CN116245412A - 一种建筑工程现场安全监测管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑安全监测技术领域，公开了一种建筑工程现场安全监测管理系统，所述建筑工程现场安全监测管理系统包括：视频监控模块、施工质量检测模块、建筑健康检测模块、中央控制模块、应急处理模块、天气监控模块、危险源标识模块、故障报修模块、云存储模块、显示模块。本发明通过施工质量检测模块能够对建筑施工现场进行全方位的监管，同时能够保障施工质量；同时，通过建筑健康检测模块能够实时对建筑工程物进行监控，能及时发现建筑工程物的结构上的问题，确保使用上的安全性，能够实现各种数据的统一监测，节省了成本，能够推广应用，对可能产生的安全隐患进行预测，及早对建筑工程物进行维护，减少财产损失。

Description

一种建筑工程现场安全监测管理系统

技术领域

本发明属于建筑安全监测技术领域，尤其涉及一种建筑工程现场安全监测管理系统。

背景技术

建筑指人工建筑而成的资产，属于固定资产范畴，包括房屋和构筑物两大类。房屋是指供人居住、工作、学习、生产、经营、娱乐、储藏物品以及进行其他社会活动的工程建筑。与建筑物有区别的是构筑物，构筑物指房屋以外的工程建筑，如围墙、道路、水坝、水井、隧道、水塔、桥梁和烟囱等。然而，现有建筑工程现场安全监测管理系统对施工质量检测主要是通过人力和设备进行检测，很大可能出现检测不到位，这样会导致施工质量得不到保障；同时，不能实时对建筑健康进行检测。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有建筑工程现场安全监测管理系统对施工质量检测主要是通过人力和设备进行检测，很大可能出现检测不到位，这样会导致施工质量得不到保障。

(2)不能实时对建筑健康进行检测。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种建筑工程现场安全监测管理系统。

本发明是这样实现的，一种建筑工程现场安全监测管理系统包括：

视频监控模块、施工质量检测模块、建筑健康检测模块、中央控制模块、应急处理模块、天气监控模块、危险源标识模块、故障报修模块、云存储模块、显示模块；

视频监控模块，与中央控制模块连接，用于通过摄像器监控建筑工程现场施工视频；

施工质量检测模块，与中央控制模块连接，用于对建筑工程现场施工质量进行检测；

建筑健康检测模块，与中央控制模块连接，用于对建筑工程现场施工建筑物健康进行检测；

中央控制模块，与视频监控模块、施工质量检测模块、建筑健康检测模块、应急处理模块、天气监控模块、危险源标识模块、故障报修模块、云存储模块、显示模块连接，用于控制各个模块正常工作；

应急处理模块，与中央控制模块连接，用于对建筑工程现场事故进行应急处理；

天气监控模块，与中央控制模块连接，用于对建筑工程现场天气进行监控；

危险源标识模块，与中央控制模块连接，用于对建筑工程现场危险源标识进行识别；

故障报修模块，与中央控制模块连接，用于对建筑工程现场设备故障进行报修；

云存储模块，与中央控制模块连接，用于通过云服务器存储管理监控视频、施工质量检测结果、建筑健康检测结果；

显示模块，与中央控制模块连接，用于通过显示器显示监控视频、施工质量检测结果、建筑健康检测结果、应急处理信息、天气信息、危险源标识信息。

进一步，所述施工质量检测模块检测方法如下：

(1)配置摄像装置工作参数，获取建筑施工现场中的摄像装置在预设历史时间段内所拍摄的各区域的施工现场图像集；对施工现场图像进行增强处理；

(2)针对其中一个区域，将所述区域的施工现场图像集进行数据转换得到施工质量数据集；其中，所述施工质量数据集包括建筑材料质量数据、施工进度的实时数据以及建筑施工现场安全数据；

(3)对所述施工质量数据集包括的建筑材料质量数据进行初步原材料检测，得到包括初步检测信息以及所述初步检测信息对应的检测清单的第一目标检测结果；

(4)判断所述第一目标检测结果是否符合预设的建筑材料质量信息，若不符合，则发出报警信号；若符合，则基于所述第一目标检测结果在施工现场图像集中查询建筑施工现场安全数据，并获取所述建筑施工现场安全数据与历史安全数据之间的变化度，根据所述变化度确定变化比值；

(5)在拍摄所述建筑施工现场的过程中，采集目标建筑信息，并获取所述目标建筑信息在建筑施工现场中的施工进度；利用拍摄到的目标建筑图像在目标建筑信息中的施工进度获取所述目标建筑信息在预设的时间段内的进度值；

(6)对所述初步检测信息、所述变化比值以及所述进度值进行统计得到统计结果，并将所述统计结果与预设的标准值进行比较并判断是否匹配，若不匹配，则通过所述摄像装置发出报警提示以提醒工作人员进行二次检测，若匹配，则判断建筑施工质量是合格的。

