本發(fā)明屬于建筑施工安全疏散領(lǐng)域，具體涉及一種基于建筑信息模型的智能安全疏散系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

施工環(huán)節(jié)作為建筑施工的主要環(huán)節(jié)，對不斷擴大的建筑業(yè)發(fā)揮著巨大的作用，施工現(xiàn)場特有的工作環(huán)境注定了施工行業(yè)是一個危險性極大的行業(yè)，也是目前我國職業(yè)安全事故發(fā)生最為頻繁的行業(yè)之一。雖然國家和政府對施工安全的重視程度不斷提高并做出了很多努力，但是由于市場不夠規(guī)范，在事故發(fā)生時又不能快速疏散勞務人員或者對其及時實施救援，為此付出了悲痛的代價。國家住建部發(fā)布的《全國建筑施工安全生產(chǎn)形勢分析報告》和住建部官網(wǎng)上的事故快報統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國近幾年建筑安全事故發(fā)生率和事故傷亡人數(shù)仍居高不下，我國的建筑施工事故發(fā)生起數(shù)和傷亡人數(shù)仍然在三位數(shù)以上，可見建筑施工在帶來巨大經(jīng)濟利益的同時也帶來了諸多的安全問題。

就目前我國實際情況而言，施工現(xiàn)場是一個多工種、立體交叉作業(yè)的勞動環(huán)境，多數(shù)施工場地比較混亂，露天作業(yè)、高處作業(yè)、手工操作頻繁，人員流動頻率較大、工作規(guī)則性差；施工期間作業(yè)面受到腳手架、鋼筋、模板及其他施工材料和設備的限制，同時工作環(huán)境隨著建筑產(chǎn)品的形成而不斷變化，交通路徑也隨之變化，因此潛在危險因素較多。突發(fā)事件時有發(fā)生，多數(shù)事件中施工現(xiàn)場人員未能在有限的時間內(nèi)疏散到安全地帶，不僅給建設單位及施工單位帶來巨大的經(jīng)濟損失，同時危及了勞務人員的生命財產(chǎn)安全。因此，為了保障施工現(xiàn)場人員安全，減小事故危害，當施工現(xiàn)場突然事故發(fā)生時，實時了解工作人員的位置和動態(tài)，特別是在緊急情況下能夠進行快速營救，對其進行精確的定位，并對施工人員進行安全疏散指引有著十分重要的作用。施工現(xiàn)場的安全控制重在源頭治理，在搞好現(xiàn)場施工現(xiàn)場管理同時，必須對施工現(xiàn)場安全進行實時監(jiān)控技術(shù)手段，并通過信息接收反饋裝置指引施工現(xiàn)場人員快速到達安全區(qū)，從而實現(xiàn)數(shù)字化、智慧化的互聯(lián)網(wǎng)安全工地。

建筑信息模型(buildinginformationmodeling)是以建筑工程項目的各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎，進行建筑模型的建立，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。它具有可視化，協(xié)調(diào)性，模擬性，優(yōu)化性和可出圖性五大特點。建筑信息模型用數(shù)字化的建筑組件表示真實世界中用來建造建筑物的構(gòu)件。對于傳統(tǒng)電腦輔助設計用矢量圖形構(gòu)圖來表示物體的設計方法來說是個基本的改變，因為它能夠結(jié)合眾多圖則來展示對象。利用bim的信息化技術(shù)，把既有建筑物信息化儲存到數(shù)據(jù)庫，以空間坐標為定位基準，與當前設計施工具體部位結(jié)合，共同進行可視化處理，避免施工過程中出現(xiàn)的安全問題。

目前工地安全控制或指引方法主要是通過演練的方式進行模擬，但是當災難發(fā)生時這種方式對施工安全一般沒有實質(zhì)性的指導作用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題而進行的，目的在于提供一種基于建筑信息模型的智能安全疏散系統(tǒng)，能夠隨時根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境對施工現(xiàn)場人員進行監(jiān)控和警報，并根據(jù)現(xiàn)場突發(fā)情況，通過智能安全疏散系統(tǒng)指導危險區(qū)人員緊急撤離。

