一种工程施工安全风险预警方法及系统

技术领域

本发明属于安全风险预测技术领域，尤其涉及一种工程施工安全风险预警方法及系统。

背景技术

在建筑工程施工作业中，施工现场环境复杂且危险源较多。例如粉尘与气溶胶危害、易燃易爆性物质危害、高温危害、噪音危害及坠物危害等。施工现场人员和各类大小型施工设备不仅数量多，且难以有效掌握施工规律，管理困难。若存在违规操作导致出现安全风险时，由于现场人员及设备混乱，导致安全风险难以被及时发现。甚至已经出现安全问题时，值班人员也难以第一时间掌握安全问题出现的位置和类型，不能及时有效的安排风险排除事宜。

鉴于目前施工现场的安全性不足，且缺乏有效的风险预警手段，而如何保障施工的安全日益受到施工企业的重视，因此亟待研究新的能够及时准确识别施工现场安全风险的技术。

发明内容

本发明提供一种工程施工安全风险预警方法及系统，用于解决在施工现场存在遮挡物时，无法对施工现场进行准确风险识别的技术问题。

第一方面，本发明提供一种工程施工安全风险预警方法，包括：将施工现场划分为若干个子区域，并根据第一时间间隔获取每个子区域的第一监控图像；判断若干第一监控图像是否为异常图像；若某一第一监控图像为异常图像，则将所述某一第一监控图像相对应的某一子区域定义为异常子区域，并基于第二时间间隔获取所述异常子区域的至少一个第二监控图像，其中，所述第二时间间隔小于第一时间间隔；获取与所述某一第一监控图像的相似度小于预设阈值的第二监控图像，并判断与所述某一第一监控图像的相似度小于预设阈值的第二监控图像存在的时间长度是否大于预设时间阈值；若与所述某一第一监控图像的相似度小于预设阈值的第二监控图像存在的时间长度大于预设时间阈值，则将与所述异常子区域相邻的正常子区域的监控图像输入至预设的风险识别模型中，并根据所述风险识别模型的输出结果发出预警信号。

进一步地，在判断若干第一监控图像是否为异常图像之后，所述方法还包括：

若若干第一监控图像均不为异常图像，则将每个子区域的第一监控图像输入预设的风险识别模型中，获得所述风险识别模型的输出；

若某一子区域中存在第一监控图像输入所述风险识别模型所得输出为存在风险，则发出第一优先级的预警信号。

进一步地，在判断与所述某一第一监控图像的相似度小于预设阈值的第二监控图像存在的时间长度是否大于预设时间阈值之后，所述方法还包括：

若与所述某一第一监控图像的相似度小于预设阈值的第二监控图像存在的时间长度不大于预设时间阈值，则将所述第二监控图像输入预设的风险识别模型中，获得所述风险识别模型的输出；

若第二监控图像输入所述风险识别模型所得输出为存在风险，则发出第一优先级的预警信号。

进一步地，所述将与所述异常子区域相邻的正常子区域的监控图像输入至预设的风险识别模型中，并根据所述风险识别模型的输出结果发出预警信号，包括：

将与所述异常子区域相邻的正常子区域的监控图像输入至预设的风险识别模型中，获得所述风险识别模型的输出结果为某一正常子区域存在风险，则发出所述某一正常子区域和所述异常子区域均异常的第一优先级的预警信号；

将与所述异常子区域相邻的正常子区域在第二监控时刻的监控图像输入至预设的风险识别模型中，获得所述风险识别模型的输出结果为相邻的正常子区域均不存在风险，则发出所述异常子区域异常的第二优先级的预警信号。

进一步地，所述风险识别模型包括高空坠物识别模型和烟雾识别模型，其中，构建所述烟雾识别模型的具体过程为：

接收多个烟雾颜色模板，所述烟雾颜色模板记录烟雾颜色的色值区域；获取子区域的一个监控图像，提取与烟雾颜色的色值区域相符的像素区域，记为特征区域；以预设周期连续获取多张同一位置的监控图像，提取相应的特征区域；若特征区域的像素面积超过阈值且特征区域的像素位置变化幅度超过预设阈值，则判定子区域内存在烟雾；

构建所述高空坠物识别模型的具体过程为：

接收斜俯视子区域的监控图像，接收人工标注的建筑物边界像素区域，记为标记区；接收人工发送的标定信号，接收到标定信号时，获取斜俯视子区域的最新监控图像，将最新监控图像在标记区内的像素固定，作为参照标记区图像；读取获得斜俯视子区域的监控图像，若参照标记区图像被遮挡，则发出高空坠物风险报警，反之，则在下一周期重新执行本步骤。

第二方面，本发明提供一种工程施工安全风险预警系统，包括：划分模块，配置为将施工现场划分为若干个子区域，并根据第一时间间隔获取每个子区域的第一监控图像；第一判断模块，配置为判断若干第一监控图像是否为异常图像；获取模块，配置为若某一第一监控图像为异常图像，则将所述某一第一监控图像相对应的某一子区域定义为异常子区域，并基于第二时间间隔获取所述异常子区域的至少一个第二监控图像，其中，所述第二时间间隔小于第一时间间隔；第二判断模块，配置为获取与所述某一第一监控图像的相似度小于预设阈值的第二监控图像，并判断与所述某一第一监控图像的相似度小于预设阈值的第二监控图像存在的时间长度是否大于预设时间阈值；识别模块，配置为若与所述某一第一监控图像的相似度小于预设阈值的第二监控图像存在的时间长度大于预设时间阈值，则将与所述异常子区域相邻的正常子区域的监控图像输入至预设的风险识别模型中，并根据所述风险识别模型的输出结果发出预警信号。

