一种高空作业安全管理系统及方法与流程

2021-01-20 15:01:07|

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本发明涉及信息处理技术领域，尤其涉及一种高空作业安全管理系统及方法。

背景技术：

防止高空坠落事故的发生是高空作业安全管理中的重点和难点，由于个别作业人员存在侥幸或麻痹大意的不安全心理，不规范使用安全带，而安全管理人员很难对每个作业人员都监控到位，因此很难根除和改善高空坠落事故。

并且，当项目点较多、项目点作业人员零散时，管理人员无法及时获取现场状况，一旦作业人员发生坠落事故，很可能无法及时进行救治工作，导致作业人员的人身安全得不到有效保障。因此，高空作业管理亟待优化，高空作业迫切需要科学化、信息化的管理手段。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种高空作业安全管理系统及方法，用以解决上述背景技术中提出的技术问题，或至少部分解决上述背景技术中提出的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供一种高空作业安全管理系统，包括：

智能穿戴设备、报警信息管理模块；

其中，所述智能穿戴设备用于检测高空作业不规范信息，在检测到高空作业不规范信息时，智能穿戴设备发出报警信息，并将所述报警信息发送到报警信息管理模块；

所述报警信息管理模块用于在接收到所述报警信息后，根据所述报警信息生成报警解决预案。

更具体的，所述智能穿戴设备具体包括：便携式控制器、安全带、智能挂钩，智能d环，便携式控制器和智能d环，分别设置在安全带后部，智能挂钩通过智能d环与安全带相连；

其中，所述智能d环用于检测安全带佩戴松紧信息，当安全带佩戴松紧不合格时，发出佩戴不规范报警信息；

其中，所述便携式控制器用于检测当前作业高度和下坠速度，当前作业高度高于预设海拔且下坠速度高于预设下坠速度时，发出坠落报警信息；

其中，所述智能挂钩用于持续进行脱钩检测，当智能挂钩检测到脱钩情况时，发出脱钩报警信息。

更具体的，所述系统还包括：移动组网设备，其中，所述移动组网设备分别与智能穿戴设备和报警信息管理模块通信连接；

其中，所述移动组网设备由一个主路由和多个分布在作业现场的移动组网装置组成，其中所述主路由用于与外网相连并作为wifiap发送无线网络信号，各个移动组网装置通过无线网络互连；

其中，所述移动组网设备还用于检测现场环境信息，并将所述现场环境信息发送到所述报警信息管理模块，以供所述报警信息管理模块根据所述现场环境信息生成环境报警信息。

更具体的，所述系统还包括：历史数据追溯模块；

其中，所述历史数据追溯模块用于存储报警信息管理模块接收到的报警信息和根据报警信息生成的报警解决预案。

所述系统还包括报警信息管理模块还用于：

对历史数据追溯模块存储的报警信息进行分析，生成智能预警信息，并将所述智能预警信息发送到智能穿戴设备。

更具体的，所述系统还包括：作业计划管理模块，

其中，所述作业计划管理模块用于显示作业计划信息，并将所述作业计划信息发送到现场控制器，以供所述现场控制器根据所述作业计划信息分配智能穿戴设备；

其中，所述作业计划信息包括：高空作业人员信息、高空作业人员所使用的智能穿戴设备、作业地点和作业场景。

所述智能穿戴设备还包括：智能头戴摄像头；所述智能头戴摄像头与移动组网设备通信连接；

所述智能头戴摄像头用于获取作业现场视屏信息和视屏通话。

更具体的，所述系统还包括：智能监控管理模块；

所述智能监控管理模块用于显示智能头戴摄像头获取的作业现场视屏信息；

所述智能监控管理模块用于与所述智能穿戴设备进行视屏通话。

第二方面，本发明实施例提供一种基于第一方面高空作业安全管理系统的高空作业安全管理方法，包括：

通过智能穿戴设备检测高空作业不规范信息，在检测到高空作业不规范信息时，发出报警信息；

根据所述报警信息生成报警解决预案。

本发明实施例提供的一种高空作业安全管理系统及方法，通过智能穿戴设备和报警信息管理模块，能够对作业人员的不规范操作和现场突发紧急情况进行报警提示，一方面，能规范作业人员行为，提醒其进行纠正；另一方面，能使管理人员及时了解现场情况，第一时间协助处理或开展救治工作，保护作业人员的人身安全，有效对高空作业管理进行优化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例中所描述的高空作业安全管理系统结构示意图；