进一步，所述将所述区域的施工现场图像集进行数据转换得到施工质量数据集，包括：

将所述区域的施工现场图像集按类型进行分类处理以获得分类特征列表；

对依据所述分类特征列表中多个相互匹配的分类特征在预设分类数据线程中的分类数据相匹配的分类参数进行数据特征提取，获得分类特征信息以及对应的分类状态信息；

依据所述分类特征信息分析所述施工现场图像集中的图像类型并筛选所述图像类型的分类特征信息对应的分类状态信息构成分类特征曲线图，采集所述分类参数中每类参数读入到所述分类特征曲线图中的参数分布轨迹图；

将得到的所述参数分布轨迹图与预设的参数图进行相似度比较，将相似度与预设的参数图一致的参数分布轨迹所对应的相互匹配的分类特征进行整合，获得图像类型分类序列；

根据所述图像类型分类序列中根据序列大小依次将所述施工现场图像集中关键图像进行数据转换得到施工质量数据集。

进一步，所述对所述施工质量数据集包括的建筑材料质量数据进行初步原材料检测，得到包括初步检测信息以及所述初步检测信息对应的检测清单的第一目标检测结果，包括：

获取至少一种建筑材料质量数据以及所述至少一种建筑材料质量数据对应的参数信息；其中，所述参数信息用于表征所述建筑材料质量数据中的材料成份比例；

对所述至少一种建筑材料质量数据进行二分化处理得到所述建筑材料质量数据对应的至少两种目标建筑材料质量数据；

对所述至少一种建筑材料质量数据以及所述至少两种目标建筑材料质量数据进行除噪处理，得到每种所述建筑材料质量数据和所述目标建筑材料质量数据对应的权重系数不同的至少两种当前建筑材料质量数据；

根据预设的计算方式对所述权重系数不同的至少两种当前建筑材料质量数据进行参数计算得到原材料检测模板；其中，所述原材料检测模板中包括映射的权重系数不同的至少两个原材料数据库；

获取待检测的建筑材料质量数据，对所述建筑材料质量数据进行除噪处理后将经过除噪处理得到的至少两种除噪处理数据映射到所述原材料检测模板中，通过所述原材料检测模板中的映射的权重系数不同的至少两个原材料数据库分别对所述至少两种除噪处理数据进行初步原材料检测处理，得到与所述至少两种除噪处理数据分别对应的至少两个初步检测信息；

在所述至少两个初步检测信息和预设的检测结果相匹配的条件下，将所述建筑材料质

量数据识别为所述初步检测信息对应的检测清单的第一目标检测结果。

进一步，所述判断所述第一目标检测结果是否符合预设的建筑材料质量信息，包括：

获取所述第一目标检测结果对应的至少一个检测项目的检测参数序列；其中，所述检测项目的检测参数序列的序列值与所述检测项目的项目类型相互匹配。

进一步，所述判断所述第一目标检测结果是否符合预设的建筑材料质量信息，还包括：

基于所述至少一个检测项目的检测参数序列从所述至少一个检测项目中确定所述第一目标检测结果的目标检测项目；

根据预设的判断标准判断所述目标检测项目的检测结果是否符合预设的建筑材料质量信息。

进一步，所述基于所述第一目标检测结果在施工现场图像集中查询建筑施工现场安全数据，并获取所述建筑施工现场安全数据与历史安全数据之间的变化度，根据所述变化度确定变化比值，包括：

确定所述施工现场图像集中的施工现场作业信息、预设时间段内的完成的施工量数据以及质量控制数据；

基于所述施工现场作业信息确定在预设时间段内的完成的施工量数据中的质量控制数据。

进一步，所述基于所述第一目标检测结果在施工现场图像集中查询建筑施工现场安全数据，并获取所述建筑施工现场安全数据与历史安全数据之间的变化度，根据所述变化度确定变化比值，还包括：

根据所述质量控制数据在所述施工现场图像集中查询建筑施工现场安全数据，并对所述建筑施工现场安全数据进行安全准确性验证，在所述建筑施工现场安全数据所对应的施工量数据与预设时间段内的完成的施工量数据相一致时，判定所述建筑施工现场为安全状态；

基于验证得到的安全状态对应的安全数据获取所述建筑施工现场安全数据与历史安全数据之间的变化度，并根据所述变化度确定变化比值。

进一步，所述建筑健康检测模块检测方法如下：

1)构建建筑数据库；采集待监测建筑工程物的建筑健康数据，根据所述待监测建筑工程物的建筑健康数据获取待监测建筑工程物的建筑健康评估系数γ，当γ≥γt，对所述待监测建筑工程物进行建筑健康评估；其中，γt为临界建筑健康评估系数；将采集的建筑健康数据存入建筑数据库中；

