施工现场可视化监管系统及其监管方法与流程

1.本发明属于一种可视化监管系统，涉及一种施工现场可视化监管系统及其监管方法。


背景技术：

2.国网公司目前最紧迫、最重要的任务是加快推进泛在电力物联网建设，建设泛在电力物联网。泛在电力物联网从技术上讲，泛在电力物联网广泛应用大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能、区块链、边缘计算等信息技术和智能技术。随着无线通信技术和视频监控技术的高速发展，加速了视频技术在施工作业现场安全管控方面的全面应用。目前国网安徽省电力有限公司基建部已经实现了施工现场的远程管控取得了一定的成效，为了更好加强作业现场的安全管控，提出采用人工智能视频分析技术来提高对现场人员的智能身份判定和考勤管理、对现场作业的不安全因素进行自动化的违章辨识，同时结合物联网技术将施工现场的各类信息实时采集、动态分析、及时预警，从而大幅度提升管理人员的安全监督管理效率，提高作业现场的安全管理水平。但是随着电力行业迅猛发展，电网工程建设范围逐渐扩大，电网工程建设面积大、分布广、施工战线较长，安全质量问题不容忽视。加上自然条件的苛刻、日常监管工作困难，专业的监督管人员人手不足等问题，增加了电网工程施工现场的安全管控难度。


技术实现要素：

3.本发明解决了现有技术存在随着电力行业迅猛发展，电网工程建设范围逐渐扩大，电网工程建设面积大、分布广、施工战线较长，安全质量问题不容忽视。加上自然条件的苛刻、日常监管工作困难，专业的监督管人员人手不足等问题，增加了电网工程施工现场的安全管控难度的问题，提供一种施工现场可视化监管系统及其监管方法。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种施工现场可视化监管系统，包括手持终端设备、若干个布控球、视频采集器、至少一台现场电脑、远程服务器、环境监管设备、智能安全帽以及若干身份验证设备，所述的手持终端设备或部分布控球固定布置在现场作业入口处作为考勤记录，所述的手持终端设备或部分布控球固定布置在现场作业的特种设备处作为上岗记录，所述的视频采集器为移动设备跟随施工进度进行现场作业的视频采集，所述环境监管设备为固定安装设备，所述智能安全帽根据现场需求进行配置，所述的智能安全帽以及布控球均与所述的现场电脑通信连接，所述视频采集器以及环境监管设备均通过物联网方式与与所述的现场电脑通信连接，所述的身份验证设备的写入由现场电脑进行写入，所述现场电脑的数据与所述的远程服务器通信连接。通过使用本发明，将原来的人工监控向智能化自动化监控预警转变，不仅可以大大提升监控人员的工作效率，可以大幅度减少对安全监控人员的投入。通过对本发明的建设，可以对环境污染、水土流失实时监控和分析，降低施工现场对环水保的破坏和影响，从而减少对施工现场的环境污染治理投入的费用。通过对本非买那个的建设，实现对施工前期的现场勘察视频图片留档，以便解决
民事纠纷赔偿和难于调查取证问题，为工程维权和民事诉讼提供依据，防止或降低民事纠纷所产生的大量费用。
5.一种施工现场可视化监管方法，适用于如上所述的施工现场可视化监管系统，包括以下步骤，s1、在施工现场的出入口位置，通过安装的手持终端设备或布控球设备对进出的人员进行动态的人脸识别，同时对施工现场的人员进行动态的考勤管理，通过控制现场安装的布控球，对进出施工现场的人员或特种作业的人员进行人脸识别以及身份验证，确认进入施工现场的是否为合格施工人员；s2、基于对各类定位坐标规则的分析和转换，对当前国网在用的各类坐标定位体系进行坐标系的经纬度、平面坐标转换和标定；s3、通过对施工现场采集的视频流进行智能分析，实现对作业现场的未佩戴安全帽、未穿工作服、未打安全带、违禁区域检测、遗留物识别、安全文明施工警示牌缺失或未更新以及各类照片信息的自动归类；s4、针对施工现场发生的各类违章，无论是智能识别出来的违章信息还是现场检查发现的违章，统一由远程服务器开具纠察处罚单。
