CN113344745A - 基于远程视频监控和云计算的工程项目智慧工地数据采集分析一体化云平台 - Google Patents

基于远程视频监控和云计算的工程项目智慧工地数据采集分析一体化云平台 Download PDF

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CN113344745A CN202110670627.8A CN202110670627A CN113344745A CN 113344745 A CN113344745 A CN 113344745A CN 202110670627 A CN202110670627 A CN 202110670627A CN 113344745 A CN113344745 A CN 113344745A
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Abstract

本发明公开基于远程视频监控和云计算的工程项目智慧工地数据采集分析一体化云平台，包括施工物料堆放区域统计模块、监控终端设备设置模块、施工物料图像采集模块、物料类型判断识别模块、施工物料堆放区域环境参数采集模块、取料人员身份识别模块、施工物料堆放区域三维图像采集模块、安全分析模块、预警模块、物料数据库、管理云平台和显示终端，通过对建筑工程施工工地上存在的施工物料堆放区域进行施工物料数据采集，其施工物料数据具体为物料类型、环境参数和堆放参数，进而对获取的施工物料数据进行综合分析，得到各施工物料堆放区域对应的综合堆放危险系数，实现了对建筑施工工地上施工物料的安全监测。

Description

基于远程视频监控和云计算的工程项目智慧工地数据采集分 析一体化云平台
技术领域
本发明属于建筑工地数据采集分析技术领域，尤其涉及施工物料数据采集分析技术，具体为基于远程视频监控和云计算的工程项目智慧工地数据采集分析一体化云平台。
背景技术
随着我国社会经济的快速发展,城市人口与规模集聚膨胀,城市化进程的加快,建筑行业也随之日益兴盛,使得建筑工程施工工地在城市中到处可见。而作为建筑工程至关重要的实体部分——施工物料，其在建筑工程施工工地上更是随处可见。但由于施工工地属于环境复杂，人员复杂的区域，施工物料在堆放过程中很容易存在一些安全隐患，如存放环境的适宜性、堆放的稳固性，当存放环境不当，很有可能导致施工物料受到腐蚀，当使用受到腐蚀的施工物料进行施工建筑时，必然会影响建筑工程的质量；当堆放失稳时，很大可能导致施工物料倒塌，轻则使施工物料在倒塌过程中本身受到撞击破坏，重则影响周边施工人员的人身安全。因此对建筑施工工地上施工物料进行安全监测是非常有必要的。
为了对建筑施工工地上的施工物料进行安全监测，就需要对建筑施工工地上存在的施工物料进行数据采集，进而对采集的施工物料数据进行分析，以此达到施工物料安全监测的目的。
发明内容
为实现上述目的，本发明提出基于远程视频监控和云计算的工程项目智慧工地数据采集分析一体化云平台，通过对建筑工程施工工地上存在的施工物料堆放区域进行视频监控，以此获取各施工物料堆放区域对应的物料类型和堆放参数，同时对各施工物料堆放区域进行环境参数采集，进而对以上获取、采集的施工物料数据进行分析，从中得到施工物料堆放区域对应的综合堆放危险系数，实现了对建筑施工工地上施工物料的安全监测。
本发明是通过以下技术方案实现的：
基于远程视频监控和云计算的工程项目智慧工地数据采集分析一体化云平台，包括施工物料堆放区域统计模块、监控终端设备设置模块、施工物料图像采集模块、物料类型判断识别模块、施工物料堆放区域环境参数采集模块、取料人员身份识别模块、施工物料堆放区域三维图像采集模块、安全分析模块、预警模块、物料数据库、管理云平台和显示终端；
所述施工物料堆放区域统计模块用于对建筑工程施工工地上存在的施工物料堆放区域进行统计，并对统计的各施工物料堆放区域进行编号，依次标记为1,2,...,i,...,n；