本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的，采用了以下方案。

本發(fā)明提供一種建筑信息模型的智能安全疏散系統(tǒng)，對施工建筑物上的施工人員進行安全監(jiān)控和疏散指導，其特征在于，包括：至少一個全景攝像裝置，安裝在施工建筑物旁的塔吊上，對施工建筑物進行全景攝像；監(jiān)控終端，設置在監(jiān)控指揮中心，包括：終端通信單元、存儲單元、危險報警單元、輸入顯示單元、以及救援指導單元；多個智能安全帽，每個智能安全帽包括：安全帽本體、和安裝在安全帽本體上的安全帽通信單元、身份標識單元、無線定位單元、警告提示單元、煙塵感應單元、重力沖擊感應單元、以及手動報警單元，其中，終端通信單元與安全帽通信單元和全景攝像裝置進行無線通信，存儲單元存儲有施工建筑物的建筑信息模型和危險區(qū)域位置信息，身份標識單元存儲有佩戴安全帽本體的施工人員的身份識別信息，無線定位單元對佩戴安全帽本體的施工人員的人員位置信息進行獲取，安全帽通信單元將人員位置信息和身份識別信息一起發(fā)送給終端通信單元，存儲單元對終端通信單元接收到的人員位置信息和身份識別信息進行存儲，危險報警單元對人員位置信息和危險區(qū)域位置信息的距離進行比較，并在距離小于安全距離閾值的情況下，發(fā)出警報提示信息，終端通信單元基于身份識別信息將報警提示信息發(fā)送給相應的安全帽通信單元，警告提示單元將安全帽通信單元接收到的報警提示信息播放給施工人員，煙塵感應單元對煙塵濃度進行感應，當濃度超過安全濃度閾值的情況下，發(fā)出煙塵警告信息，安全帽通信單元將煙塵警告信息和相應的身份識別信息一起發(fā)送給終端通信單元，重力沖擊感應單元在安全帽本體受到外力撞擊時，發(fā)出撞擊警告信息，安全帽通信單元將煙塵警告信息和相應的身份識別信息一起發(fā)送給終端通信單元，手動報警單元用于讓施工人員在緊急情況下進行手動報警求救，安全帽通信單元將手動報警求救信息和相應的身份識別信息一起發(fā)送給終端通信單元，輸入顯示單元顯示建筑信息模型，并將端通信單元接收到的信息顯示在建筑信息模型中，讓監(jiān)控員進行查看，救援指導單元讓監(jiān)控員基于輸入顯示單元顯示的信息對相應的施工人員進行語音救援指導，終端通信單元基于身份識別信息將語音救援指導信息發(fā)送給相應的安全帽通信單元，警告提示單元將安全帽通信單元接收到的語音救援指導信息播放給施工人員。

本發(fā)明所涉及的基于建筑信息模型的智能安全疏散系統(tǒng)，還可以具有這樣的特征：監(jiān)控終端還包括設備運行操作單元，用于操作施工建筑物上的用電設備的運行。

本發(fā)明所涉及的基于建筑信息模型的智能安全疏散系統(tǒng)，還可以具有這樣的特征：設備運行操作單元，還用于操作塔吊上的用電設備的運行。

本發(fā)明所涉及的基于建筑信息模型的智能安全疏散系統(tǒng)，還可以具有這樣的特征：警告提示單元將煙塵警告信息和撞擊警告信息播放給施工人員。

本發(fā)明所涉及的基于建筑信息模型的智能安全疏散系統(tǒng)，還可以具有這樣的特征：身份識別信息包括施工人員的工種信息和身份識別信息。

本發(fā)明所涉及的基于建筑信息模型的智能安全疏散系統(tǒng)，還可以具有這樣的特征：無線定位單元為gps定位器，還用于對施工人員周圍環(huán)境進行拍照，安全帽通信單元將拍攝的照片和相應的身份識別信息一起發(fā)送給終端通信單元，存儲單元對終端通信單元接收到的照片和身份識別信息進行存儲。