2)采集待监测建筑工程物土体内的渗透水压力、土体的内应力、管道内流体的压力、管道内气体的压力、结构之间的接触应力，根据所述待监测建筑工程物土体内的渗透水压力、土体的内应力、管道内流体的压力、管道内气体的压力、结构之间的接触应力对建筑健康评估系数进行处理得到建筑健康评估指数τ，当τ≥τt时，对待监测建筑工程物进行建筑健康状态判断；其中，τt为临界建筑健康评估指数；

3)根据所述土体内的渗透水压力、所述土体的内应力、所述管道内流体的压力、所述管道内气体的压力、所述结构之间的接触应力和所述建筑健康评估指数进行待监测建筑工程物进行建筑健康状态判断，对建筑工程物建筑健康状态进行监控；

其中，所述建筑健康评估系数γ计算方法为：

式中，κ为校正系数，H为待监测建筑工程物高度，h为待监测建筑工程物地基深度，S为待监测建筑工程物的实际年龄，S′为待监测建筑工程物的有效年龄，

为待监测建筑工程物的年平均环境温度，

为待监测建筑工程物的年平均环境湿度，T为待监测建筑工程物的环境温度，E为待监测建筑工程物的环境湿度，δ1为第一校正系数，δ2为第二校正系数；κ取值为1.02～1.05，γt取值为0.15；

所述建筑健康评估指数τ的经验公式为：

式中，Po为土体内的渗透水压力，Ni为土体的内应力，Pl为管道内流体的压力，Pg为管道内气体的压力，Nc为结构之间的接触应力，e为自然对数的底数。

进一步，所述通过建立BP神经网络模型对待监测建筑工程物进行建筑健康状态判断，包括如下步骤：

按照采样周期，采集待监视建筑工程物的土体内的渗透水压力Po、待监视建筑工程物中铺设的管道内流体的压力Pl和气体的压力Pg、待监视建筑工程物的土体的内应力Ni和建筑工程物结构之间的接触应力Nc，确定待监测建筑工程物的建筑健康评估指数τ；

依次将参数进行规格化，确定三层BP神经网络的输入层神经元向量x＝{x1,x2,x3,x4,x5,x6}，其中，x1为土体内的渗透水压力系数，x2为管道内流体的压力系数，x3为管道内气体的压力系数，x4为土体的内应力系数，x5为结构之间的接触应力系数，x6为建筑健康评估指数系数；

所述输入层向量映射到隐层，隐层向量y＝{y1,y2,…,ym}，m为隐层节点个数；

得到输出层神经元向量o＝{o1,o2,o3}；其中，o1为设定的第一级建筑健康等级，o2为设定的第二级建筑健康等级，o3为设定的第三级建筑健康等级，所述输出层神经元值为k为输出层神经元序列号，k＝{1,2,3}，i为设定的第i个建筑健康等级，i＝{1,2,3}，当ok为1时，此时，

k待监测建筑工程物处于ok对应的建筑健康等级；

服务器根据输出的建筑健康等级判断，显示器显示风险状态；其中，所述第一级建筑健康等级为安全状态，对待监测建筑工程物无需做出保护措施，所述第二级建筑健康等级为危险状态，对待监测建筑工程物做出检控预警，采取保护措施，所述第三级建筑健康等级为高危状态，对待监测建筑工程物做出紧急预警和保护措施。

结合上述的技术方案和解决的技术问题，请从以下几方面分析本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：

第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：

本发明通过施工质量检测模块能够对建筑施工现场进行全方位的监管，同时能够保障施工质量；同时，通过建筑健康检测模块能够实时对建筑工程物进行监控，能及时发现建筑工程物的结构上的问题，确保使用上的安全性，能够实现各种数据的统一监测，节省了成本，能够推广应用，对可能产生的安全隐患进行预测，及早对建筑工程物进行维护，减少财产损失。

第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：

本发明通过施工质量检测模块能够对建筑施工现场进行全方位的监管，同时能够保障施工质量；同时，通过建筑健康检测模块能够实时对建筑工程物进行监控，能及时发现建筑工程物的结构上的问题，确保使用上的安全性，能够实现各种数据的统一监测，节省了成本，能够推广应用，对可能产生的安全隐患进行预测，及早对建筑工程物进行维护，减少财产损失。

附图说明

图1是本发明实施例提供的建筑工程现场安全监测管理系统结构框图。

图2是本发明实施例提供的施工质量检测模块检测方法流程图。

图3是本发明实施例提供的建筑健康检测模块检测方法流程图。

图1中：1、视频监控模块；2、施工质量检测模块；3、建筑健康检测模块；4、中央控制模块；5、应急处理模块；6、天气监控模块；7、危险源标识模块；8、故障报修模块；9、云存储模块；10、显示模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一、解释说明实施例。为了使本领域技术人员充分了解本发明如何具体实现，该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。

如图1所示，本发明实施例提供的建筑工程现场安全监测管理系统包括：视频监控模块1、施工质量检测模块2、建筑健康检测模块3、中央控制模块4、应急处理模块5、天气监控模块6、危险源标识模块7、故障报修模块8、云存储模块9、显示模块10。