图2为本发明一实施例所描述的高空作业安全管理系统管控流程图；

图3为本发明一实施例所描述的高空作业安全管理方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明一实施例中所描述的高空作业安全管理系统结构示意图，如图1所示，包括：智能穿戴设备110和报警信息管理模块120；

其中，所述智能穿戴设备110用于检测高空作业不规范信息，在检测到高空作业不规范信息时，智能穿戴设备发出报警信息，并将所述报警信息发送到报警信息管理模块120；

所述报警信息管理模块120用于在接收到所述报警信息后，根据所述报警信息生成报警解决预案。

具体的，本发明实施例中所描述的智能穿戴设备包括智能安全带和智能头戴摄像头，其中智能安全带单钩安全带或双钩安全带，在高空作业前，智能安全带上的智能d环会检测安全带佩戴松紧信息，当安全带佩戴松紧不合格时，发出佩戴不规范报警信息，此时作业人员需对安全带进行调整，当智能d环会检测安全带佩戴松紧合格时，警报才会消除。

在高空作业的过程中，智能安全带中的便携式控制器会检测当前作业高度和下坠速度，当前作业高度高于预设海拔且下坠速度高于预设下坠速度时，发出坠落报警信息，本发明实施例中所描述的下坠速度是指便携式控制器检测到的作业人员下坠的速度；例如，预设海报高度可以为2米或2.5米；预设下坠速度为1m/s或1.5m/s。

智能安全带中的智能挂钩持续进行脱钩检测，当智能挂钩检测到脱钩情况时，发出脱钩报警信息。

本发明实施例中所描述的报警后信息包括但不限于脱钩报警信息、佩戴不规范报警信息或坠落报警信息；其中报警信息中还会携带出现报警信息的智能穿戴设备的信息和穿戴该设备的作业人员信息以及当前作业地点。

当收到佩戴不规范报警信息时，且佩戴不规范报警信息在超过预设时间内仍未消除，则自动向该作业地点的管理人员发出报警信息，请求现场协助解决。

当收到脱钩报警信息，且脱钩报警信息在超过预设时间内，仍未消除，则向该作业地点的管理人员发出报警信息，请求现场协助确认。

当收到坠落报警信息时，自动向该作业地点的管理人员发出报警信息，并自动联系后台管理人员，提示后台管理人员联系医疗支持。

管理人员可以自行手动添加、删除、修改不规范作业的类型和突发情况的类型，通过报警信息管理模块，管理人员可以随时查看现场作业过程中的设备报警情况。

本发明实施例通过智能穿戴设备和报警信息管理模块，能够对作业人员的不规范操作和现场突发紧急情况进行报警提示，一方面，能规范作业人员行为，提醒其进行纠正；另一方面，能使管理人员及时了解现场情况，第一时间协助处理或开展救治工作，保护作业人员的人身安全，有效对高空作业管理进行优化。

在上述实施例的基础上，所述智能穿戴设备具体包括：便携式控制器、安全带、智能挂钩，智能d环，便携式控制器和智能d环，分别设置在安全带后部，智能挂钩通过智能d环与安全带相连；

