，避免因事故导致的施工延误，从而提高整体施工效率。