视频监控模块1，与中央控制模块4连接，用于通过摄像器监控建筑工程现场施工视频；

施工质量检测模块2，与中央控制模块4连接，用于对建筑工程现场施工质量进行检测；

建筑健康检测模块3，与中央控制模块4连接，用于对建筑工程现场施工建筑物健康进行检测；

中央控制模块4，与视频监控模块1、施工质量检测模块2、建筑健康检测模块3、应急处理模块5、天气监控模块6、危险源标识模块7、故障报修模块8、云存储模块9、显示模块10连接，用于控制各个模块正常工作；

应急处理模块5，与中央控制模块4连接，用于对建筑工程现场事故进行应急处理；

天气监控模块6，与中央控制模块4连接，用于对建筑工程现场天气进行监控；

危险源标识模块7，与中央控制模块4连接，用于对建筑工程现场危险源标识进行识别；

故障报修模块8，与中央控制模块4连接，用于对建筑工程现场设备故障进行报修；

云存储模块9，与中央控制模块4连接，用于通过云服务器存储管理监控视频、施工质量检测结果、建筑健康检测结果；

显示模块10，与中央控制模块4连接，用于通过显示器显示监控视频、施工质量检测结果、建筑健康检测结果、应急处理信息、天气信息、危险源标识信息。

如图2所示，本发明提供的施工质量检测模块2检测方法如下：

S101，配置摄像装置工作参数，获取建筑施工现场中的摄像装置在预设历史时间段内所拍摄的各区域的施工现场图像集；对施工现场图像进行增强处理；

S102，针对其中一个区域，将所述区域的施工现场图像集进行数据转换得到施工质量数据集；其中，所述施工质量数据集包括建筑材料质量数据、施工进度的实时数据以及建筑施工现场安全数据；

S103，对所述施工质量数据集包括的建筑材料质量数据进行初步原材料检测，得到包括初步检测信息以及所述初步检测信息对应的检测清单的第一目标检测结果；

S104，判断所述第一目标检测结果是否符合预设的建筑材料质量信息，若不符合，则发出报警信号；若符合，则基于所述第一目标检测结果在施工现场图像集中查询建筑施工现场安全数据，并获取所述建筑施工现场安全数据与历史安全数据之间的变化度，根据所述变化度确定变化比值；

S105，在拍摄所述建筑施工现场的过程中，采集目标建筑信息，并获取所述目标建筑信息在建筑施工现场中的施工进度；利用拍摄到的目标建筑图像在目标建筑信息中的施工进度获取所述目标建筑信息在预设的时间段内的进度值；

S106，对所述初步检测信息、所述变化比值以及所述进度值进行统计得到统计结果，并将所述统计结果与预设的标准值进行比较并判断是否匹配，若不匹配，则通过所述摄像装置发出报警提示以提醒工作人员进行二次检测，若匹配，则判断建筑施工质量是合格的。

本发明提供的将所述区域的施工现场图像集进行数据转换得到施工质量数据集，包括：

将所述区域的施工现场图像集按类型进行分类处理以获得分类特征列表；

对依据所述分类特征列表中多个相互匹配的分类特征在预设分类数据线程中的分类数据相匹配的分类参数进行数据特征提取，获得分类特征信息以及对应的分类状态信息；

依据所述分类特征信息分析所述施工现场图像集中的图像类型并筛选所述图像类型的分类特征信息对应的分类状态信息构成分类特征曲线图，采集所述分类参数中每类参数读入到所述分类特征曲线图中的参数分布轨迹图；

将得到的所述参数分布轨迹图与预设的参数图进行相似度比较，将相似度与预设的参数图一致的参数分布轨迹所对应的相互匹配的分类特征进行整合，获得图像类型分类序列；

根据所述图像类型分类序列中根据序列大小依次将所述施工现场图像集中关键图像进行数据转换得到施工质量数据集。

本发明提供的对所述施工质量数据集包括的建筑材料质量数据进行初步原材料检测，得到包括初步检测信息以及所述初步检测信息对应的检测清单的第一目标检测结果，包括：

获取至少一种建筑材料质量数据以及所述至少一种建筑材料质量数据对应的参数信息；其中，所述参数信息用于表征所述建筑材料质量数据中的材料成份比例；

对所述至少一种建筑材料质量数据进行二分化处理得到所述建筑材料质量数据对应的至少两种目标建筑材料质量数据；

对所述至少一种建筑材料质量数据以及所述至少两种目标建筑材料质量数据进行除噪处理，得到每种所述建筑材料质量数据和所述目标建筑材料质量数据对应的权重系数不同的至少两种当前建筑材料质量数据；

根据预设的计算方式对所述权重系数不同的至少两种当前建筑材料质量数据进行参数计算得到原材料检测模板；其中，所述原材料检测模板中包括映射的权重系数不同的至少两个原材料数据库；