其中，所述智能d环用于检测安全带佩戴松紧信息，当安全带佩戴松紧不合格时，发出佩戴不规范报警信息；

其中，所述便携式控制器用于检测当前作业高度和下坠速度，当前作业高度高于预设海拔且下坠速度高于预设下坠速度时，发出坠落报警信息；

其中，所述智能挂钩用于持续进行脱钩检测，当智能挂钩检测到脱钩情况时，发出脱钩报警信息。

具体的，本发明实施例中所描述的智能穿戴设备包括智能安全带，智能安全带具体包含安全带本体、便携式控制器、气压校准器、智能挂钩、智能d环、智能抓绳器挂环，便携式控制器和气压校准器内设高度采集模块，可采集作业高度信息。智能d环上设有压力传感器，可检测智能安全带穿戴情况。智能抓绳器挂环上也设有压力传感器，可检测智能安全带是否连接抓绳器。

智能挂钩上设有智能锁和悬挂状态检测器，单钩智能安全带包含一个智能挂钩，双钩智能安全带包含一对智能挂钩。当智能挂钩开启且作业高度超过预设安全高度时，智能锁开启、智能挂钩持续进行脱钩检测。单钩智能安全带的智能挂钩检测挂钩是否在挂点上，智能锁开启后智能挂钩无法自由开合，双钩智能安全带的智能挂钩检测是否至少一个挂钩在挂点上，智能锁开启后一对智能挂钩无法同时自由开合。

在智能锁开启后，作业人员无法自行开合，需要通过便携式控制器向报警信息管理模块发送解锁申请，在报警信息管理模块批准后，才能进行解锁。

同时本发明实施例中的智能挂钩配备有物理紧急解锁按钮，若发生紧急情况需要开锁，挂钩将自动进行机械式解锁，以便作业人员及时进行紧急逃生，同时发送紧急解锁信息至后台，以使管理人员及时获悉紧急解锁状况。

本发明实施例中所描述的智能穿戴设备能够有效实现在作业前进行安全带松紧检测，保证作业人员安全带佩戴合理，同时在作业过程中设有配备有加速度传感器的智能安全带，当作业高度高于预设安全高度时，持续检测是否发生坠落事件，若发生则立即报警，以使及时进行救助。

在上述实施例的基础上，所述系统还包括：移动组网设备，其中，所述移动组网设备分别与智能穿戴设备和报警信息管理模块通信连接；

具体的，本发明实施例中所描述的移动组网设备由多个移动组网装置组成，首个移动组网装置为主路由器，其以有线的方式连接外部网络，并作为wifiap发送无线网络信号，其他移动组网装置上设有2个wifi接口，对上的wifi接口用于连接主路由器的wifi网络，对下的wifi接口用于建立无线网络，以达到wifi扩展的目的。根据现场作业范围选取合适数量的移动组网装置并以适当方式排列(横向、纵向均可)，以使现场的所有作业点均能接收到网络信号。此外，移动组网装置内设采集模块和摄像头，可采集现场的温度、湿度、风力等级、噪声系数等，并能提供现场监控画面。

本系统的各硬件设备之间能够进行实时通讯，智能穿戴设备之间通过蓝牙进行实时数据传输，智能穿戴设备与现场控制器之间通过移动组网设备发送的无线网络信号进行实时通讯，现场控制器与服务器、服务器与用户系统之间通过4g/5g和nb-iot通讯方式实时传输数据。

本系统的用户包括网络端用户和移动端app端用户，通过web服务器和数据库服务器，网络端用户和移动端app端用户可以接收所有硬件设备发送的信息，并发送控制指令至相应的硬件设备。

本发明实施例中所描述的移动组网设备由于为了保证网络的全面覆盖遍布于作业场所各个地方，因此还可以在移动组网设备中设置采集模块和摄像头，可以有效的采集作业现场的温度、湿度、风力等级、噪声系数和画面，并传输现场的温度、湿度、风力等级、噪声系数等环境信息至现场控制器，现场的环境信息依次传输至报警信息管理模块，报警信息管理模块通过智能算法，向现场发送报警信息，如下午时段安全提醒、高温报警、大风报警等。