6.本发明的使用，最大的作用就是协助管理人员抓起安全生产，通过系统的投入运行，不断强化施工人员的安全意识，降低施工现场的作业风险，保障人员的施工安全。同时也可以对施工过程中产生的环境污染和水土流失进行实时监控和动态管理，降低施工过程中对环境的破坏。
7.作为优选，所述处罚单包含违章类型、违章图片、处罚单等信息。
8.作为优选，所述现场电脑针对施工作业现场中环境监管设备以及视频采集器中所有感知设备上所配备的无线4g物联网卡进行动态管理，对卡的月度流量监控管理，同时也对卡的办理、发放、回收以及销卡进行统一的综合管理。
9.作为优选，对基础、弧垂观测以及地锚坑在内的施工参数进行综合计算分析时，由智能安全帽或视频采集器对现场作业的各类参数信息进行实时采集或基于手持终端录入，上传至现场电脑，由现场电脑或远程服务器进行综合计算分析。
10.作为优选，采集的数据包括人脸信息采集、基础信息录入、用户账号、权限角色收集，用户初始化数据收集；系统部署及配置的初始步骤包含系统部署安装、账号开通、授权以及系统初始化数据导入。
11.作为优选，所述智能安全帽为为具有定位功能、sos一建报警、视频图传、即时通信于一体的安全帽，智能安全帽采集的信息实时传输到后台的现场电脑，由后台电脑或远程服务器进行远程动态的监控和管理。
12.作为优选，在所述步骤s1中，人脸识别采用区域特征分析算法，融合计算机图像处理技术与生物统计学原理于一体，利用计算机图像处理技术从视频中提取人像特征点，利用生物统计学的原理进行分析建立数学模型，实现在大规模人脸图像数据库中进行人脸检索，从感知层采集源获取的人脸图像可以迅速地与预先存储的数以千万计的图像数据库完成比较，返回一个包含若干最相似人脸图像的匹配列表，实现在局域网、内部网、internet上进行照片比对和身份确认。
13.作为优选，在步骤s3中，所述环境监管设备对施工现场的环境进行动态的监测分
析，监测分析的数据包括：风向、风速、湿度、温度以及pm2.5。
14.作为优选，在所述步骤s3中，利用布控球和视频采集器无缝对接，实现对整体施工现场和重点部位和重点作业环节的远程清晰监控的结合，对施工现场三级及以上重要风险作业现场实时监管。
15.本发明的实质性效果是：通过使用本发明，将原来的人工监控向智能化自动化监控预警转变，不仅可以大大提升监控人员的工作效率，可以大幅度减少对安全监控人员的投入。通过对本发明的建设，可以对环境污染、水土流失实时监控和分析，降低施工现场对环水保的破坏和影响，从而减少对施工现场的环境污染治理投入的费用。通过对本非买那个的建设，实现对施工前期的现场勘察视频图片留档，以便解决民事纠纷赔偿和难于调查取证问题，为工程维权和民事诉讼提供依据，防止或降低民事纠纷所产生的大量费用。
附图说明
16.图1为本发明的一种整体功能架构示意图。
具体实施方式
17.下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
18.实施例1：一种施工现场可视化监管系统，包括手持终端设备、若干个布控球、视频采集器、至少一台现场电脑、远程服务器、环境监管设备、智能安全帽以及若干身份验证设备，所述的手持终端设备或部分布控球固定布置在现场作业入口处作为考勤记录，所述的手持终端设备或部分布控球固定布置在现场作业的特种设备处作为上岗记录，所述的视频采集器为移动设备跟随施工进度进行现场作业的视频采集，所述环境监管设备为固定安装设备，所述智能安全帽根据现场需求进行配置，所述的智能安全帽以及布控球均与所述的现场电脑通信连接，所述视频采集器以及环境监管设备均通过物联网方式与与所述的现场电脑通信连接，所述的身份验证设备的写入由现场电脑进行写入，所述现场电脑的数据与所述的远程服务器通信连接。