获取待检测的建筑材料质量数据，对所述建筑材料质量数据进行除噪处理后将经过除噪处理得到的至少两种除噪处理数据映射到所述原材料检测模板中，通过所述原材料检测模板中的映射的权重系数不同的至少两个原材料数据库分别对所述至少两种除噪处理数据进行初步原材料检测处理，得到与所述至少两种除噪处理数据分别对应的至少两个初步检测信息；

在所述至少两个初步检测信息和预设的检测结果相匹配的条件下，将所述建筑材料质

量数据识别为所述初步检测信息对应的检测清单的第一目标检测结果。

本发明提供的判断所述第一目标检测结果是否符合预设的建筑材料质量信息，包括：

获取所述第一目标检测结果对应的至少一个检测项目的检测参数序列；其中，所述检测项目的检测参数序列的序列值与所述检测项目的项目类型相互匹配。

本发明提供的判断所述第一目标检测结果是否符合预设的建筑材料质量信息，还包括：

基于所述至少一个检测项目的检测参数序列从所述至少一个检测项目中确定所述第一目标检测结果的目标检测项目；

根据预设的判断标准判断所述目标检测项目的检测结果是否符合预设的建筑材料质量信息。

本发明提供的基于所述第一目标检测结果在施工现场图像集中查询建筑施工现场安全数据，并获取所述建筑施工现场安全数据与历史安全数据之间的变化度，根据所述变化度确定变化比值，包括：

确定所述施工现场图像集中的施工现场作业信息、预设时间段内的完成的施工量数据以及质量控制数据；

基于所述施工现场作业信息确定在预设时间段内的完成的施工量数据中的质量控制数据。

本发明提供的基于所述第一目标检测结果在施工现场图像集中查询建筑施工现场安全数据，并获取所述建筑施工现场安全数据与历史安全数据之间的变化度，根据所述变化度确定变化比值，还包括：

根据所述质量控制数据在所述施工现场图像集中查询建筑施工现场安全数据，并对所述建筑施工现场安全数据进行安全准确性验证，在所述建筑施工现场安全数据所对应的施工量数据与预设时间段内的完成的施工量数据相一致时，判定所述建筑施工现场为安全状态；

基于验证得到的安全状态对应的安全数据获取所述建筑施工现场安全数据与历史安全数据之间的变化度，并根据所述变化度确定变化比值。

如图3所示，本发明提供的建筑健康检测模块3检测方法如下：

S201，构建建筑数据库；采集待监测建筑工程物的建筑健康数据，根据所述待监测建筑工程物的建筑健康数据获取待监测建筑工程物的建筑健康评估系数γ，当γ≥γt，对所述待监测建筑工程物进行建筑健康评估；其中，γt为临界建筑健康评估系数；将采集的建筑健康数据存入建筑数据库中；

S202，采集待监测建筑工程物土体内的渗透水压力、土体的内应力、管道内流体的压力、管道内气体的压力、结构之间的接触应力，根据所述待监测建筑工程物土体内的渗透水压力、土体的内应力、管道内流体的压力、管道内气体的压力、结构之间的接触应力对建筑健康评估系数进行处理得到建筑健康评估指数τ，当τ≥τt时，对待监测建筑工程物进行建筑健康状态判断；其中，τt为临界建筑健康评估指数；

S203，根据所述土体内的渗透水压力、所述土体的内应力、所述管道内流体的压力、所述管道内气体的压力、所述结构之间的接触应力和所述建筑健康评估指数进行待监测建筑工程物进行建筑健康状态判断，对建筑工程物建筑健康状态进行监控；

其中，所述建筑健康评估系数γ计算方法为：

式中，κ为校正系数，H为待监测建筑工程物高度，h为待监测建筑工程物地基深度，S为待监测建筑工程物的实际年龄，S′为待监测建筑工程物的有效年龄，

为待监测建筑工程物的年平均环境温度，

为待监测建筑工程物的年平均环境湿度，T为待监测建筑工程物的环境温度，E为待监测建筑工程物的环境湿度，δ1为第一校正系数，δ2为第二校正系数；κ取值为1.02～1.05，γt取值为0.15；

所述建筑健康评估指数τ的经验公式为：

式中，Po为土体内的渗透水压力，Ni为土体的内应力，Pl为管道内流体的压力，Pg为管道内气体的压力，Nc为结构之间的接触应力，e为自然对数的底数。

本发明提供的通过建立BP神经网络模型对待监测建筑工程物进行建筑健康状态判断，包括如下步骤：

按照采样周期，采集待监视建筑工程物的土体内的渗透水压力Po、待监视建筑工程物中铺设的管道内流体的压力Pl和气体的压力Pg、待监视建筑工程物的土体的内应力Ni和建筑工程物结构之间的接触应力Nc，确定待监测建筑工程物的建筑健康评估指数τ；