报警信息管理模块还可以通过预设智能算法，识别出图像中未佩戴规定型号安全带的人员，并发送报警信息。

本发明实施例提供的移动组网设备即使在作业现场不具有外部网络的情况下，也能通过自组网实现管理平台与现场智能设备的实时数据传输，使得后台管理人员能够实时了解现场情况并发出控制指令，加大了管理人员的管控力度；此外，后台管理人员还能与现场作业人员进行视频通话，远程指导现场作业，有效提高作业效率。

在上述实施例的基础上，所述系统还包括：历史数据追溯模块；

其中，所述历史数据追溯模块用于存储报警信息管理模块接收到的报警信息和根据报警信息生成的报警解决预案。

具体的，历史数据追溯模块实现系统内部各类数据的多维度查询功能，并支持数据导出功能，方便用户对于数据的进一步利用与分析。该模块包括任务执行情况信息查询、人员作业信息查询、人员违规记录查询、报警信息查询、人员绩效查询、设备使用情况查询等，方便用户对系统数据进行多维度的利用，实现对高空作业过程数据的完整追溯。管理人员可以通过输入人员编码、设备编码、作业日期等信息查询相应的作业记录，即可把握全局作业状态，做到事前有报警，事后有追溯。

在上述实施例的基础上，所述系统还包括报警信息管理模块还用于：

对历史数据追溯模块存储的报警信息进行分析，生成智能预警信息，并将所述智能预警信息发送到智能穿戴设备。

具体的，若根据历史数据追溯模块存储的报警信息统计得出下午时段突发危险情况的次数较多，则针对下午时段作业的人员发出集中精神的安全提示。

若根据统计得出现场湿度在a以上时容易发生滑落坠落事件，则针对在现场湿度a以上的工作人员发出注意滑落的安全提示；若根据统计得出现场温度在b以上时容易发生眩晕坠落事件，则针对在现场温度b以上的工作人员发出高温报警的安全提示；若根据统计得出现场温度在c以上时极其容易发生眩晕坠落事件，则针对在现场温度c以上的工作人员发出现场温度不适合作业的安全提示，作业人员反馈信息至后台管理人员，选取适合作业的时间段进行作业，提前防范危险情况发生。

本发明实施例通过对历史数据进行有效利用，可以更好的规避施工风险。

在上述实施例的基础上，所述系统还包括：现场控制器，所述现场控制器分别与智能穿戴设备和报警信息管理模块通信连接；

其中，所述现场控制器用于识别员工信息，分配员工信息对应的智能穿戴设备，并将所述员工信息与智能穿戴设备信息进行绑定，将绑定后的员工信息和智能穿戴设备信息上传至报警信息管理模块。

具体的，现场控制器存储有智能穿戴设备的设备类别、设备编码、设备有效期、设备绑定人员信息、设备工作状态、工作地点、高度信息。每个硬件装置都有二维码标签，包含设备编码和入驻日期等信息，每新增一个硬件装置需在设备管理模块登记二维码的标签信息，以便利用物联网对设备进行管理。当然，系统可外接员工卡管理系统，通过读取员工卡的信息来识别作业人员。

在上述实施例的基础上，所述系统还包括：作业计划管理模块，

其中，所述作业计划信息包括：高空作业人员信息、高空作业人员所使用的智能穿戴设备、作业地点和作业场景。

具体的，作业计划管理模块能够实现高空作业计划的制定、导入及任务派发功能，作业计划制定完成后，后台管理人员派发任务至相应的现场控制器，现场作业人员根据接收到的任务信息选取智能设备执行高空作业。

作业计划管理模块能够显示高空作业人员信息、所使用安全带及摄像头、作业地点、作业时间、作业类型、作业场景等基本信息，并能实现作业人员与智能安全带及头戴式摄像头的关联匹配配置，以此作为开展高空作业管理工作的依据。作业计划管理功能是平台进行安全管控的基础功能。