所述监控终端设备设置模块用于在各施工物料堆放区域上方设置视频监控终端和预警终端，用于实时对各施工物料堆放区域进行视频监控和预警；
所述施工物料图像采集模块用于通过视频监控终端对各施工物料堆放区域堆放的施工物料进行图像采集，并将其传输至物料类型判断识别模块；
所述物料类型判断识别模块用于对接收的各施工物料堆放区域对应的施工物料图像进行分析识别，以判断各施工物料堆放区域对应的物料类型，并将其传输至安全分析模块；
所述施工物料堆放区域环境参数采集模块用于在各施工物料堆放区域进行检测点布设，并对布设的检测点进行编号，分别标记为1,2,...,j,...,m，进而对各检测点进行环境参数采集，并将采集的环境参数传输至安全分析模块；
所述取料人员身份识别模块用于通过视频监控终端实时对各施工物料堆放区域对应的取料人员进行身份识别，并将身份识别结果传输至安全分析模块；
所述施工物料堆放区域三维图像采集模块用于通过视频监控终端对各施工物料堆放区域进行三维图像采集，并将其传输至安全分析模块；
所述安全分析模块用于根据各施工物料堆放区域对应的物料类型和环境参数，评估各施工物料堆放区域的堆放环境不适系数，并将识别到的非施工人员对应的人脸图像传输至显示终端，同时对各施工物料堆放区域三维图像进行分析，进而统计各物料堆放区域对应的堆放失稳系数；
所述管理云平台用于对各施工物料堆放区域的堆放环境不适系数和堆放失稳系数进行分析，从中筛选出危险施工物料堆放区域；
所述预警模块用于根据筛选出的危险施工物料堆放区域对应的编号，启动对应危险施工物料堆放区域的预警终端，进行预警；
所述显示终端用于对筛选出的危险施工物料堆放区域对应的编号及非施工人员人脸图像进行显示。
作为优选技术方案，所述视频监控终端包括监控摄像头和立体摄像头，所述预警终端为报警器。
作为优选技术方案，所述物料数据库用于存储各种物料类型对应的物料外形特征，存储各种物料类型对应的适宜存放环境参数，存储各种堆放坡度下属各种堆放体积对应的稳固堆放高度，并存储堆放环境、堆放稳固性对应的权重比例系数。
作为优选技术方案，所述物料类型判断识别模块判断各施工物料堆放区域对应的物料类型，其具体的判断方法如下:
H1:从各施工物料堆放区域对应的施工物料图像中提取物料外形特征；
H2:将提取的物料外形特征与物料数据库中各种物料类型对应的物料外形特征进行比对，若某施工物料堆放区域对应施工物料图像中提取的物料外形特征与某物料类型对应的物料外形特征比对成功，则该施工物料堆放区域对应的物料类型即为该物料类型。
作为优选技术方案，所述环境参数包括温度、湿度和光照强度。
作为优选技术方案，所述取料人员身份识别模块通过视频监控终端实时对各施工物料堆放区域对应的取料人员进行身份识别，其具体身份识别过程包括以下步骤：
D1:各施工物料堆放区域对应视频监控终端内的监控摄像头对该施工物料堆放区域进行实时扫描，当扫描到有取料人员进行施工物料拿取时，其监控摄像头对该取料人员进行跟踪，进而对该取料人员进行人脸图像采集；
D2:将采集的取料人员人脸图像与该施工工地上所有施工人员对应的人脸图像进行一一匹配，若匹配成功，表明该取料人员为施工人员，若匹配失败，表明该取料人员为非施工人员。
作为优选技术方案，所述各施工物料堆放区域对应堆放环境不适系数的具体评估方式如下：
F1:将各施工物料堆放区域对应各检测点的环境参数构成施工物料堆放区域检测点环境参数集合Gw i(gw i1,gw i2,...,gw ij,...,gw im),gw ij表示为第i个施工物料堆放区域对应第j个检测点的环境参数对应的数值，w表示为环境参数，w＝r1,r2,r3,分别表示为温度，湿度，光照强度；
F2:根据各施工物料堆放区域对应的物料类型，从物料数据库中提取各施工物料堆放区域对应物料类型的适宜存放环境参数；
F3:将施工物料堆放区域检测点环境参数集合与各施工物料堆放区域对应物料类型的适宜存放环境参数进行对比，得到施工物料堆放区域检测点环境参数对比集合ΔGw i(Δgw i1,Δgw i2,...,Δgw ij,...,Δgw im)，由此根据施工物料堆放区域检测点环境参数对比集合评估各施工物料堆放区域对应的堆放环境不适系数，其评估计算公式为