本發(fā)明所涉及的基于建筑信息模型的智能安全疏散系統(tǒng)，還可以具有這樣的特征：監(jiān)控終端還具有巡檢管理單元，用于根據(jù)存儲單元存儲的人員位置信息和身份識別信息生成施工人員的移動軌跡，存儲單元還存儲有各個施工人員的計劃線路，輸入顯示單元還對施工人員的移動軌跡和計劃線路進行實時顯示。

發(fā)明的作用與效果

本發(fā)明的基于建筑信息模型的智能安全疏散系統(tǒng)，一方面，能夠隨時根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境對現(xiàn)場施工人員進行監(jiān)控和警報，在施工人員靠近危險區(qū)域時，危險報警單元能夠自動給施工現(xiàn)場工作人員發(fā)出警報，警示施工人員繞開危險區(qū)域，并且還能夠通過救援指導單元根據(jù)現(xiàn)場突發(fā)情況，指導施工人員緊急疏散和撤離，改善了施工現(xiàn)場安全監(jiān)控管理措施效果；另一方面，本系統(tǒng)能夠隨時監(jiān)控施工現(xiàn)場施工人員的工作的環(huán)境情況，在事故發(fā)生后能夠提供準確的施工人員位置信息，積極快速的開展營救，而且在平時的生產(chǎn)過程中也能夠?qū)崟r的掌握施工人員分布情況，安排和調(diào)度工作，提高施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)的管理水平。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例中所涉及的智能安全疏散系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例中所涉及的監(jiān)控終端的結(jié)構(gòu)框圖；以及

圖3是本發(fā)明實施例中所涉及的智能安全帽的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

以下參照附圖對本發(fā)明所涉及的智能安全疏散系統(tǒng)作詳細闡述。

<實施例>

如圖1所示，智能安全疏散系統(tǒng)100用于對施工建筑物上的施工人員進行安全監(jiān)控和疏散指導，它包括至少一個全景攝像裝置10、監(jiān)控終端20、以及多個智能安全帽30。

全景攝像裝置10安裝在施工建筑物a旁的塔吊b上，對施工建筑物a進行全景攝像。本實施例中，全景攝像裝置10為360°全景攝像頭10，每個塔吊b上都安裝至少一個360°全景攝像頭10，保證對施工建筑物a、其周圍環(huán)境以及施工狀況等施工現(xiàn)場情況進行全方位的攝像。

監(jiān)控終端20設置在監(jiān)控指揮中心，它包括終端通信單元21、存儲單元22、危險報警單元23、輸入顯示單元24、救援指導單元25、設備運行操作單元26、巡檢管理單元27、以及終端控制單元28。

每個智能安全帽30包括安全帽本體31、安全帽通信單元32、身份標識單元33、無線定位單元34、警告提示單元35、煙塵感應單元36、重力沖擊感應單元37、手動報警單元38、以及安全帽控制單元39。

終端通信單元21通過無線通信網(wǎng)與安全帽通信單元32和全景攝像裝置10進行無線通信，實現(xiàn)信息的交互。這里，無線通信網(wǎng)可以為：gprs/cdma移動公網(wǎng)或?qū)＞€網(wǎng)絡（中國電信、中國移動、中國聯(lián)通）。

存儲單元22存儲有施工建筑物a的建筑信息模型和施工建筑物a上的所有危險區(qū)域的位置信息，這里，危險區(qū)域包括臨邊洞口等區(qū)域。

安全帽通信單元32、身份標識單元33、無線定位單元34、警告提示單元35、煙塵感應單元36、重力沖擊感應單元37、手動報警單元38、以及安全帽控制單元39都安裝在安全帽本體31上。

身份標識單元33存儲有佩戴安全帽本體31的施工人員的身份信息，本實施例中，身份信息包括施工人員的工種信息（混凝土工、模板工、鋼筋工等）和身份信息（姓名、年齡、血型）。