依次将参数进行规格化，确定三层BP神经网络的输入层神经元向量x＝{x1,x2,x3,x4,x5,x6}，其中，x1为土体内的渗透水压力系数，x2为管道内流体的压力系数，x3为管道内气体的压力系数，x4为土体的内应力系数，x5为结构之间的接触应力系数，x6为建筑健康评估指数系数；

所述输入层向量映射到隐层，隐层向量y＝{y1,y2,…,ym}，m为隐层节点个数；

得到输出层神经元向量o＝{o1,o2,o3}；其中，o1为设定的第一级建筑健康等级，o2为设定的第二级建筑健康等级，o3为设定的第三级建筑健康等级，所述输出层神经元值为k为输出层神经元序列号，k＝{1,2,3}，i为设定的第i个建筑健康等级，i＝{1,2,3}，当ok为1时，此时，

k待监测建筑工程物处于ok对应的建筑健康等级；

服务器根据输出的建筑健康等级判断，显示器显示风险状态；其中，所述第一级建筑健康等级为安全状态，对待监测建筑工程物无需做出保护措施，所述第二级建筑健康等级为危险状态，对待监测建筑工程物做出检控预警，采取保护措施，所述第三级建筑健康等级为高危状态，对待监测建筑工程物做出紧急预警和保护措施。

二、应用实施例。为了证明本发明的技术方案的创造性和技术价值，该部分是对权利要求技术方案进行具体产品上或相关技术上的应用实施例。

本发明工作时，首先，通过视频监控模块1利用摄像器监控建筑工程现场施工视频；通过施工质量检测模块2对建筑工程现场施工质量进行检测；通过建筑健康检测模块3对建筑工程现场施工建筑物健康进行检测；其次，中央控制模块4通过应急处理模块5对建筑工程现场事故进行应急处理；通过天气监控模块6对建筑工程现场天气进行监控；通过危险源标识模块7对建筑工程现场危险源标识进行识别；通过故障报修模块8对建筑工程现场设备故障进行报修；然后，通过云存储模块9利用云服务器存储管理监控视频、施工质量检测结果、建筑健康检测结果；最后，通过显示模块10利用显示器显示监控视频、施工质量检测结果、建筑健康检测结果、应急处理信息、天气信息、危险源标识信息。

应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。

三、实施例相关效果的证据。本发明实施例在研发或者使用过程中取得了一些积极效果，和现有技术相比的确具备很大的优势，下面内容结合试验过程的数据、图表等进行描述。

本发明通过施工质量检测模块能够对建筑施工现场进行全方位的监管，同时能够保障施工质量；同时，通过建筑健康检测模块能够实时对建筑工程物进行监控，能及时发现建筑工程物的结构上的问题，确保使用上的安全性，能够实现各种数据的统一监测，节省了成本，能够推广应用，对可能产生的安全隐患进行预测，及早对建筑工程物进行维护，减少财产损失。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种建筑工程现场安全监测管理系统，其特征在于，所述建筑工程现场安全监测管理系统包括：

视频监控模块、施工质量检测模块、建筑健康检测模块、中央控制模块、应急处理模块、天气监控模块、危险源标识模块、故障报修模块、云存储模块、显示模块；

视频监控模块，与中央控制模块连接，用于通过摄像器监控建筑工程现场施工视频；

施工质量检测模块，与中央控制模块连接，用于对建筑工程现场施工质量进行检测；

建筑健康检测模块，与中央控制模块连接，用于对建筑工程现场施工建筑物健康进行检测；

中央控制模块，与视频监控模块、施工质量检测模块、建筑健康检测模块、应急处理模块、天气监控模块、危险源标识模块、故障报修模块、云存储模块、显示模块连接，用于控制各个模块正常工作；

应急处理模块，与中央控制模块连接，用于对建筑工程现场事故进行应急处理；

天气监控模块，与中央控制模块连接，用于对建筑工程现场天气进行监控；

危险源标识模块，与中央控制模块连接，用于对建筑工程现场危险源标识进行识别；

故障报修模块，与中央控制模块连接，用于对建筑工程现场设备故障进行报修；

云存储模块，与中央控制模块连接，用于通过云服务器存储管理监控视频、施工质量检测结果、建筑健康检测结果；

显示模块，与中央控制模块连接，用于通过显示器显示监控视频、施工质量检测结果、建筑健康检测结果、应急处理信息、天气信息、危险源标识信息。

2.如权利要求1所述建筑工程现场安全监测管理系统，其特征在于，所述施工质量检测模块检测方法如下：

(1)配置摄像装置工作参数，获取建筑施工现场中的摄像装置在预设历史时间段内所拍摄的各区域的施工现场图像集；对施工现场图像进行增强处理；

(2)针对其中一个区域，将所述区域的施工现场图像集进行数据转换得到施工质量数据集；其中，所述施工质量数据集包括建筑材料质量数据、施工进度的实时数据以及建筑施工现场安全数据；