Figure BDA0003119081990000051
ηi表示为第i个施工物料堆放区域对应的堆放环境不适系数，Δgr1 ij、Δgr2 ij、Δgr3 ij分别表示为第i个施工物料堆放区域对应第j个检测点的温度、湿度、光照强度与该施工物料堆放区域对应物料类型的适宜存放温度、适宜存放湿度、适宜存放光照强度之间的对比差值，g′r1i、g′r2i、g′r3 i分别表示为第i个该施工物料堆放区域对应物料类型的适宜存放温度、适宜存放湿度、适宜存放光照强度。
作为优选技术方案，所述各物料堆放区域对应堆放失稳系数的具体统计方法如下：
T1:从各施工物料堆放区域三维图像中采集堆放参数，其中堆放参数包括堆放体积、堆放坡度和堆放高度；
T2:将各施工物料堆放区域对应的堆放坡度与物料数据库中各种堆放坡度下属各种堆放体积对应的稳固堆放高度进行对比，得到各施工物料堆放区域对应当前堆放坡度下属各种堆放体积对应的稳固堆放高度，再将各施工物料堆放区域对应的堆放体积与各施工物料堆放区域对应当前堆放坡度下属各种堆放体积对应的稳固堆放高度进行对比，从中筛选出各施工物料堆放区域对应的稳固堆放高度；
T3:将各施工物料堆放区域对应的堆放高度与稳固堆放高度进行对比，统计各施工物料堆放区域对应的堆放失稳系数，其计算公式为
Figure BDA0003119081990000052
σi表示为第i个施工物料堆放区域对应的堆放失稳系数，hi、Hi分别表示为第i个施工物料堆放区域对应的堆放高度、稳固堆放高度。
作为优选技术方案，所述筛选出危险施工物料堆放区域的具体筛选方法执行以下步骤：
Z1:根据各施工物料堆放区域对应的堆放环境不适系数和堆放失稳系数计算各施工物料堆放区域对应的综合堆放危险系数，其计算公式为
Figure BDA0003119081990000061
Figure BDA0003119081990000062
表示为第i个施工物料堆放区域对应的综合堆放危险系数，a、b分别表示为堆放环境、堆放稳固性对应的权重比例系数；
Z2:将各施工物料堆放区域对应的综合堆放危险系数与设置的最小综合堆放危险系数进行对比，若某施工物料堆放区域对应的综合堆放危险系数大于最小综合堆放危险系数，则该施工物料堆放区域记为危险施工物料堆放区域。
作为优选技术方案，所述管理云平台在筛选出危险施工物料堆放区域之后，还对危险施工物料堆放区域所处的地理位置进行定位，并将定位的危险施工物料堆放区域所处的地理位置发送至显示终端显示。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明通过对建筑工程施工工地上存在的施工物料堆放区域进行统计，并采集获取各施工物料堆放区域对应的施工物料数据，其施工物料数据具体为物料类型、环境参数和堆放参数，进而对获取的施工物料数据进行综合分析，得到各施工物料堆放区域对应的综合堆放危险系数，并据此从各施工物料堆放区域中筛选出危险施工物料堆放区域，同时对筛选出的危险施工物料堆放区域进行预警，实现了对建筑工程施工工地上施工物料的安全监测，能够及时发现施工物料堆放存在的安全隐患，大大减少了因施工物料堆放存在安全隐患造成施工工地安全事故的发生，进而一方面有效保障了施工物料本身的安全，另一方面有效保障了施工物料堆放区域周边施工人员的安全。
(2)本发明在进行各施工物料堆放区域对应施工物料数据采集获取过程中，还对施工物料堆放区域对应的取料人员进行身份识别，避免非施工人员拿取施工物料而又没有及时发现造成施工物料的损失，增加建筑企业的施工物料成本。
(3)本发明在进行各施工物料堆放区域对应施工物料数据采集和取料人员身份识别过程中运用到了远程视频监控技术，通过在各施工物料堆放区域设置视频监控终端，对各施工物料堆放区域进行远程监控，实现了对施工物料堆放区域的实时监控和无死角监控，提高了监控效率及监控可靠度，不仅减少了人工巡查监控带来的人力成本，还避免了人工监控手段造成的无法实时监控及监控遗漏情况的发生，体现了智能化水平高及实用性强的特点。