無線定位單元34用于對佩戴安全帽本體31的施工人員的人員位置信息進行獲取，本實施例中，無線定位單元34為gps定位器，還具有照相和通話功能，可以對施工人員周圍環(huán)境進行拍照，并使施工人員與操作監(jiān)控終端20的監(jiān)控員進行通話。

安全帽通信單元32將人員位置信息、拍攝的照片和相應的身份識別信息一起發(fā)送給終端通信單元21。

存儲單元22對終端通信單元21接收到的人員位置信息、照片和身份識別信息進行存儲。

危險報警單元23用于對人員位置信息和危險區(qū)域位置信息的距離進行比較，并在距離小于安全距離閾值的情況下，發(fā)出警報提示信息。

終端通信單元21基于身份識別信息將報警提示信息發(fā)送給相應的安全帽通信單元32。

警告提示單元35將安全帽通信單元32接收到的報警提示信息播放給施工人員，警示施工人員離開該區(qū)域。

煙塵感應單元36用于對煙塵濃度進行感應，當濃度超過安全濃度閾值的情況下，發(fā)出煙塵警告信息。

安全帽通信單元32將煙塵警告信息和相應的身份識別信息一起發(fā)送給終端通信單元21。

重力沖擊感應單元37用于在安全帽本體31受到外力撞擊時，發(fā)出撞擊警告信息。

安全帽通信單元32將煙塵警告信息和相應的身份識別信息一起發(fā)送給終端通信單元21。

另外，警告提示單元35還將煙塵警告信息或撞擊警告信息播放給施工人員。

手動報警單元38安裝在安全帽本體31的外部，用于讓施工人員在緊急情況下進行手動報警求救，當作業(yè)人員因疾病或暈倒以及其它無法自動發(fā)射信息源的情況下，作業(yè)人員可觸動手動報警單元38進行求救。

安全帽通信單元32將手動報警求救信息和相應的身份識別信息一起發(fā)送給終端通信單元21。

輸入顯示單元24顯示建筑信息模型a，并將端通信單元21接收到的信息顯示在建筑信息模型a中，讓監(jiān)控員進行查看，例如，在危險報警單元23發(fā)出警報提示信息的情況下，顯示施工人員在建筑信息模型a中的位置和危險區(qū)域的位置；在煙塵感應單元36發(fā)出煙塵警告信息的情況下，顯示現(xiàn)場煙塵濃度、安全濃度閾值、施工人員在建筑信息模型a中的位置、以及該位置及其周邊的監(jiān)控影像和照片。使得監(jiān)控員能夠隨時查看施工人員的具體位置和活動區(qū)域；在發(fā)生危險時，監(jiān)控員能夠在建筑信息模型a上快速定位危險所在位置，并查看周邊的疏散通道和重要設備，為安全疏散指引提供最佳疏散途徑。

本實施例中，建筑信息模型a是以與實際建筑和裝置等相對應的三維動態(tài)圖像的方式顯示上述信息，它與實體結(jié)構(gòu)的空間坐標位置相對應，可以實現(xiàn)坐標數(shù)據(jù)的可視化，使得各種信息的顯示變得更加直觀和形象，從而便于監(jiān)控員快速查找和了解所需信息。具體地，建筑信息模型a是結(jié)合revit、navisworks等bim軟件技術(shù)建立的三維動態(tài)模型，該三維模型經(jīng)過二次開發(fā)應用可以與實體結(jié)構(gòu)的空間三維坐標向?qū)?/p>

救援指導單元25讓監(jiān)控員基于輸入顯示單元24顯示的信息對相的施工人員進行語音救援指導。

終端通信單元21基于身份識別信息將語音救援指導信息發(fā)送給相應的安全帽通信單元32。

警告提示單元35將安全帽通信單元32接收到的語音救援指導信息播放給施工人員。

設備運行操作單元26用于操作施工建筑物a和塔吊b上的用電設備的運行，例如，電梯的運行，照明系統(tǒng)的開閉、消防裝置的運行等。

另外，這些用電設備上設有傳感器，能夠?qū)⒂秒娫O備的運行狀態(tài)發(fā)送給終端通信單元21，使得設備運行操作單元26還能夠?qū)υO備的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，判斷其是否正常運行，和是否按照指定的操作在運行。