在上述实施例的基础上，所述智能穿戴设备还包括：智能头戴摄像头；所述智能头戴摄像头与移动组网设备通信连接；

所述智能头戴摄像头用于获取作业现场视屏信息和视屏通话。

所述系统还包括：智能监控管理模块；

所述智能监控管理模块用于显示智能头戴摄像头获取的作业现场视屏信息；

所述智能监控管理模块用于与所述智能穿戴设备进行视屏通话。

具体的，视频监控模块显示和记录头戴摄像头拍摄的画面，并具备拍照及视频通话功能，当管理人员需要对现场进行作业指导时，打开视频通话，此时现场作业人员和后台管理人员能进行实时视频通话。若突发紧急情况，管理人员也可通过视频监控模块查看现场画面，结合报警信息第一时间摸清现场状况。现场作业人员可通过轻触头戴摄像头的按钮或发出语音指令控制摄像头拍照，方便对不同作业点的情况进行对比分析。

视频监控模块能保存摄像头拍摄的照片和一段时间的现场画面，以便管理人员进行事后复盘和分析工作。

在上述实施例的基础上，所述系统还可以包括：统计分析模块；

统计分析模块能够以图表统计的方式对高空作业历史数据进行多维度统计分析，包括部门人员违规情况对比、人员违规次数对比、公司或集团各月份违规次数对比等功能，方便用户对高空作业数据进行深入分析。

统计分析模块包括作业信息、作业时间、报警记录、作业及设备数据、作业人员编码、设备编码、联系方式、现场图片等信息。对于报警记录，还可分析报警原因，如不规范操作引起的人因失误、现场条件或突发情况引起的紧急事件，还可按作业时段和作业人员工作年限等信息进行分类统计。

在统计分析界面显示饼图比例饼图，分别为作业中与未作业两种状态，在占比饼图中显示作业状态占比数据，使查看者一览无余。在饼图的下方显示状态总览目录，包括休眠、地面停留、高空作业、高空未作业、异常工作、离线、上工人数等信息，点击以上模块会出现相对应的数据统计表格和柱状图趋势显示。

人员绩效管理模块；

人员绩效管理模块能够依据作业人员高空作业过程中安全带使用的违规操作进行绩效打分管理，实现对作业人员工作规范性的有效监管。人员绩效管理模块显示的信息包括人员编号、工作年限、作业类型、作业完成次数、作业违规次数、违规激励、作业加分项、优势激励、综合评分、排名等信息，支持报表生成和导出功能。

系统管理模块；

系统管理模块包括用户管理模块、权限管理模块和日志管理模块，仅网络端具有系统管理模块。

用户管理模块用于实现用户信息的维护及对应权限的管理，包括用户名、密码、姓名、工号、部门、职务、电话号码、角色、个人所参与项目等，该页面提供excel模板导入导出功能，可供操作人员进行批量人员信息的导入和导出。系统管理员可以对用户信息进行维护和修改，对不再需要访问本系统的用户信息进行禁用，禁止登陆使用本系统。主界面提供添加、删除、修改、查询详细信息、配置角色、功能权限、操作权限等功能。用户登陆系统后可以对用户个人信息与密码等信息进行修改。

权限管理模块实现角色权限划分和角色信息管理功能。系统设置有管理员，负责向其他用户提供不同类型的软件使用授权。不同角色具有不同的系统操作权限，只有管理员才拥有创建角色的权限，不同用户分配不同的功能权限和数据资源。该模块显示角色名称、创建时间、备注等信息，可提供查询、添加、修改、功能权限功能，其操作过程与用户管理各操作步骤相同。其他人员可以填写申请单，申请系统功能使用授权；管理员可在接收到系统发出的提醒后，给予申请者不同的功能模块使用权限。

日志管理用于对用户登录情况的记录，用表格的形式记录登录属性，日志列表包括用户名、真实姓名、登录模块、详细信息、操作时间、结果以及登录ip，这是系统安全性的保障。系统提供以用户名、登录模块、结果、起始时间、终止时间的筛选方式查询具体用户登录的信息。用户可在界面的查询区通过输入用户名、登录模块、起始时间、终止时间、结果等条件筛选符合查询条件的结果，显示在日志列表区内。