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为本发明的模块连接示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
参照图1所示，基于远程视频监控和云计算的工程项目智慧工地数据采集分析一体化云平台，包括施工物料堆放区域统计模块、监控终端设备设置模块、施工物料图像采集模块、物料类型判断识别模块、施工物料堆放区域环境参数采集模块、取料人员身份识别模块、施工物料堆放区域三维图像采集模块、安全分析模块、预警模块、物料数据库、管理云平台和显示终端。
其中施工物料堆放区域统计模块与监控终端设备设置模块连接，监控终端设备设置模块分别与施工物料图像采集模块、取料人员身份识别模块和施工物料堆放区域三维图像采集模块连接，施工物料图像采集模块与物料类型判断识别模块连接，物料类型判断识别模块、施工物料堆放区域环境参数采集模块、取料人员身份识别模块和施工物料堆放区域三维图像采集模块均与安全分析模块连接，安全分析模块分别与管理云平台和显示终端连接，管理云平台分别与预警模块和显示终端连接。
施工物料堆放区域统计模块用于对建筑工程施工工地上存在的施工物料堆放区域进行统计，并对统计的各施工物料堆放区域进行编号，依次标记为1,2,...,i,...,n。
监控终端设备设置模块用于在各施工物料堆放区域上方设置视频监控终端和预警终端，用于实时对各施工物料堆放区域进行视频监控和预警，所述视频监控终端包括监控摄像头和立体摄像头，其中监控摄像头用于对各施工物料堆放区域进行施工物料图像采集及取料人员人脸图像采集，立体摄像头用于对各施工物料堆放区域进行三维图像采集，所述预警终端为报警器。
本实施例通过对各施工物料堆放区域设置视频监控终端，为后面对各施工物料堆放区域进行施工物料数据采集提供可靠便利的采集设备。
施工物料图像采集模块用于通过视频监控终端中的监控摄像头对各施工物料堆放区域堆放的施工物料进行图像采集，并将其传输至物料类型判断识别模块。
物料数据库用于存储各种物料类型对应的物料外形特征，其中物料类型包括木材类型、水泥类型、混凝土类型、砖瓦类型、塑料类型等，存储各种物料类型对应的适宜存放环境参数，存储各种堆放坡度下属各种堆放体积对应的稳固堆放高度，并存储堆放环境、堆放稳固性对应的权重比例系数。
物料类型判断识别模块用于对接收的各施工物料堆放区域对应的施工物料图像进行分析识别，以判断各施工物料堆放区域对应的物料类型，并将判断的各施工物料堆放区域对应的物料类型发送至安全分析模块，其中物料类型具体判断方法如下:
H1:从各施工物料堆放区域对应的施工物料图像中提取物料外形特征，其中物料外形特征包括物料形状、颜色、纹理等；
H2:将提取的物料外形特征与物料数据库中各种物料类型对应的物料外形特征进行比对，若某施工物料堆放区域对应施工物料图像中提取的物料外形特征与某物料类型对应的物料外形特征比对成功，则该施工物料堆放区域对应的物料类型。
施工物料堆放区域环境参数采集模块用于在各施工物料堆放区域进行检测点布设，其具体布设方式如下：
U1:对各施工物料堆放区域按照立体空间网格方式进行区域划分，得到划分的各子区域；
U2:在划分的各子区域对应的中心位置设置检测点，以此得到布设的若干检测点。
同时对布设的检测点进行编号，分别标记为1,2,...,j,...,m，进而在各检测点设置环境参数采集设备，以对各检测点进行环境参数采集，所述环境参数包括温度、湿度和光照强度，其中环境参数采集设备包括温度传感器、湿度传感器和光照传感器，其中温度传感器用于采集各检测点的温度、湿度传感器用于采集各检测点的湿度，光照传感器用于采集各检测点的光照强度，并将采集的各施工物料堆放区域对应各检测点的环境参数传输至安全分析模块。