巡檢管理單元27用于根據(jù)存儲單元存儲的人員位置信息和身份識別信息生成施工人員的移動軌跡，使監(jiān)控員了解施工人員的作業(yè)進展和活動情況。

此外，存儲單元22還存儲有各個施工人員進行施工作業(yè)的計劃線路。

輸入顯示單元24還對施工人員的移動軌跡和計劃線路進行實時顯示。

終端控制單元28與終端通信單元21、存儲單元22、危險報警單元23、輸入顯示單元24、救援指導單元25、設備運行操作單元26、以及巡檢管理單元27相連，用于控制它們的運行。

安全帽控制單元39與安全帽通信單元32、身份標識單元33、無線定位單元34、警告提示單元35、煙塵感應單元36、重力沖擊感應單元37、以及手動報警單元38相連，用于控制它們的運行。

進行安全指引疏散或緊急采取救援措施，避免在來不及了解現(xiàn)場情況下進行人員操作，實現(xiàn)隨時根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境需要進行安全疏散，最大程度上保證了施工現(xiàn)場人員安全，降低了安全管理的成本，解決了施工現(xiàn)場安全作業(yè)監(jiān)控以及安全疏散問題，改善了安全措施效果，提高了安全疏散效果。

基于以上結(jié)構(gòu)，本實施例的智能安全疏散系統(tǒng)100能夠達到完全控制工地安全以及安全疏散指導，從而有效合理的控制工地安全并進行相關(guān)的安全疏散的目的，同時最大程度上保證了施工現(xiàn)場人員安全，降低了安全管理的成本，解決了施工現(xiàn)場安全作業(yè)監(jiān)控以及安全疏散問題，改善了安全措施效果，提高了安全疏散效果。當施工人員在進行施工作業(yè)時，通過智能安全帽30上的無線定位單元34發(fā)射的位置信息、照片可以實時動態(tài)顯示在監(jiān)控終端20的輸入顯示單元24上，達到及時反饋施工人員及施工作業(yè)環(huán)境情況，一方面，能夠為后期安全疏散提供有利的條件；另一方面，還能夠使監(jiān)控員實時了解施工現(xiàn)場施工人員的作業(yè)情況，將這一功能運用于施工現(xiàn)場管理，勢必會大大提高安全管理效率，提升監(jiān)管層次，有效地掌握現(xiàn)場施工安全動態(tài)情況。

另外，也可以通過將本安全疏散系統(tǒng)100與其他管理系統(tǒng)相結(jié)合，為國土、安監(jiān)等監(jiān)控管理執(zhí)法部門提供科學有效的工作依據(jù)，提高管理效率、執(zhí)法和環(huán)境安全保障力度，同時本發(fā)明不僅僅適用于施工現(xiàn)場，尤其對井下作業(yè)、隧道施工等隱蔽性較強施工作業(yè)也非常實用。

總之，建筑信息模型技術(shù)目前在我國的推廣和應用還處于初級階段，隨著國家相關(guān)政策的相繼出臺和建設主管部門的引導與支持，將bim技術(shù)結(jié)合現(xiàn)場施工安全管理以及其他管理，未來必將有更廣闊的發(fā)展空間，必然成為施工過程中周邊建筑行業(yè)發(fā)展的目標和方向。作為施工單位，主動將bim技術(shù)應用于實際項目施工中，這樣才能在未來的市場上搶占先機，走在建筑行業(yè)發(fā)展浪潮的前列。

以上實施例僅僅是對本發(fā)明技術(shù)方案所做的舉例說明。本發(fā)明所涉及的基于建筑信息模型的智能安全疏散系統(tǒng)并不僅僅限定于在以上實施例中所描述的結(jié)構(gòu)，而是以權(quán)利要求所限定的范圍為準。本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員在該實施例的基礎上所做的任何修改或補充或等效替換，都在本發(fā)明所要求保護的范圍內(nèi)。