一种电力施工现场信息化监控系统的制作方法

本发明涉及电力施工管理领域，特别涉及一种电力施工现场信息化监控系统。

背景技术：

当前我国正处于快速发展阶段，全国上下都加大了基础设施的建设，电力设施建设正处于高速发展阶段，常常出现多个电力工程同时开工建设，造成安全监督不力，从而施工现场及施工质量存在安全隐患。目前电力施工现场应用的视频监控传输技术对于实时监管，进度掌握，现场指挥等方面还存在弊端。同时施工现场信号质量导致监控图像出现卡滞，噪点等问题。此外，有些施工现场不具备监控设备，远程管理人员无法了解现场情况。因此，实时、规范、标准化、多维度的对电力施工现场进行管理非常重要。

同时，现有施工现场的视频监受限于监控设备、网络线路等因素，出现卡滞、画质不好等情况，而且存在监控死角，同时远程管理人员无法对现场进行实时指挥，不能及时纠正施工过程中出现的错误。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明旨在提供一种电力施工现场信息化监控系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

一种电力施工现场信息化监控系统，其特征在于，包括后台Web端、云端服务器和移动终端应用系统，其中：

所述后台Web端与云端服务器连接，用于供管理人员将施工项目的详细信息以及周期性计划录入到所述云端服务器中；

所述移动终端应用系统与云端服务器连接，进一步包括签到模块、项目管理模块、地图显示模块和远程指挥模块，

所述签到模块用于供施工现场人员进行签到、签出和记录施工现场信息，将获取到的施工现场签到信息和施工现场信息上传至云端服务器并发送到所述项目管理模块，其中所述施工现场签到信息包括签到人员信息和签到、签出的时间及定位信息；

所述项目管理模块用于对所述施工现场签到信息、施工现场信息、施工项目的详细信息以及周期性计划进行统计和管理，并将获取的项目统计信息同步至所述云端服务器；

所述地图显示模块用于将所述施工现场签到信息和施工现场信息在地图上进行显示；

所述远程指挥模块，用于供施工现场人员发起施工现场直播，供管理人员观看所述施工现场直播和进行远程语音指导；

所述云端服务器用于将从所述后台Web端录入的信息同步到所述移动终端应用系统，存储所述施工现场信息、施工现场签到信息和项目统计信息，接收和发送所述施工现场直播的视频和语音数据。

本发明的有益效果为：

(1)本系统方便施工现场中施工负责人、管控负责人、安监负责人各司其职，实现多维度、立体化的电力施工现场管理；

(2)本系统具有实时性强，交互性的工程进度、绩效的信息化管控。由服务器数据联通手机端应用和Web后台，并且进行工程管理统计，让管理人员及领导等实时地看到施工现场的管理情况；

(3)本系统能够实时地进行施工现场与远程指挥的视频直播，使得远程人员可以通过语音指挥现场施工状况，及时纠正施工过程中可能出现的错误。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明的框架结构图；

图2为本发明移动终端应用系统的框架结构图；

图3为本发明其中一个实施例的示意图；

图4为本发明其中一个实施例的示意图；

图5为本发明语音通话单元的框架结构图。

附图标记：

后台Web端1、云端服务器2、移动终端应用系统3、签到模块31、项目管理模块32、地图显示模块33、远程指挥模块34、施工签到单元310、管控签到单元312、安监签到单元314、报表单元320、项目统计单元322、视频直播单元340、语音通话单元342、语音采集子单元3420、语音增强子单元3421、语音信号编码子单元3422和语音信号传输单元3423

具体实施方式

结合以下应用场景对本发明作进一步描述。

参见图1-2，一种电力施工现场信息化监控系统，其特征在于，包括后台Web端1、云端服务器2和移动终端应用系统3，其中：

所述后台Web端1与云端服务器2连接，用于供管理人员将施工项目的详细信息以及周期性计划录入到所述云端服务器2中；

所述移动终端应用系统3与云端服务器2连接，进一步包括签到模块31、项目管理模块32、地图显示模块33和远程指挥模块34，

所述签到模块31用于供施工现场人员进行签到、签出和记录施工现场信息，将获取到的施工现场签到信息和施工现场信息上传至云端服务器2并发送到所述项目管理模块32，其中所述施工现场签到信息包括签到人员信息和签到、签出的时间及定位信息；

所述项目管理模块32用于对所述施工现场签到信息、施工现场信息、施工项目的详细信息以及周期性计划进行统计和管理，并将获取的项目统计信息同步至所述云端服务器2；

所述地图显示模块33用于将所述施工现场签到信息和施工现场信息在地图上进行显示；

所述远程指挥模块34，用于供施工现场人员发起施工现场直播，供管理人员观看所述施工现场直播和进行远程语音指导；

所述云端服务器2用于将从所述后台Web端1录入的信息同步到所述移动终端应用系统3，存储所述施工现场信息、施工现场签到信息和项目统计信息，接收和发送所述施工现场直播的视频和语音数据。