(3)对所述施工质量数据集包括的建筑材料质量数据进行初步原材料检测，得到包括初步检测信息以及所述初步检测信息对应的检测清单的第一目标检测结果；

(4)判断所述第一目标检测结果是否符合预设的建筑材料质量信息，若不符合，则发出报警信号；若符合，则基于所述第一目标检测结果在施工现场图像集中查询建筑施工现场安全数据，并获取所述建筑施工现场安全数据与历史安全数据之间的变化度，根据所述变化度确定变化比值；

(5)在拍摄所述建筑施工现场的过程中，采集目标建筑信息，并获取所述目标建筑信息在建筑施工现场中的施工进度；利用拍摄到的目标建筑图像在目标建筑信息中的施工进度获取所述目标建筑信息在预设的时间段内的进度值；

(6)对所述初步检测信息、所述变化比值以及所述进度值进行统计得到统计结果，并将所述统计结果与预设的标准值进行比较并判断是否匹配，若不匹配，则通过所述摄像装置发出报警提示以提醒工作人员进行二次检测，若匹配，则判断建筑施工质量是合格的。

3.如权利要求2所述建筑工程现场安全监测管理系统，其特征在于，所述将所述区域的施工现场图像集进行数据转换得到施工质量数据集，包括：

将所述区域的施工现场图像集按类型进行分类处理以获得分类特征列表；

对依据所述分类特征列表中多个相互匹配的分类特征在预设分类数据线程中的分类数据相匹配的分类参数进行数据特征提取，获得分类特征信息以及对应的分类状态信息；

依据所述分类特征信息分析所述施工现场图像集中的图像类型并筛选所述图像类型的分类特征信息对应的分类状态信息构成分类特征曲线图，采集所述分类参数中每类参数读入到所述分类特征曲线图中的参数分布轨迹图；

将得到的所述参数分布轨迹图与预设的参数图进行相似度比较，将相似度与预设的参数图一致的参数分布轨迹所对应的相互匹配的分类特征进行整合，获得图像类型分类序列；

根据所述图像类型分类序列中根据序列大小依次将所述施工现场图像集中关键图像进行数据转换得到施工质量数据集。

4.如权利要求2所述建筑工程现场安全监测管理系统，其特征在于，所述对所述施工质量数据集包括的建筑材料质量数据进行初步原材料检测，得到包括初步检测信息以及所述初步检测信息对应的检测清单的第一目标检测结果，包括：

获取至少一种建筑材料质量数据以及所述至少一种建筑材料质量数据对应的参数信息；其中，所述参数信息用于表征所述建筑材料质量数据中的材料成份比例；

对所述至少一种建筑材料质量数据进行二分化处理得到所述建筑材料质量数据对应的至少两种目标建筑材料质量数据；

对所述至少一种建筑材料质量数据以及所述至少两种目标建筑材料质量数据进行除噪处理，得到每种所述建筑材料质量数据和所述目标建筑材料质量数据对应的权重系数不同的至少两种当前建筑材料质量数据；

根据预设的计算方式对所述权重系数不同的至少两种当前建筑材料质量数据进行参数计算得到原材料检测模板；其中，所述原材料检测模板中包括映射的权重系数不同的至少两个原材料数据库；

获取待检测的建筑材料质量数据，对所述建筑材料质量数据进行除噪处理后将经过除噪处理得到的至少两种除噪处理数据映射到所述原材料检测模板中，通过所述原材料检测模板中的映射的权重系数不同的至少两个原材料数据库分别对所述至少两种除噪处理数据进行初步原材料检测处理，得到与所述至少两种除噪处理数据分别对应的至少两个初步检测信息；

在所述至少两个初步检测信息和预设的检测结果相匹配的条件下，将所述建筑材料质

量数据识别为所述初步检测信息对应的检测清单的第一目标检测结果。

5.如权利要求2所述建筑工程现场安全监测管理系统，其特征在于，所述判断所述第一目标检测结果是否符合预设的建筑材料质量信息，包括：

获取所述第一目标检测结果对应的至少一个检测项目的检测参数序列；其中，所述检测项目的检测参数序列的序列值与所述检测项目的项目类型相互匹配。

6.如权利要求2所述建筑工程现场安全监测管理系统，其特征在于，所述判断所述第一目标检测结果是否符合预设的建筑材料质量信息，还包括：

基于所述至少一个检测项目的检测参数序列从所述至少一个检测项目中确定所述第一目标检测结果的目标检测项目；

根据预设的判断标准判断所述目标检测项目的检测结果是否符合预设的建筑材料质量信息。

7.如权利要求2所述建筑工程现场安全监测管理系统，其特征在于，所述基于所述第一目标检测结果在施工现场图像集中查询建筑施工现场安全数据，并获取所述建筑施工现场安全数据与历史安全数据之间的变化度，根据所述变化度确定变化比值，包括：

