一种基于智能安全帽的施工人员管理系统及其方法

1.本发明涉及建筑施工监管技术领域，尤其是涉及一种基于智能安全帽的施工人员管理系统及其方法。


背景技术：

[0002][0003]
在生活管理方面，项目建设过程中，施工工人日夜生活在施工现场，充足的睡眠和营养搭配的膳食是改善工人工地生活的根本，也是保障施工工人职业健康的有效手段。虽然目前在工地有统一管理的集体宿舍，但是工人的宿舍安排和管理杂乱无章，且对工人的生活作息并未有痕迹化的记录。因此，对于每个工种的工人缺乏系统化的住宿安排，对工人每天的精神状态也并未有很好的了解，更不利于在不安全行为发生后全面的原因分析和对工人的教育。
[0004]
在工作管理上，尽管已有bim和智慧工地系统可以帮助施工现场提高可视化管理程度和工程进度管理、安全管理等。但是目前的智慧工地与bim结合的模式并未实现工作管理和生活管理的链接，工人的生活管理信息并未在智慧工地系统中有记录，且不能将工作表现与生活记录相关联。此外，现有的智慧工地系统并不能实现个性化的安全指导推送，即不能根据工人的工作任务和内容及工人的行为记录进行安全指导。并且，目前的安全指导方式单一，即通过工头或安全员口述的方式进行安全指导，这样工人既不好记录、事后查看，又无法引起工人在工作中的高度重视。
[0005]
可以说，目前的工人生活和工作管理的问题主要存在于工人的个人背景、工作内容和生活作息的脱节，但是工人的生活状态对工作状态又具有深刻的影响。此外，现有工地使用中的安全帽功能简略，智能安全帽使用率低且使用范围不够广；工地上对于工人的生活状态缺乏监测，对工人休息和膳食的安排粗放，并未有针对性的记录工人的生活状态；在事后对工人的安全教育上，缺乏针对性，并未将工人的不安全成因结合工人的个人背景进行深入分析。总体来说，施工工人的管理方式粗放，不利于施工的高效安全开展。


技术实现要素：

[0006]
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于智能安全帽的施工人员管理系统及其方法，通过将施工人员的生活和工作管理有机结合，通过生活状态记录、个人背景(工种、工作经历、技能水平、行为特征)对施工人员进行对应的安全培训和教育，同时优化施工人员的作息环境，实现个性化、精细的综合管理。
[0007]
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于智能安全帽的施工人员管理系统，包括佩戴于施工人员头部的智能安全帽，所述智能安全帽通信连接至管理平台，所述管理平台还分别连接有管理方客户端和施工人员客户端，所述智能安全帽用于记录施工人员行动轨迹、拍摄现场照片、记录施工人员的佩戴时间及脱帽时间并传输至管理平台，以及从管理平台接收相应的安全指导信息并给施工人员进行提示；
[0008]
所述管理方客户端用于录入施工人员个体信息、施工手册信息、施工规划内容并传输至管理平台，以及从管理平台接收备选膳食方案信息、施工人员清单信息、施工人员安全行为报告；
[0009]
所述施工人员客户端用于将个体作息时间上传至管理平台，以及从管理平台接收相应的安全指导信息并给施工人员进行展示。
[0010]
进一步地，所述智能安全帽设置有定位器、传感器、摄像头和语音播放器，所述定位器用于获取施工人员的位置信息，所述传感器用于检测佩戴状态信息，所述摄像头用于拍摄现场照片，所述语音播放器用于播放安全指导信息对应语音文件。
[0011]
一种基于智能安全帽的施工人员管理方法，包括生活管理过程和工作管理过程，所述生活管理过程为：
[0012]
施工人员客户端将个体作息时间上传至管理平台；
[0013]
管理方客户端将施工人员个体信息、施工规划内容传输至管理平台；
[0014]
管理平台结合接收的数据信息，制定施工人员清单信息后传输至管理方客户端，并从互联网获取备选膳食方案后传输至管理方客户端；
[0015]
管理方客户端从管理平台接收数据信息后进行宿舍分配及膳食方案制定操作；
[0016]
所述工作管理过程为：
[0017]