本发明上述实施例，方便施工现场中施工负责人、管控负责人、安监负责人各司其职，实现多维度、立体化的电力施工现场管理；具有实时性强，交互性的工程进度、绩效的信息化管控。由服务器数据联通手机端应用和Web后台，并且进行工程管理统计，让管理人员及领导等实时地看到施工现场的管理情况；能够实时地进行施工现场与远程指挥的视频直播，使得远程人员可以通过语音指挥现场施工状况，及时纠正施工过程中可能出现的错误。

优选地，所述签到模块31包括施工签到单元310、管控签到单元312和安监签到单元314，其中：

所述施工签到单元310用于供施工现场负责人到达现场后进行签到，并从所述云端服务器2端获取施工项目的详细信息以及周期性计划，进行施工工程选择，并统计施工人数；在当日施工交底后，进行签出并填写相关的施工现场信息；所述施工签到单元310利用GPS实时定位获取的准确签到地点；所述施工签到单元310将获取到的签到信息、签出信息、施工人数和相关的施工现场信息上传至所述云端服务器2并发送到所述项目管理模块32进行数据的统计；

所述管控签到单元312用于供管控人员到位后进行签到，选择施工项目并且上传施工现场照片和评判风险等级；在当日施工交底后进行签出；所述管控签到单元312将获取到的施工现场照片和评判风险等级上传至所述云端服务器2并发送到所述项目管理模块32进行数据的统计；

所述安监签到单元314用于供安监人员到达现场后进行安监签到，安监人员侧重记录同行人数及同行人员信息；在当日施工交底后进行签出；所述安监签到单元314将获取到的同行人数及同行人员信息上传至所述云端服务器2并发送到所述项目管理模块32进行数据的统计。

本发明上述实施例，参见图3，产品经理通过后台Web端录入项目及相关计划的详细信息并将数据同步至云端服务器中，施工现场负责人、管控人员和安监人员分别通过移动终端应用系统从云端服务器中获取项目的相关信息，并记录每天的施工现场签到信息和施工现场信息，将数据同步到云端服务器中。

优选地，所述项目管理模块32包括报表单元320和项目统计单元322，其中：

所述报表单元320用于根据从所述施工签到单元310、管控签到单元312和安监签到单元314获取的数据进行统计并生成统计报表；

所述项目统计单元322用于对所述施工现场信息进行统计，并根据所述施工项目的详细信息以及周期性计划，显示各施工项目的进度和项目预警，并统计项目库存数、已施工项目数、已完工项目数、项目开工率和项目完成率。

优选地，所述地图显示模块33用于将所述施工现场签到信息和施工现场信息在地图上进行显示，具体为：所述地图显示模块33获取从所述签到模块31获取的施工现场签到信息和施工现场信息，利用高德地图接口连接地图并修改地图样式，将所述从所述签到模块31获取的施工现场签到信息和施工现场信息显示在地图上，其中所述地图具有筛选、统计和搜索功能。

本发明上述实施例，参见图4，产品经理通过后台Web端录入项目及相关计划的详细信息并将数据同步至云端服务器中，施工现场负责人、管控人员和安监人员分别通过移动终端应用系统从云端服务器中获取项目的相关信息，并记录每天的施工现场签到信息和施工现场信息，将数据同步到云端服务器中，高德地图接口接入所述移动终端应用系统前端，移动终端应用系统调用高德地图接口并把数据呈现在地图显示模块中。

优选地，所述远程指挥模块34包括视频直播单元340和语音通话单元342，其中：

所述视频直播单元340用于采集施工现场的视频图像，对其进行处理并实时发送到云端服务器；

所述语音通话单元342用于采集用户的语音信息，对其进行处理并实施发送到云端服务器。

优选地，参见图5，所述语音通话单元342包括依次连接的语音采集子单元3420、语音增强子单元3421、语音信号编码子单元3422和语音信号传输子单元，其中：

所述语音采集子单元3420用于采集用户的语音信息，获取用户语音信号；

所述语音增强子单元3421用于对获取的用户语音信息进行增强处理，获取增强后的语音信号；

所述语音信号编码子单元3422用于对增强后的语音信号进行编码处理，获取语音数据信息；

所述语音信号传输单元3423用于将所述语音数据信息实时发送到云端服务器。

优选地，所述语音增强子单元3421用于对获取的用户语音信息进行增强处理，获取增强后的语音信号，包括：

(1)对用户语音信号进行语音激活检测，提取用户语音信号的有声部分；

(2)对用户语音信号的有声部分进行清浊音分割，提取有声部分的清音部分和浊音部分；

(3)分别对清音部分和浊音部分进行增强处理，具体为：

(31)对清音部分进行小波变换，获取清音部分的小波系数，

(32)对清音部分的小波系数进行增强处理，获取增强后的清音部分小波系数，具体为：

其中，

式中，ri,k和分别表示增强处理前后的清音部分小波系数，其中i表示小波分解的第i层，i＝1,2,…,I，I表示小波分解的最大尺度，k＝1,2,…,K，K表示当前子带系数的长度，Ti表示第i层的阈值，ω1表示设定的调整因子，0<ω1<1，sgn(·)表示符号函数，δ表示设定的信号复杂度因子，表示表示噪声方差，N表示语音信号的长度；