本发明实施例在管控作业安全的基础上，还增加了对人事的管控，通过作业计划管理模块和绩效管理模块，后台管理人员能制定作业计划、根据作业计划派发任务并进行监督、根据系统记录的作业情况对现场作业人员进行数据考核等。

图2为本发明一实施例所描述的高空作业安全管理系统管控流程图，如图2所示，本系统的管控流程包括：计划阶段、执行阶段、评价分析阶段；在计划阶段，管理人员制定作业计划或导入作业计划，根据作业计划分配任务至相应的作业区域，现场作业人员接收任务，进入任务执行阶段。

在执行阶段，作业人员根据接收到的任务类型及现场情况，到作业现场管理处刷员工卡选取智能穿戴设备，智能穿戴设备包括智能安全带和智能头戴式摄像头，作业人员根据作业类型选择单钩安全带或双钩安全带，根据现场情况及作业难易程度选择是否佩戴头戴式摄像头。现场控制器读取员工卡，识别员工信息与智能穿戴设备编码等信息，并将作业人员与智能穿戴设备绑定，上传作业信息、人员信息及设备信息至服务器。

作业现场的移动组网设备通过采集模块和摄像头，采集现场的温度、湿度、风力等级、噪声系数和画面，并传输现场的温度、湿度、风力等级、噪声系数等环境信息至现场控制器，现场的环境信息依次传输至服务器和系统平台，系统平台通过智能算法，向现场发送预警信息，如下午时段安全提醒、高温预警、大风预警等。

执行高空作业时，智能安全带实时监测安全带佩戴情况、挂钩悬挂情况、不规范作业行为、现场环境信息并传输至服务器；头戴式摄像头实时传输现场画面至服务器，若接收到管理人员发出的视频通话请求，作业人员接收请求后，将与管理人员进行实时视频通话，管理人员可为现场提供远程指导，提高作业效率。

高空作业过程中，若出现不规范行为，智能安全带将发出语音报警提示，并上传至服务器，当作业人员调整至符合规范后停止报警。若突发坠落等危险情况(智能安全带检测到下降速度大于1m/s)，智能安全带将发出语音报警提示，并发送报警信息至服务器，后台管理人员接收到报警信息后，立即查看现场作业信息、人员信息及视频画面，做出处理，第一时间开展救治工作。

此外，还可通过移动组网设备采集到的画面查看是否有无关人员闯入作业现场，防止发生意外状况。

任务执行完毕后，作业人员解除智能穿戴设备，归还至现场控制点并刷员工卡，现场控制器识别员工卡，读取作业人员信息、智能穿戴设备编码等信息，再次上传至服务器。

在评价分析阶段，根据作业过程中接收到的不规范行为信息、报警信息、作业信息、人员信息，管理平台将对作业人员进行绩效考核评价，同时对一段时间内的作业情况进行数据统计分析，总结作业规律、不安全因素、各类型作业平均作业时长等。一方面，便于大型企业的管理工作，优化管理流程；另一方面，将前人的经验教训进行总结，及时开展安全培训，提前预防危险，保障作业人员安全。

本发明实施例的系统包括作业计划阶段、执行阶段、作业后的评价分析阶段，不仅规范了作业人员的行为，也规范了整体管理流程，在提升作业人员人身安全保障的同时，优化和提高了管理效率，有利于大型企业的管控工作。

图3为本发明一实施例所描述的高空作业安全管理方法流程图，如图3所示，包括：

步骤s1,通过智能穿戴设备检测高空作业不规范信息，在检测到高空作业不规范信息时，发出报警信息；

步骤s2,根据所述报警信息生成报警解决预案。

本发明实施例提供的方法实施例是用于和上述各系统实施例的方法大体相同，具体流程和详细内容请参照上述实施例，此处不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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