施工人员佩戴链接有该施工人员id的智能安全帽，由智能安全帽实时记录该施工人员的行动轨迹、记录佩戴时间及脱帽时间、拍摄现场照片并传输至管理平台；
[0018]
管理方客户端将施工人员个体信息、施工手册信息、施工规划内容传输至管理平台；
[0019]
管理平台结合接收的数据信息，生成安全行为报告后传输至管理方客户端、生成安全指导信息后分别传输至相应智能安全帽及施工人员客户端。
[0020]
进一步地，所述施工人员个体信息包括但不限于施工人员id、个人背景、工作内容、工作时间、人格特质、心理需求、胜任力水平。
[0021]
进一步地，所述施工规划内容包括每日现场施工内容及对应的安全指令。
[0022]
进一步地，所述施工人员清单包括施工人员id及对应的工作时间、工作内容和作息时间。
[0023]
进一步地，所述施工手册信息包括但不限于操作手册信息、安全手册信息、现场管理规定信息。
[0024]
进一步地，所述管理方客户端进行宿舍分配操作具体是将工作内容相同、工作时间相同且作息时间差值小于或等于预设阈值范围的n个施工人员分配至同一或邻近宿舍。
[0025]
进一步地，所述管理平台生成安全行为报告的具体过程为：根据行动轨迹记录、现场照片以及佩戴时间和脱帽时间，确定出施工人员的行为特征以及不安全行为次数，结合施工人员的个人背景信息，生成安全行为报告。
[0026]
进一步地，所述管理平台生成安全指导信息的具体过程为：根据施工规划内容，在前一日获取次日的工作内容及对应的安全指令，并于次日的工作时间以前生成相应安全指导信息后分别发送至智能安全帽、施工人员客户端。
[0027]
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0028]
一、本发明通过设置智能安全帽，并将智能安全帽通信连接至管理平台，管理平台
还分别连接有管理方客户端和施工人员客户端，利用智能安全帽记录施工人员行动轨迹、拍摄现场照片、记录施工人员的佩戴时间及脱帽时间并传输至管理平台；利用管理方客户端录入施工人员个体信息、施工手册信息、施工规划内容并传输至管理平台；利用施工人员客户端将个体作息时间上传至管理平台；利用管理平台输出收备选膳食方案信息、施工人员清单信息、施工人员安全行为报告给管理方客户端，输出相应的安全指导信息给智能安全帽及施工人员客户端。由此实现一种应用于建筑工程的施工人员管理方案，能够个性化、精细地对多名施工人员进行综合管理，提高管理方的工作效率。
[0029]
二、本发明在智能安全帽设置定位器、传感器、摄像头和语音播放器，利用定位器获取施工人员的位置信息，以确定出行动轨迹；利用传感器检测佩戴状态信息，以确定佩戴时间及脱帽时间；利用摄像头拍摄现场照片；利用语音播放器播放安全指导信息对应语音文件。能够大大提升安全帽的智能性以及与施工人员的交互可靠性，方便管理平台及时准确获知施工人员当前工作状态，也有利于施工人员及时准确获知安全指导信息，从而实现针对性管理，进一步提高施工安全性。
[0030]
三、本发明设计包括生活管理过程和工作管理过程的施工人员管理方法，其中，生活管理过程是由管理平台结合接收的个体作息时间、施工人员个体信息、施工规划内容，制定施工人员清单信息后传输至管理方客户端，并从互联网获取备选膳食方案后传输至管理方客户端，再管理方客户端从管理平台接收数据信息后进行宿舍分配及膳食方案制定操作，由此能够将工作内容相同、工作时间相同且作息时间差值小于或等于预设阈值范围的施工人员分配至同一宿舍，优化施工人员的作息环境，同时制定出合适的膳食方案，提升生活管理的可靠性；
[0031]
工作管理过程则是由管理平台结合接收的施工人员的行动轨迹、记录佩戴时间及脱帽时间、拍摄现场照片、施工人员个体信息、施工手册信息、施工规划内容，以生成安全行为报告后传输至管理方客户端、生成安全指导信息后分别传输至相应智能安全帽及施工人员客户端，从而大大提升工作管理的可靠性，使得管理方以及施工人员均能及时准确获知所需数据信息，确保施工的高效安全开展。
[0032]