(33)对增强处理后的清音部分小波系数进行重构，获取增强后的清音部分；

(34)获取掩蔽阈值，对浊音部分进行谱减处理，获取增强后的浊音部分；

(4)将增强后的清音部分和浊音部分进行合成，获取增强后的语音信号。

本发明上述实施例：采用上述的方法对获取的语音信号进行增强处理，分别对语音信号中的清音部分和浊音部分分别使用不同的方式进行处理，能够有效地保留信号中清音部分(高频段语音信息)的完整性，从而提高了语音的清晰度；而且上述方法有效地克服在施工现场的低信噪比的情况下，传统小波阈值增强处理的增强效果不理想的问题，能够有效地提高了语音信号的信噪比和听觉质量，为对施工现场准确的语音指挥提供了保证。

优选地，所述对用户语音信号进行语音激活检测，提取用户语音信号的有声部分，具体包括：

(1)对用户语音信号进行分帧，加窗处理，将用户语音信号分割成相邻有重叠部分的信号帧；

(2)对带噪声用户语音信号各帧进行经验模态分解，获取各帧的若干个固有模态函数IMF，其中，具体固有模态函数IMF的数目根据实际情况进行设定；

(3)对每一个获取的IMF进行Hilbert变换，获取瞬时频率和瞬时幅值，构成该IMF相应的Hilbert谱；

(4)汇总所有IMF的Hilbert谱获取用户语音信号的Hilbert能量谱，并对其进行平滑处理；

(5)在用户语音信号开始阶段选取无声片段，用于估计用户语音信号的背景噪声；

优选地，选取前5帧信号作为无声信号进行处理；

(6)获取用户语音信号有声部分检测阈值Ty：

Ty＝ω2·E+ω3·D

其中，

式中，Ai表示振幅用户语音信号第i帧的幅值，E表示语音信号背景噪声估计，ε表示选取用于语音信号开头的ε帧用作噪声估计，D表示噪声偏差估计，ω2和ω3分别表示设定的噪声估计和噪声偏差修正因子；

(7)在用户语音信号的Hilbert能量谱中，将用户语音信号能量大于阈值的范围设定为用户语音信号的有声部分。

其中，所述Hilbert变换即希尔伯特变换。

本发明上述实施例：采用上述的方法获取用户语音信号的有声部分，通过对语音信号进行经验模态分解，获取信号的若干个固有模态函数IMF，将这些固有模态函数IMF分别进行希尔伯特变换后重组成新的能量谱进行有声部分后再进行有声部分的检测，能够剔除语音信号中的无用部分，从而提高了语音检测的准确性；同时通过根据语音信号开头的无声部分来获取信号中的噪声估计，配合信号中的噪声偏差来对设定语音信号有声部分的阈值，能够适应不同类型的噪声对语音信号的影响，估计出准确的判断阈值，准确度高，适应性强，为系统对语音信号的进一步处理奠定了基础。

优选地，所述对带噪声用户语音信号各帧进行经验模态分解，获取各帧的若干个固有模态函数IMF，由于对分帧后的信号进行经验模态分解时会存在端点效应，导致获取的固有模态函数IMF产生偏差，影响到语音信号端点检测的结果，因此对各帧语音信号进行经验模态分解前，对帧中的语音信号进行端点延拓，具体为：

(1)设定帧中的原语音信号记为xo；

(2)对xo进行端点延拓，其中采用自定义延拓函数为：

式中，k＝L,R分别表示左端点延拓和右端点延拓，xk(t)表示延拓函数，Tk表示延拓函数的周期数，其中表示延拓周期比例系数，Vmax(m)和Vmin(m)分别表示局部极大位置和局部极小位置，t(Vmax(m))和t(Vmin(m))分别表示局部极大位置和局部最小位置所在的时刻点，m表示信号的位置，其中m＝1,2,…,M，M表示帧内原信号的长度，t表示时刻，Ak表示幅值，其中x(Vmax(m))和x(Vmin(m))分别表示局部极大位置和局部极小位置的信号能量，Mk表示平滑过渡调整因子，用于使得延拓的信号和原信号能够平滑过渡，其中Mk＝x(Vmax(m))-Ak，Φk表示延拓相位角，其中

(3)获取左右端点延拓后的信号做进一步的处理。

本发明上述实施例，采用上述的方法对分帧后每一帧的信号分别进行左右端点的延拓，有效地降低了在对信号进行经验模态分解时存在的端点效应，适应性高，复杂度低，能够有效地提高固有模态函数IMF的准确性，为系统中对语音信号的准确处理奠定了基础。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当分析，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。