确定所述施工现场图像集中的施工现场作业信息、预设时间段内的完成的施工量数据以及质量控制数据；

基于所述施工现场作业信息确定在预设时间段内的完成的施工量数据中的质量控制数据。

8.如权利要求2所述建筑工程现场安全监测管理系统，其特征在于，所述基于所述第一目标检测结果在施工现场图像集中查询建筑施工现场安全数据，并获取所述建筑施工现场安全数据与历史安全数据之间的变化度，根据所述变化度确定变化比值，还包括：

根据所述质量控制数据在所述施工现场图像集中查询建筑施工现场安全数据，并对所述建筑施工现场安全数据进行安全准确性验证，在所述建筑施工现场安全数据所对应的施工量数据与预设时间段内的完成的施工量数据相一致时，判定所述建筑施工现场为安全状态；

基于验证得到的安全状态对应的安全数据获取所述建筑施工现场安全数据与历史安全数据之间的变化度，并根据所述变化度确定变化比值。

9.如权利要求1所述建筑工程现场安全监测管理系统，其特征在于，所述建筑健康检测模块检测方法如下：

1)构建建筑数据库；采集待监测建筑工程物的建筑健康数据，根据所述待监测建筑工程物的建筑健康数据获取待监测建筑工程物的建筑健康评估系数γ，当γ≥γt，对所述待监测建筑工程物进行建筑健康评估；其中，γt为临界建筑健康评估系数；将采集的建筑健康数据存入建筑数据库中；

2)采集待监测建筑工程物土体内的渗透水压力、土体的内应力、管道内流体的压力、管道内气体的压力、结构之间的接触应力，根据所述待监测建筑工程物土体内的渗透水压力、土体的内应力、管道内流体的压力、管道内气体的压力、结构之间的接触应力对建筑健康评估系数进行处理得到建筑健康评估指数τ，当τ≥τt时，对待监测建筑工程物进行建筑健康状态判断；其中，τt为临界建筑健康评估指数；

3)根据所述土体内的渗透水压力、所述土体的内应力、所述管道内流体的压力、所述管道内气体的压力、所述结构之间的接触应力和所述建筑健康评估指数进行待监测建筑工程物进行建筑健康状态判断，对建筑工程物建筑健康状态进行监控；

其中，所述建筑健康评估系数γ计算方法为：

式中，κ为校正系数，H为待监测建筑工程物高度，h为待监测建筑工程物地基深度，S为待监测建筑工程物的实际年龄，S′为待监测建筑工程物的有效年龄，

为待监测建筑工程物的年平均环境温度，

为待监测建筑工程物的年平均环境湿度，T为待监测建筑工程物的环境温度，E为待监测建筑工程物的环境湿度，δ1为第一校正系数，δ2为第二校正系数；κ取值为1.02～1.05，γt取值为0.15；

所述建筑健康评估指数τ的经验公式为：

式中，Po为土体内的渗透水压力，Ni为土体的内应力，Pl为管道内流体的压力，Pg为管道内气体的压力，Nc为结构之间的接触应力，e为自然对数的底数。

10.如权利要求9所述建筑工程现场安全监测管理系统，其特征在于，所述通过建立BP神经网络模型对待监测建筑工程物进行建筑健康状态判断，包括如下步骤：

按照采样周期，采集待监视建筑工程物的土体内的渗透水压力Po、待监视建筑工程物中铺设的管道内流体的压力Pl和气体的压力Pg、待监视建筑工程物的土体的内应力Ni和建筑工程物结构之间的接触应力Nc，确定待监测建筑工程物的建筑健康评估指数τ；

依次将参数进行规格化，确定三层BP神经网络的输入层神经元向量x＝{x1,x2,x3,x4,x5,x6}，其中，x1为土体内的渗透水压力系数，x2为管道内流体的压力系数，x3为管道内气体的压力系数，x4为土体的内应力系数，x5为结构之间的接触应力系数，x6为建筑健康评估指数系数；

所述输入层向量映射到隐层，隐层向量y＝{y1,y2,…,ym}，m为隐层节点个数；

得到输出层神经元向量o＝{o1,o2,o3}；其中，o1为设定的第一级建筑健康等级，o2为设定的第二级建筑健康等级，o3为设定的第三级建筑健康等级，所述输出层神经元值为k为输出层神经元序列号，k＝{1,2,3}，i为设定的第i个建筑健康等级，i＝{1,2,3}，当ok为1时，此时，

k待监测建筑工程物处于ok对应的建筑健康等级；

服务器根据输出的建筑健康等级判断，显示器显示风险状态；其中，所述第一级建筑健康等级为安全状态，对待监测建筑工程物无需做出保护措施，所述第二级建筑健康等级为危险状态，对待监测建筑工程物做出检控预警，采取保护措施，所述第三级建筑健康等级为高危状态，对待监测建筑工程物做出紧急预警和保护措施。

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