四、本发明设计将智能安全帽与施工人员id进行链接，并且在施工人员id离场解绑后能够更新链接新的施工人员id，由此不仅能确保智能安全帽的工作可靠性，同时实现智能安全帽的循环使用。
附图说明
[0033]
图1为本发明的系统结构示意图；
[0034]
图2为本发明的方法流程示意图；
[0035]
图3为实施例的应用框架示意图；
[0036]
图中标记说明：1、智能安全帽，2、管理平台，3、管理方客户端，4、施工人员客户端。
具体实施方式
[0037]
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0038]
实施例
[0039]
如图1所示，一种基于智能安全帽的施工人员管理系统，包括佩戴于施工人员头部
的智能安全帽1，智能安全帽1通信连接至管理平台2，管理平台2还分别连接有管理方客户端3和施工人员客户端4，其中，智能安全帽1用于记录施工人员行动轨迹、拍摄现场照片、记录施工人员的佩戴时间及脱帽时间并传输至管理平台2，以及从管理平台2接收相应的安全指导信息并给施工人员进行提示，智能安全帽1上设置有定位器、传感器、摄像头和语音播放器，定位器用于获取施工人员的位置信息，传感器用于检测佩戴状态信息，摄像头用于拍摄现场照片，语音播放器用于播放安全指导信息对应语音文件；
[0040]
管理方客户端3用于录入施工人员个体信息、施工手册信息、施工规划内容并传输至管理平台2，以及从管理平台2接收备选膳食方案信息、施工人员清单信息、施工人员安全行为报告；
[0041]
施工人员客户端4用于将个体作息时间上传至管理平台2，以及从管理平台2接收相应的安全指导信息并给施工人员进行展示。
[0042]
将上述系统应用于实际，以实现一种基于智能安全帽的施工人员管理方法，如图2所示，包括生活管理过程和工作管理过程，其中，生活管理过程为：
[0043]
施工人员客户端将个体作息时间上传至管理平台；
[0044]
管理方客户端将施工人员个体信息、施工规划内容传输至管理平台。施工人员个体信息包括但不限于施工人员id、个人背景、工作内容、工作时间、人格特质、心理需求、胜任力水平；
[0045]
施工规划内容包括每日现场施工内容及对应的安全指令；
[0046]
管理平台结合接收的数据信息，制定施工人员清单信息后传输至管理方客户端，并从互联网获取备选膳食方案后传输至管理方客户端，施工人员清单包括施工人员id及对应的工作时间、工作内容和作息时间；
[0047]
管理方客户端从管理平台接收数据信息后进行宿舍分配(将工作内容相同、工作时间相同且作息时间差值小于或等于预设阈值范围的n个施工人员分配至同一/邻近宿舍)及膳食方案制定操作；
[0048]
工作管理过程为：
[0049]
施工人员佩戴链接有该施工人员id的智能安全帽，由智能安全帽实时记录该施工人员的行动轨迹、记录佩戴时间及脱帽时间、拍摄现场照片并传输至管理平台；
[0050]
管理方客户端将施工人员个体信息、施工手册信息、施工规划内容传输至管理平台，施工手册信息包括但不限于操作手册信息、安全手册信息、现场管理规定信息；
[0051]
管理平台结合接收的数据信息，生成安全行为报告后传输至管理方客户端、生成安全指导信息后分别传输至相应智能安全帽及施工人员客户端，管理平台生成安全行为报告的具体过程为：根据行动轨迹记录、现场照片以及佩戴时间和脱帽时间，确定出施工人员的行为特征以及不安全行为次数，结合施工人员的个人背景信息，生成安全行为报告；
[0052]
管理平台生成安全指导信息的具体过程为：根据施工规划内容，在前一日获取次日的工作内容及对应的安全指令，并于次日的工作时间以前生成相应安全指导信息后分别发送至智能安全帽、施工人员客户端。
[0053]
本实施例应用上述技术方案，采用移动手机作为客户端，预先设计相应app并分别安装于管理方客户端、施工人员客户端，如图3所示，基于智能安全帽、管理平台和手机app的专门使用，实现施工人员在施工现场的生活和工作综合管理，包含多个子系统的应用。
[0054]