本实施例通过对各施工物料堆放区域进行检测点布设，并采集各检测点的环境参数，为后续进行施工物料堆放区域对应的堆放环境不适系数评估提供大量的环境参数数据，避免只对施工物料堆放区域进行单个检测点的环境参数采集造成的采集误差，影响环境参数的真实性，进而影响堆放环境不适系数评估的准确度。
本实施例通过选择温度、湿度和光照强度作为施工物料堆放区域的环境参数，是因为施工物料在存储过程中温度、湿度和光照强度对其存储质量的影响较大。
所述取料人员身份识别模块用于通过视频监控终端中的监控摄像头实时对各施工物料堆放区域对应的取料人员进行身份识别，其具体身份识别过程包括以下步骤：
D1:各施工物料堆放区域对应视频监控终端内的监控摄像头对该施工物料堆放区域进行实时扫描，当扫描到有取料人员进行施工物料拿取时，其监控摄像头对该取料人员进行跟踪，进而对该取料人员进行人脸图像采集；
D2:将采集的取料人员人脸图像与该施工工地上所有施工人员对应的人脸图像进行一一匹配，若匹配成功，表明该取料人员为施工人员，若匹配失败，表明该取料人员为非施工人员，并将身份识别结果传输至安全分析模块。
本实施例在进行各施工物料堆放区域对应施工物料数据采集获取过程中，还对施工物料堆放区域对应的取料人员进行身份识别，避免非施工人员拿取施工物料而又没有及时发现造成施工物料的损失，增加建筑企业的施工物料成本。
施工物料堆放区域三维图像采集模块用于通过视频监控终端中的立体摄像头对各施工物料堆放区域进行三维图像采集，并将其传输至安全分析模块。
安全分析模块分别接收物料类型判断识别模块发送的各施工物料堆放区域对应的物料类型和施工物料堆放区域环境参数采集模块发送的各施工物料堆放区域对应各检测点的环境参数，进而以此评估各施工物料堆放区域的堆放环境不适系数，其具体评估方式如下：
F1:将各施工物料堆放区域对应各检测点的环境参数构成施工物料堆放区域检测点环境参数集合Gw i(gw i1,gw i2,...,gw ij,...,gw im),gw ij表示为第i个施工物料堆放区域对应第j个检测点的环境参数对应的数值，w表示为环境参数，w＝r1,r2,r3,分别表示为温度，湿度，光照强度；
F2:根据各施工物料堆放区域对应的物料类型，从物料数据库中提取各施工物料堆放区域对应物料类型的适宜存放环境参数；
F3:将施工物料堆放区域检测点环境参数集合与各施工物料堆放区域对应物料类型的适宜存放环境参数进行对比，得到施工物料堆放区域检测点环境参数对比集合ΔGw i(Δgw i1,Δgw i2,...,Δgw ij,...,Δgw im)，由此根据施工物料堆放区域检测点环境参数对比集合评估各施工物料堆放区域对应的堆放环境不适系数，其评估计算公式为
Figure BDA0003119081990000111
ηi表示为第i个施工物料堆放区域对应的堆放环境不适系数，Δgr1 ij、Δgr2 ij、Δgr3 ij分别表示为第i个施工物料堆放区域对应第j个检测点的温度、湿度、光照强度与该施工物料堆放区域对应物料类型的适宜存放温度、适宜存放湿度、适宜存放光照强度之间的对比差值，g′r1 i、g′r2 i、g′r3 i分别表示为第i个该施工物料堆放区域对应物料类型的适宜存放温度、适宜存放湿度、适宜存放光照强度，其中堆放环境不适系数越大，表明堆放环境对应的安全隐患越大。
安全分析模块还接收取料人员身份识别模块发送的取料人员身份识别结果，若取料人员身份识别结果为施工人员，则不做处理，若取料人员身份识别结果为非施工人员，则将该非施工人员对应的人脸图像传输至显示终端。
同时，安全分析模块还接收施工物料堆放区域三维图像采集模块发送的各施工物料堆放区域三维图像，并对各施工物料堆放区域三维图像进行分析，进而统计各物料堆放区域对应的堆放失稳系数，进而将统计的各物料堆放区域对应的堆放环境不适系数和堆放失稳系数发送至管理云平台，其中堆放失稳系数的具体统计方法如下：
T1:将各施工物料堆放区域三维图像进行灰度化处理，得到各施工物料堆放区域三维灰度图像，并采用边缘提取技术提取各施工物料堆放区域对应的边缘三维轮廓线，进而根据提取的边缘三维轮廓线采集各施工物料堆放区域对应的堆放参数，其中堆放参数包括堆放体积、堆放坡度和堆放高度；