19.一种施工现场可视化监管方法，适用于如上所述的施工现场可视化监管系统，包括以下步骤，s1、在施工现场的出入口位置，通过安装的手持终端设备或布控球设备对进出的人员进行动态的人脸识别，同时对施工现场的人员进行动态的考勤管理，通过控制现场安装的布控球，对进出施工现场的人员或特种作业的人员进行人脸识别以及身份验证，确认进入施工现场的是否为合格施工人员；s2、基于对各类定位坐标规则的分析和转换，对当前国网在用的各类坐标定位体系进行坐标系的经纬度、平面坐标转换和标定；s3、通过对施工现场采集的视频流进行智能分析，实现对作业现场的未佩戴安全帽、未穿工作服、未打安全带、违禁区域检测、遗留物识别、安全文明施工警示牌缺失或未更新以及各类照片信息的自动归类；s4、针对施工现场发生的各类违章，无论是智能识别出来的违章信息还是现场检查发现的违章，统一由远程服务器开具纠察处罚单。
20.其主要特点在于，在所述步骤s3中，利用布控球和视频采集器无缝对接，实现对整体施工现场和重点部位和重点作业环节的远程清晰监控的结合，对施工现场三级及以上重要风险作业现场实时监管。在所述步骤s1中，人脸识别采用区域特征分析算法，融合计算机图像处理技术与生物统计学原理于一体，利用计算机图像处理技术从视频中提取人像特征点，利用生物统计学的原理进行分析建立数学模型，实现在大规模人脸图像数据库中进行人脸检索，从感知层采集源获取的人脸图像可以迅速地与预先存储的数以千万计的图像数据库完成比较，返回一个包含若干最相似人脸图像的匹配列表，实现在局域网、内部网、internet上进行照片比对和身份确认。
21.本实施例利用视频智能分析功能，实现无4g网络信号实时视频并支持离线存储视频数据，在线传输视频数据到系统平台；利用安全帽视频监控功能，实现大截面导线架接实时监测传输；利用定位导航功能，通过地图导航快速给出最优的行车路径，为管理人员提供点对点导航，方便管理人员快速突击检查，提高安全监督管理效率。
22.在此基础上，进一步进行扩展，可以实现的具体功能(参见附图1)详细包括：1、动态人脸考勤，在施工现场的出入口位置，通过安装的手持终端设备或布控球设备对进出的人员进行动态的人脸识别，解决目前采用静态图片识别人脸信息影响施工进度的难题，同时也可以对施工现场的人员进行动态的考勤管理，身份验证设备在动态人脸考勤存在延误、错误的情况下，也可以起到对应的辅助作用；2、远程人脸抽查，通过控制现场安装的布控球，对进出施工现场的人员或特种作业的人员进行人脸识别、身份验证，确认进入施工现场的是否为合格施工人员，特别是对应特种作业，同时对人脸和身份验证设备进行双重验证是必要的，也能提高安全性和保障性；3、智能视频分析，通过对施工现场采集的视频流进行智能分析，实现对作业现场的未佩戴安全帽、未穿工作服、未打安全带、违禁区域检测、遗留物识别、安全文明施工警示牌缺失或未更新以及各类照片信息的自动归类等功能；4、纠察处罚管理，针对施工现场发生的各类违章，无论是智能识别出来的违章信息还是现场检查发现的违章，支持系统开具纠察处罚单的功能，处罚单包含违章类型、违章图片、处罚单等信息；5、卡务流量管理，针对施工作业现场所有感知设备上所配备的无线4g物联网卡进行动态管理，实现对卡的月度流量监控管理。同时也对卡的办理、发放、回收、销卡进行统一的综合管理；6、坐标体系转换，基于对各类定位坐标规则的分析和转换，实现对当前国网在用的各类坐标定位体系进行坐标系的经纬度、平面坐标转换和标定，如：wgs84、北京54、西安80、gcj-02、bd09、北京2000等。
23.7、施工计算工具，基于物联网技术，将现场的各类参数信息进行实时采集或基于手持终端录入，实现对基础、弧垂观测、地锚坑等施工参数进行综合计算分析；8、违章整改管理，基于后台管理和移动监督终端，实现对施工现场的各类违章拍照、上传、纠察处罚、通知整改以及整改结果的回复等功能；9、智能安全帽，开发具有定位功能、sos一建报警、视频图传、即时通信于一体的安全帽设备信息传输接口，并将安全帽采集的信息实时传输到后台，进行远程动态的监控和管理；