在第一批施工人员进场前，由管理方配置智能安全帽和管理平台，施工人员员下载配套app。并由管理方录入进场施工人员的个人信息：性别、年龄、工种、工作经历、技能水平、工作任务和时间。并于前一日，提取施工人员次日的工作内容。管理平台向管理方提供网络推荐施工人员膳食搭配，由项目方确定膳食搭配方案。由项目方录入电子版工作手册和安全手册，由安全员根据手册规定选择录入每个工作内容的易失误点和安全指令。由管理平台向对应管理人员发送相同工作时间、相同工种的施工人员清单，管理人员据此进行宿舍分配。
[0055]
在生活管理中，安全帽作为工地的固定资产派发给每一个施工人员，且交由施工人员自行保管，并通过手机app与安全帽配合，向管理平台上报、发送自己的每日休息时间，并由平台记录，生成分析曲线。管理平台根据管理方选定的膳食方案，向施工人员发送第二日的菜单，若项目配有食堂，则要求施工人员在食堂内完成用餐，若是盒饭发放，则统一规定施工人员的用餐地点并可通过安全帽定位实现有效位置监督。从而完成施工人员的生活管理。
[0056]
在工作管理中，安全帽实现对施工人员的行动轨迹记录，并由安全帽即时拍照功能实现对现场危险隐患等的实时上报和记录，通知管理人员进行隐患整改。由现场巡查人员对施工人员不安全行为进行拍照或视频记录，平台生成施工人员的行为特征记录并报告不安全行为的次数。由智能安全帽记录施工人员的佩戴时间和脱帽时间，并实施上传给管理平台生成安全帽佩戴记录，以监督施工人员是否工作中脱帽。通过施工人员的需求信息，定制发送给施工人员信息和交流的内容，加强施工人员对项目和工作组的认同感以提升工作绩效。
[0057]
管理平台根据施工人员次日工作内容，通过手机向施工人员提醒推荐睡眠时间和安全指令。并于次日的工作前通过智能安全帽再次发送安全指令。管理方每周定期查看施工人员的安全帽佩戴时间记录、行为记录和睡眠时间，根据施工人员的个人背景由平台进行综合汇总，生成安全行为报告图。最终由管理人员针对具体情况确定该施工人员的安全教育方案。对于完成工作退场的施工人员，安全帽应二次利用，派发给新进场员工。
[0058]
综上可知，本技术方案考虑到在工程建设开始时，施工人员入场应予以配备智能安全帽，专人专用，并嵌有施工人员的id。因此，智能安全帽能够作为施工人员数据的有效搜集工具。在生活管理中，应当根据施工人员的进场时间、工种等合理安排宿舍，有效避免因作息时间不同而引起的睡眠干扰，影响次日施工人员的工作状态。此外，应合理搭配膳食，改善施工现场的生活水平。
[0059]
还考虑到很多建筑工程事故均是由施工人员的不安全行为和不合适的组织安排导致的，因此，现场的施工人员行为特征应当予以记录，在不安全行为发生后，及时查看、评估施工人员的个人情况和睡眠情况，对施工人员进行针对性的教育。
[0060]
此外，安全指导的发送和对施工人员的提醒在工地现场也必不可少。应根据施工人员的个人背景(工种、工作经历、技能水平)、前一日工作情况和次日的工作内容针对性的通过智能安全帽和手机向施工人员发送个性化的安全指导。通过施工人员的人格特质情况，定制发送的安全指导的表述方式。
[0061]
故本技术方案植根于现有建筑行业一线施工人员的需求，立足于改善施工人员的生活状态和工作状态，能够有效帮助工地管理人员实现有效的综合管理，且在智慧工地普
及的行业背景下，降低了综合管理的成本，极大地发挥了现场智能安全帽的功能。对工作中的施工人员进行安全指导提醒了相应的操作和安全要点，并在管理平台生成安全行为报告、安全帽使用时间记录和睡眠时间记录，能够高效辅助管理人员甄别施工人员违规行为的产生原因，并为个性化、针对地提出施工人员的教育方案提供了有效佐证。

技术特征：