T2:将各施工物料堆放区域对应的堆放坡度与物料数据库中各种堆放坡度下属各种堆放体积对应的稳固堆放高度进行对比，得到各施工物料堆放区域对应当前堆放坡度下属各种堆放体积对应的稳固堆放高度，再将各施工物料堆放区域对应的堆放体积与各施工物料堆放区域对应当前堆放坡度下属各种堆放体积对应的稳固堆放高度进行对比，从中筛选出各施工物料堆放区域对应的稳固堆放高度；
T3:将各施工物料堆放区域对应的堆放高度与稳固堆放高度进行对比，统计各施工物料堆放区域对应的堆放失稳系数，其计算公式为
Figure BDA0003119081990000121
σi表示为第i个施工物料堆放区域对应的堆放失稳系数，hi、Hi分别表示为第i个施工物料堆放区域对应的堆放高度、稳固堆放高度，其中堆放失稳系数越大，表明堆放稳定性越差。
管理云平台用于对各施工物料堆放区域的堆放环境不适系数和堆放失稳系数进行分析，从中筛选出危险施工物料堆放区域，并获取危险施工物料堆放区域的编号，进而将危险施工物料堆放区域的编号分别发送至预警模块和显示终端，同时还对危险施工物料堆放区域所处地理位置进行定位，并将定位的危险施工物料堆放区域所处地理位置发送至显示终端，其中危险施工物料堆放区域的具体筛选方法执行以下步骤：
Z1:根据各施工物料堆放区域对应的堆放环境不适系数和堆放失稳系数计算各施工物料堆放区域对应的综合堆放危险系数，其计算公式为
Figure BDA0003119081990000131
Figure BDA0003119081990000132
表示为第i个施工物料堆放区域对应的综合堆放危险系数，a、b分别表示为堆放环境、堆放稳固性对应的权重比例系数；
Z2:将各施工物料堆放区域对应的综合堆放危险系数与设置的最小综合堆放危险系数进行对比，若某施工物料堆放区域对应的综合堆放危险系数大于最小综合堆放危险系数，则该施工物料堆放区域记为危险施工物料堆放区域。
本实施例在进行各施工物料堆放区域对应施工物料数据采集和取料人员身份识别过程中运用到了远程视频监控技术，通过在各施工物料堆放区域设置视频监控终端，对各施工物料堆放区域进行远程监控，实现了对施工物料堆放区域的实时监控和无死角监控，提高了监控效率及监控可靠度，不仅减少了人工巡查监控带来的人力成本，还避免了人工监控手段造成的无法实时监控及监控遗漏情况的发生，体现了智能化水平高及实用性强的特点。
预警模块用于接收管理云平台发送的危险施工物料堆放区域对应的编号，并根据接收的危险施工物料堆放区域的编号，启动对应危险施工物料堆放区域的预警终端，进行预警，以提醒施工工地管理人员注意。
显示终端分别接收安全分析模块发送的非施工人员人脸图像和管理云平台发送的危险施工物料堆放区域的编号及所处地理位置，并将其进行显示，其中显示的非施工人员人脸图像便于施工工地管理人员根据非施工人员人脸图像快速寻找到该非施工人员，进而阻止了该非施工人员离开施工工地，显示的危险施工物料堆放区域的编号及所处地理位置便于施工工地管理人员直观了解危险施工物料堆放区域所在位置，为后续对危险施工物料堆放区域周边施工人员的驱散提供驱散目标。
本发明通过对建筑工程施工工地上存在的施工物料堆放区域进行施工物料数据采集，其施工物料数据具体为物料类型、环境参数和堆放参数，进而对获取的施工物料数据进行综合分析，得到各施工物料堆放区域对应的综合堆放危险系数，实现了对建筑施工工地上施工物料的安全监测，能够及时发现施工物料堆放存在的安全隐患，大大减少了因施工物料堆放存在安全隐患造成施工工地安全事故的发生，进而一方面有效保障了施工物料本身的安全，另一方面有效保障了施工物料堆放区域周边施工人员的安全。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.基于远程视频监控和云计算的工程项目智慧工地数据采集分析一体化云平台，其特征在于：包括施工物料堆放区域统计模块、监控终端设备设置模块、施工物料图像采集模块、物料类型判断识别模块、施工物料堆放区域环境参数采集模块、取料人员身份识别模块、施工物料堆放区域三维图像采集模块、安全分析模块、预警模块、物料数据库、管理云平台和显示终端；
