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可穿戴施工现场安全状况记录仪

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可穿戴施工现场状况记录仪

一概述

1.1 开发背景

当前,我国经济保持快速发展,未来的较长时间内全社会固定资产投资仍将保持稳定增长,我国建筑业正处于较快发展进程之中。随着城镇化建设的推进,建筑业也将迎来新的高潮。同时也对建筑施工现场管理提出更高要求。

建筑施工现场量大面广、人员复杂、情况多变、交叉作业多、环境复杂多变,加强现场的人员管理、安全管理、质量管理和文明施工一直是施工管理的核心和重点。单靠人为治理已不能满足现代化建筑业发展的需要,必需信息化技术,实现智能管理。视频监控已成为一种行之有效的监督手段和管理资源。近年来,施工现场安装视频摄录机以强化工程施工过程监控和管理,有效防止违章施工和作业,为项目管理提供了动态、直观的信息。

目前,工地现场的视频监控的主流配置方案基本上都是在工地安装摄像头,通过有线或无线传输至终端。但在实际操作过程中存在如下弊端:

(一)安装成本高。安装视频摄像头、储存设备,组网进行监控,每个工地的成本少则七、八万,多则上十万,如果采用有线方式布线,价格十分昂贵。

(二)布线环境复杂。工地现场环境复杂,布线一般走明线,容易有意或无意遭到施工破坏。同时,由于施工进度时动态的,如果要更加直观观察现场情况,摄像头布点也相应的随着施工现场在高度和长度上延伸,增加了布线的难度。

(三)维护成本高。监控系统安装好后,要定期对监控端、线路和储存装置进行管理,摄像头和线路受施工影响,容易损坏,维护费用较高。同时视频传输都需要占用一定宽带,目前成本较高。

1.2 实现功能

可穿戴施工现场状况记录仪正是基于目前工地现场视频监控成本高、布线难、维护难等问题提出的,采用物联网、海量数据储存、无线传输等技术开发而成的实时动态记录现场人员、质量、安全及文明施工状况的解决方案。它主要是在施工现场必须使用的安全帽上加装集高清摄像、GPS轨迹记录、射频标签、无线传输、语音通话等为一体集成???,实现功能如下图所示:

图1:现场记录仪示意图

(一)视频摄像功能。内置高清摄像头能动态记录施工现场的安全、质量和文明施工状况,并通过后台操作能进行抓拍;

(二)身份识别功能。射频(RFID)标签能读取工作证信息,将人员信息和安全帽、记录仪进行绑定,对人员进行工作考勤,对不同角色的人员进行识别,加强人员管理;

(三)实时定位功能。记录仪中加装了GPS???,能够对工地人员进行定位,实时记录工作轨迹,考核其履职情况,偏离施工现场进行提醒或报警。

(四)语音通话功能。设备具有录音、语音传输、远程对话等功能,方便管理者进行现场调度和指挥。

(五)海量储存功能。将现场的视频、音频数据压缩储存,分散储存,即使没有传输信号时,也能记录现场状况,一有信号即可传输。

(六)无线传输功能。具备wifi/3G/蓝牙功能及无线传输???,可将记录仪数据实时、远程传输。

二总体设计

  2.1  设计思路

     基于目前工地现场视频监控成本高、布线难、维护难以及服务器数据量大等问题本系统采用物联网、分布式云数据储存、无线传输以及分布式服务器网络等技术设计开发用于实现实时动态记录现场人员、质量、安全及文明施工状况监管的解决方案。

 2.2  设计构架

记录仪整体管理平台基于多层架构设计,针对不同的使用场景,选择使用C/S或B/S架构。根据实际经验,针对数据采集站端,我们采用C/S架构,可以有效保障数据高速传输、并且传输高效更高、更稳定和安全,而管理端我们采用B/S端架构,目的是方便用户通过IE浏览器实现数据的检索及管理

总体构架图如下:

  2.3  网络拓扑结构

基于图像数据存储量大,单服务器负荷大等原因结合现有网络带宽技术数据存储我们采用分布式云存储方式;主要实现如下功能:

(一)     各采集设备及记录仪实时上传于项目或区域子服务器并由区域服务器定时归档整理目录及轨迹等数据文件;

(二)     各项目子服务器定时将服务器图像、录像、音频、及人员信息等数据归档存储病整理目录文件上传于关联系统服务器;

(三)     关联系统服务器存储数据关联节点,当有网络终端访问时根据访问信息以及数据档案链接子服务器查看相关数据信息。

具体网络拓扑结构如下:

 

项目部数据采集网络拓扑图如下:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


2.4  技术要点

本记录仪主要技术要点有如下几点:

(一)     实现安全人员的轨迹处理采用基站和gps配合定位,可以实现高精度的人员运动轨迹图;

(二)     采用3G加wifi技术的自动切换技术,实现3G实时上传轨迹数据以及wifi热点上传视频图片等大文件的自动切换功能;可以有效的减少流量费用问题;

(三)     采用分布式数据存储和处理技术,极大的提高了数据的访问速度以及存储速度问题,避免了集中式存储管理带来的反应慢,服务器庞大及高投入问题;

 三技术配置

  可穿戴施工现场状况记录仪一种全新的、直观的,扩大视觉和听觉范围的管理工具,主要包括数据采集终端系统、现场管理系统、监控管理中心三部分,结构稳定,有良好的可扩展性,能适应多变的监控要求。

(一)数据采集终端系统

数据采集终端系统作为可穿戴施工现场记录仪的核心设备,主要由高清摄像头、GPS定位仪、录音??楹托酒茸槌?,负责将采集现场监控点的视频图像、行进轨迹、音频文件等终端数据经过H.264压缩编码后的图像、音频和定位信息流通过无线网络上传到服务器,服务器通过TCP/UDP方式将视频发送到监控端。

具有如下特点:

1. 设备轻便小巧、集成度高,超低功耗,安装便捷,能方便固定安装在进入工地现场必须佩戴的安全帽。

2.能实时摄录工地的状况,动态反映工地的质量、安全状况、文明施工情况。并对工程施工中的关键信息进行定时拍照和重点抓拍,增强对出现意外的快速反应能力,提高管理水平。

3.动态记录工人、管理人员的定位轨迹,实时考核人员的到岗情况,方便人员的调度和管理。

4.具有储存和无线发射功能。记录仪终端采集的视频、音频和定位等信息数据能储存于记录仪上,也可通过3G、wifi或蓝牙将信息传输至现场管理系统。

(二)现场管理系统

现场管理系统对记录仪终端通过3G、wifi或蓝牙将施工现场的视频、音频和定位等信息进行提炼和解码,供现场管理所用。该系统能集中展示现场人员分布、文明施工、安全状况和施工质量等现场状况,将各终端采集的碎片化的信息集中展示。

具有如下特点:

1.通过记录仪上芯片识别人员的身份,现场管理系统清楚知晓施工现场工种情况和人员数量,结合3G视频的远程存储、智能图像截取功能和GPS的区域围栏功能,强化现场工人或管理人员到岗情况和履职情况的管理。

2.通过分散于施工现场的记录仪所采集的视频、音频信息,现场管理人员不用到工地现场,基本上能清晰地知道工程的质量、安全等情况,及时指导施工,提高工作效率。



3.通过现场管理系统,管理人员能及时对人员进行调度,对存在安全隐患和质量问题的地方进行及时处理,将隐患消除于萌芽状态,增强应急指挥能力,提升管理效能。


(三)监控管理中心

监控管理中心将全市各个施工项目的现场记录仪数据结合项目的GIS地理位置集中展示。通过点击项目的地理坐标点,直接可以进入项目的现场管理系统,查阅工地现场的人员、质量、安全和文明施工等信息,方便建设行政主管部门实施管理,形成移动“千里眼”的功能,实现对建筑工地全程、实时的监督、管理,将有效提升政府主管部门的监管力度,方便政府管理部门、施工单位及时有效的掌握施工现场动态情况。

四技术参数

 

项目

技术指标

参数

 

摄像

像素

100

 

视角

120°

 

时长

10个小时

 

照相

像素

500

 

视角

120°

 

容量

2000

 

GPS+基站

精度

5

 

传输

3G

移动/联通

 

Wifi

2.4G网络自动传输

 

电源

充电方式

非接触式无线充电

 

锂电池电量

10小时

 

 

五我们的优势

1.    将摄像、定时拍照、录音、gps、无线传输一体化集成实现可穿戴设备;具有小型化,智能化、低功耗、方便佩戴等优势;

2.    能实时摄录工地的状况,动态反映工地的质量、安全状况、文明施工情况。并对工程施工中的关键信息进行定时拍照和重点抓拍,增强对出现意外的快速反应能力,提高管理水平。

3.    动态记录工人、管理人员的定位轨迹,实时考核人员的到岗情况,方便人员的调度和管理。

4.    具有储存和无线发射功能。记录仪终端采集的视频、音频和定位等信息数据能储存于记录仪上,也可通过3G、wifi或蓝牙将信息传输至现场管理系统。

5.    采用分布式管理存储云系统,具有反应速度快,节省管理成本即可局部应用也可以统一运用,便捷、便利等优点


 

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