1.一种基于智能安全帽的施工人员管理系统，其特征在于，包括佩戴于施工人员头部的智能安全帽(1)，所述智能安全帽(1)通信连接至管理平台(2)，所述管理平台(2)还分别连接有管理方客户端(3)和施工人员客户端(4)，所述智能安全帽(1)用于记录施工人员行动轨迹、拍摄现场照片、记录施工人员的佩戴时间及脱帽时间并传输至管理平台(2)，以及从管理平台(2)接收相应的安全指导信息并给施工人员进行提示；所述管理方客户端(3)用于录入施工人员个体信息、施工手册信息、施工规划内容并传输至管理平台(2)，以及从管理平台(2)接收备选膳食方案信息、施工人员清单信息、施工人员安全行为报告；所述施工人员客户端(4)用于将个体作息时间上传至管理平台(2)，以及从管理平台(2)接收相应的安全指导信息并给施工人员进行展示。2.根据权利要求1所述的一种基于智能安全帽的施工人员管理系统，其特征在于，所述智能安全帽(1)设置有定位器、传感器、摄像头和语音播放器，所述定位器用于获取施工人员的位置信息，所述传感器用于检测佩戴状态信息，所述摄像头用于拍摄现场照片，所述语音播放器用于播放安全指导信息对应语音文件。3.一种应用如权利要求1所述基于智能安全帽的施工人员管理系统的施工人员管理方法，其特征在于，包括生活管理过程和工作管理过程，所述生活管理过程为：施工人员客户端将个体作息时间上传至管理平台；管理方客户端将施工人员个体信息、施工规划内容传输至管理平台；管理平台结合接收的数据信息，制定施工人员清单信息后传输至管理方客户端，并从互联网获取备选膳食方案后传输至管理方客户端；管理方客户端从管理平台接收数据信息后进行宿舍分配及膳食方案制定操作；所述工作管理过程为：施工人员佩戴链接有该施工人员id的智能安全帽，由智能安全帽实时记录该施工人员的行动轨迹、记录佩戴时间及脱帽时间、拍摄现场照片并传输至管理平台；管理方客户端将施工人员个体信息、施工手册信息、施工规划内容传输至管理平台；管理平台结合接收的数据信息，生成安全行为报告后传输至管理方客户端、生成安全指导信息后分别传输至相应智能安全帽及施工人员客户端。4.根据权利要求3所述的一种施工人员管理方法，其特征在于，所述施工人员个体信息包括但不限于施工人员id、个人背景、工作内容、工作时间、人格特质、心理需求、胜任力水平。5.根据权利要求4所述的一种施工人员管理方法，其特征在于，所述施工规划内容包括每日现场施工内容及对应的安全指令。6.根据权利要求5所述的一种施工人员管理方法，其特征在于，所述施工人员清单包括施工人员id及对应的工作时间、工作内容和作息时间。7.根据权利要求3所述的一种施工人员管理方法，其特征在于，所述施工手册信息包括但不限于操作手册信息、安全手册信息、现场管理规定信息。8.根据权利要求6所述的一种施工人员管理方法，其特征在于，所述管理方客户端进行宿舍分配操作具体是将工作内容相同、工作时间相同且作息时间差值小于或等于预设阈值范围的n个施工人员分配至同一宿舍或邻近宿舍。
9.根据权利要求7所述的一种施工人员管理方法，其特征在于，所述管理平台生成安全行为报告的具体过程为：根据行动轨迹记录、现场照片以及佩戴时间和脱帽时间，确定出施工人员的行为特征以及不安全行为次数，结合施工人员的个人背景信息，生成安全行为报告。10.根据权利要求7所述的一种施工人员管理方法，其特征在于，所述管理平台生成安全指导信息的具体过程为：根据施工规划内容，在前一日获取次日的工作内容及对应的安全指令，并于次日的工作时间以前生成相应安全指导信息后分别发送至智能安全帽、施工人员客户端。

技术总结
本发明涉及一种基于智能安全帽的施工人员管理系统及其方法，该系统包括分别与管理平台通信连接的智能安全帽、管理方客户端、施工人员客户端，智能安全帽用于记录施工人员行动轨迹、拍摄现场照片、记录施工人员的佩戴时间及脱帽时间并传输至管理平台，从管理平台接收安全指导信息后进行提示；管理方客户端用于录入施工人员个体信息、施工手册信息、施工规划内容并传输至管理平台，从管理平台接收备选膳食方案信息、施工人员清单信息、施工人员安全行为报告；施工人员客户端用于将个体作息时间上传至管理平台，从管理平台接收安全指导信息后进行展示。与现有技术相比，本发明能够个性化、精细地对多名施工人员进行综合管理，提高管理方的工作效率。管理方的工作效率。管理方的工作效率。


技术研发人员：胡昊 胡喆 徐峰 张志鹏 黄鹤 陶钰 王文 刘啸宇 梅心语
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：2023.04.24
技术公布日：2023/8/24