所述施工物料堆放区域统计模块用于对建筑工程施工工地上存在的施工物料堆放区域进行统计，并对统计的各施工物料堆放区域进行编号，依次标记为1,2,...,i,...,n；
所述监控终端设备设置模块用于在各施工物料堆放区域上方设置视频监控终端和预警终端，用于实时对各施工物料堆放区域进行视频监控和预警；
所述施工物料图像采集模块用于通过视频监控终端对各施工物料堆放区域堆放的施工物料进行图像采集，并将其传输至物料类型判断识别模块；
所述物料类型判断识别模块用于对接收的各施工物料堆放区域对应的施工物料图像进行分析识别，以判断各施工物料堆放区域对应的物料类型，并将其传输至安全分析模块；
所述施工物料堆放区域环境参数采集模块用于在各施工物料堆放区域进行检测点布设，并对布设的检测点进行编号，分别标记为1,2,...,j,...,m，进而对各检测点进行环境参数采集，并将采集的环境参数传输至安全分析模块；
所述取料人员身份识别模块用于通过视频监控终端实时对各施工物料堆放区域对应的取料人员进行身份识别，并将身份识别结果传输至安全分析模块；
所述施工物料堆放区域三维图像采集模块用于通过视频监控终端对各施工物料堆放区域进行三维图像采集，并将其传输至安全分析模块；
所述安全分析模块用于根据各施工物料堆放区域对应的物料类型和环境参数，评估各施工物料堆放区域的堆放环境不适系数，并将识别到的非施工人员对应的人脸图像传输至显示终端，同时对各施工物料堆放区域三维图像进行分析，进而统计各物料堆放区域对应的堆放失稳系数；
所述管理云平台用于对各施工物料堆放区域的堆放环境不适系数和堆放失稳系数进行分析，从中筛选出危险施工物料堆放区域；
所述预警模块用于根据筛选出的危险施工物料堆放区域对应的编号，启动对应危险施工物料堆放区域的预警终端，进行预警；
所述显示终端用于对筛选出的危险施工物料堆放区域对应的编号及非施工人员人脸图像进行显示。
2.根据权利要求1所述的基于远程视频监控和云计算的工程项目智慧工地数据采集分析一体化云平台，其特征在于：所述视频监控终端包括监控摄像头和立体摄像头，所述预警终端为报警器。
3.根据权利要求1所述的基于远程视频监控和云计算的工程项目智慧工地数据采集分析一体化云平台，其特征在于：所述物料数据库用于存储各种物料类型对应的物料外形特征，存储各种物料类型对应的适宜存放环境参数，存储各种堆放坡度下属各种堆放体积对应的稳固堆放高度，并存储堆放环境、堆放稳固性对应的权重比例系数。
4.根据权利要求1所述的基于远程视频监控和云计算的工程项目智慧工地数据采集分析一体化云平台，其特征在于：所述物料类型判断识别模块判断各施工物料堆放区域对应的物料类型，其具体的判断方法如下:
H1:从各施工物料堆放区域对应的施工物料图像中提取物料外形特征；
H2:将提取的物料外形特征与物料数据库中各种物料类型对应的物料外形特征进行比对，若某施工物料堆放区域对应施工物料图像中提取的物料外形特征与某物料类型对应的物料外形特征比对成功，则该施工物料堆放区域对应的物料类型即为该物料类型。
5.根据权利要求1所述的基于远程视频监控和云计算的工程项目智慧工地数据采集分析一体化云平台，其特征在于：所述环境参数包括温度、湿度和光照强度。
6.根据权利要求1所述的基于远程视频监控和云计算的工程项目智慧工地数据采集分析一体化云平台，其特征在于：所述取料人员身份识别模块通过视频监控终端实时对各施工物料堆放区域对应的取料人员进行身份识别，其具体身份识别过程包括以下步骤：
D1:各施工物料堆放区域对应视频监控终端内的监控摄像头对该施工物料堆放区域进行实时扫描，当扫描到有取料人员进行施工物料拿取时，其监控摄像头对该取料人员进行跟踪，进而对该取料人员进行人脸图像采集；
D2:将采集的取料人员人脸图像与该施工工地上所有施工人员对应的人脸图像进行一一匹配，若匹配成功，表明该取料人员为施工人员，若匹配失败，表明该取料人员为非施工人员。