10、施工环境监测，通过物联网技术，将施工现场的各类环境监测装置信息实时采集，实现对施工现场的环境进行动态的监测分析，包括：风向、风速、湿度、温度、pm2.5等信息。
24.本实施例，完成施工现场可视化应用中动态人脸考勤、远程人脸抽查、智能视频分析、纠察处罚管理、卡务流量管理、坐标体系转换、施工计算工具、违章整改管理、智能安全帽、施工环境监测管理等功能数据收集、功能部署、用户进行培训、系统上线等各项实施工作。其中数据收集主要包含人脸信息采集、基础信息录入、用户账号、权限角色收集，用户初始化数据收集等。系统部署及配置主要包含系统部署安装，账号开通、授权以及系统初始化数据导入等。系统测试包含系统集成测试、功能测试、配合用户确认功能与业务是否一致等测试工作。用户培训包含编写培训材料、操作手册，开展业务用户、运维人员的培训等。上线试运行包含运维技术支持等工作。
25.为进一步加强本实施例的工作效果，本实施例，采用多模态的网络传输，利用双模(gps+北斗)定位和轨迹回放功能，实时查看现场负责的同进同出人员的工作状态，严禁现场负责人擅离职守现象发生，解决同进同出人员到岗到位监督的难题。充分利用边缘计算，边缘计算是指在靠近物或数据源头的一侧，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台，就近提供最近端服务。其应用程序在边缘侧发起，产生更快的网络服务响应，满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求。边缘计算处于物理实体和工业连接之间，或处于物理实体的顶端。而云端计算，仍然可以访问边缘计算的历史数据。结合265硬解码设计，解决了移动手持终端视频直播时，经常会出现的视频丢帧、延时和流畅度差等难题，同时也可以在保障视频画面质量的情况下，大大节约视频传输流量，降低系统运行成本。利用断点续传技术，通过自动分析网络状态，实现视频直播和录播的自适应切换，解决视频直播和录播时间断点的自动校时计算难题。利用自动补采技术，解决网络中断或后台无视频直播请求时，视频录像即可本地存储，当检测到有wifi的情况下，施工终端自动剪切并上传视频录像，可以大大节约视频直播时录像所消耗的流量，降低运行成本。采用除噪和消除回音技术，解决施工终端即时通信的视频通话时的背景杂音和通话回音消除等难题，提高通话质量。在框架设计上，采用b/s系统体系架构设计，用户通过浏览器直接浏览，不受监控地点的限制,适应当今技术发展方向。选用开发工业级高可靠芯片通信接口，实现嵌入式硬件与系统平台流畅通信。并且采取了模块化系统功能，根据不同用户的需求和不同应用场景进行系统功能的模块化组配，满足用户各种应用需求。还进一步采用了动态权限管理接口设计，根据人员的角色划分进行动态的权限配置和分级分层管理，实现跨单位、跨部门、跨区域、跨业务的交叉管理，增强应用的灵活性，满足不同管理需求。通过网络监听管控功能，实时监控系统中各种设备、各种组成模块的联网状态，时刻监控网络的连通性，保证整个系统的稳定运行。
26.通过使用本实施例，将原来的人工监控向智能化自动化监控预警转变，不仅可以大大提升监控人员的工作效率，可以大幅度减少对安全监控人员的投入。通过对本发明的建设，可以对环境污染、水土流失实时监控和分析，降低施工现场对环水保的破坏和影响，从而减少对施工现场的环境污染治理投入的费用。通过对本非买那个的建设，实现对施工前期的现场勘察视频图片留档，以便解决民事纠纷赔偿和难于调查取证问题，为工程维权和民事诉讼提供依据，防止或降低民事纠纷所产生的大量费用。更进一步的，本实施例的使
用，最大的作用就是协助管理人员抓起安全生产，通过系统的投入运行，不断强化施工人员的安全意识，降低施工现场的作业风险，保障人员的施工安全。同时也可以对施工过程中产生的环境污染和水土流失进行实时监控和动态管理，降低施工过程中对环境的破坏。
27.以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。