7.根据权利要求1所述的基于远程视频监控和云计算的工程项目智慧工地数据采集分析一体化云平台，其特征在于：所述各施工物料堆放区域对应堆放环境不适系数的具体评估方式如下：
F1:将各施工物料堆放区域对应各检测点的环境参数构成施工物料堆放区域检测点环境参数集合Gw i(gw i1,gw i2,...,gw ij,...,gw im),gw ij表示为第i个施工物料堆放区域对应第j个检测点的环境参数对应的数值，w表示为环境参数，w＝r1,r2,r3,分别表示为温度，湿度，光照强度；
F2:根据各施工物料堆放区域对应的物料类型，从物料数据库中提取各施工物料堆放区域对应物料类型的适宜存放环境参数；
F3:将施工物料堆放区域检测点环境参数集合与各施工物料堆放区域对应物料类型的适宜存放环境参数进行对比，得到施工物料堆放区域检测点环境参数对比集合ΔGw i(Δgw i1,Δgw i2,...,Δgw ij,...,Δgw im)，由此根据施工物料堆放区域检测点环境参数对比集合评估各施工物料堆放区域对应的堆放环境不适系数，其评估计算公式为
Figure FDA0003119081980000041
ηi表示为第i个施工物料堆放区域对应的堆放环境不适系数，Δgr1 ij、Δgr2 ij、Δgr3 ij分别表示为第i个施工物料堆放区域对应第j个检测点的温度、湿度、光照强度与该施工物料堆放区域对应物料类型的适宜存放温度、适宜存放湿度、适宜存放光照强度之间的对比差值，g′r1 i、g′r2 i、g′r3 i分别表示为第i个该施工物料堆放区域对应物料类型的适宜存放温度、适宜存放湿度、适宜存放光照强度。
8.根据权利要求1所述的基于远程视频监控和云计算的工程项目智慧工地数据采集分析一体化云平台，其特征在于：所述各物料堆放区域对应堆放失稳系数的具体统计方法如下：
T1:从各施工物料堆放区域三维图像中采集堆放参数，其中堆放参数包括堆放体积、堆放坡度和堆放高度；
T2:将各施工物料堆放区域对应的堆放坡度与物料数据库中各种堆放坡度下属各种堆放体积对应的稳固堆放高度进行对比，得到各施工物料堆放区域对应当前堆放坡度下属各种堆放体积对应的稳固堆放高度，再将各施工物料堆放区域对应的堆放体积与各施工物料堆放区域对应当前堆放坡度下属各种堆放体积对应的稳固堆放高度进行对比，从中筛选出各施工物料堆放区域对应的稳固堆放高度；
T3:将各施工物料堆放区域对应的堆放高度与稳固堆放高度进行对比，统计各施工物料堆放区域对应的堆放失稳系数，其计算公式为
Figure FDA0003119081980000051
σi表示为第i个施工物料堆放区域对应的堆放失稳系数，hi、Hi分别表示为第i个施工物料堆放区域对应的堆放高度、稳固堆放高度。
9.根据权利要求1所述的基于远程视频监控和云计算的工程项目智慧工地数据采集分析一体化云平台，其特征在于：所述筛选出危险施工物料堆放区域的具体筛选方法执行以下步骤：
Z1:根据各施工物料堆放区域对应的堆放环境不适系数和堆放失稳系数计算各施工物料堆放区域对应的综合堆放危险系数，其计算公式为
Figure FDA0003119081980000052
Figure FDA0003119081980000053
表示为第i个施工物料堆放区域对应的综合堆放危险系数，a、b分别表示为堆放环境、堆放稳固性对应的权重比例系数；
Z2:将各施工物料堆放区域对应的综合堆放危险系数与设置的最小综合堆放危险系数进行对比，若某施工物料堆放区域对应的综合堆放危险系数大于最小综合堆放危险系数，则该施工物料堆放区域记为危险施工物料堆放区域。
10.根据权利要求1所述的基于远程视频监控和云计算的工程项目智慧工地数据采集分析一体化云平台，其特征在于：所述管理云平台在筛选出危险施工物料堆放区域之后，还对危险施工物料堆放区域所处的地理位置进行定位，并将定位的危险施工物料堆放区域所处的地理位置发送至显示终端显示。
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