第三方面，提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的工程施工安全风险预警方法的步骤。

第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行本发明任一实施例的工程施工安全风险预警方法的步骤。

本申请的一种工程施工安全风险预警方法及系统，通过判断每个子区域的第一监控图像是否为异常图像，能够对异常图像进行单独处理，从而提高故障排查的效率，并且针对异常图像对应的异常子区域进行判断与某一第一监控图像的相似度小于预设阈值的第二监控图像存在的时间长度是否大于预设时间阈值，能够避免由于存在的遮挡物时间过长，造成无法及时对施工场地进行风险预警的现象发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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为本发明一实施例提供的一种工程施工安全风险预警方法的流程图；

图2为本发明一实施例提供的一种工程施工安全风险预警系统的结构框图；

图3是本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。

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作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。

请参阅图1，其示出了本申请的一种工程施工安全风险预警方法的流程图。

如图1所示，工程施工安全风险预警方法具体包括以下步骤：

步骤S101，将施工现场划分为若干个子区域，并根据第一时间间隔获取每个子区域的第一监控图像。

在本实施例中，施工现场为项目施工设计方案中所涉及到的需要进行施工作业的地面位置，通过将施工现场划分为若干个子区域，并根据第一时间间隔获取每个子区域的第一监控图像，这样能够实现对施工现场进行分区域管理。

例如，通过按功能区域划分在一施工现场设置多个的监控设备，如摄像头、红外传感器等，并按照4小时的时间间隔获取各个子区域的监控图像。

步骤S102，判断若干第一监控图像是否为异常图像。

在本实施例中，由于施工现场环境复杂，常常可能出现施工设备遮挡监控设备，造成获取的监控图像不完整的现象发生，针对上述可能发生的实际问题，通过判断若干第一监控图像是否为异常图像，能够对异常图像进行单独处理，从而提高故障排查的效率。

具体地，若若干第一监控图像均不为异常图像，则将每个子区域的第一监控图像输入预设的风险识别模型中，获得所述风险识别模型的输出；若某一子区域中存在第一监控图像输入所述风险识别模型所得输出为存在风险，则发出第一优先级的预警信号。

其中，所述风险识别模型包括高空坠物识别模型和烟雾识别模型，构建所述烟雾识别模型的具体过程为：接收多个烟雾颜色模板，所述烟雾颜色模板记录烟雾颜色的色值区域；获取子区域的一个监控图像，提取与烟雾颜色的色值区域相符的像素区域，记为特征区域；以预设周期连续获取多张同一位置的监控图像，提取相应的特征区域；若特征区域的像素面积超过阈值且特征区域的像素位置变化幅度超过预设阈值，则判定子区域内存在烟雾。

构建所述高空坠物识别模型的具体过程为：接收斜俯视子区域的监控图像，接收人工标注的建筑物边界像素区域，记为标记区；接收人工发送的标定信号，接收到标定信号时，获取斜俯视子区域的最新监控图像，将最新监控图像在标记区内的像素固定，作为参照标记区图像；读取获得斜俯视子区域的监控图像，若参照标记区图像被遮挡，则发出高空坠物风险报警，反之，则在下一周期重新执行本步骤。

需要说明的是，预警信号包括多个种类，不同种类的预警信号对应不同优先级，例如，获取的第一监控图像不存在遮挡物，即均不为异常图像，则将每个子区域的第一监控图像输入预设的风险识别模型中，获得风险识别模型的输出；若某一子区域中存在第一监控图像输入风险识别模型所得输出为存在风险，则发出鸣笛或闪灯的预警信号。

步骤S103，若某一第一监控图像为异常图像，则将所述某一第一监控图像相对应的某一子区域定义为异常子区域，并基于第二时间间隔获取所述异常子区域的至少一个第二监控图像，其中，所述第二时间间隔小于第一时间间隔。

在本实施例中，若某一第一监控图像中存在遮挡物，即为异常图像，则将某一第一监控图像相对应的某一子区域定义为异常子区域。从而针对异常子区域基于第二时间间隔获取异常子区域的至少一个第二监控图像。这样能够对异常子区域可能存在的潜在安全风险进行快速排查。

在一个具体的应用场景中，将A施工现场按功能区域划分了9个子区域，在第5个子区域中，由于塔吊施工，而此时塔吊设备对第5个子区域中的部分区域进行了遮挡，造成监控图像中存在盲区，此时在塔吊施工过程中，调整监控图像获取的时间间隔，如不存在塔吊时，监控图像获取的时间间隔为4小时，存在塔吊时，监控图像获取的时间间隔为2小时，这样，能够在塔吊由存在转变为不存在时，能够快速的获取到不存在盲区的完整监控图像，有效地提高了对施工现场的准确风险识别。

步骤S104，获取与所述某一第一监控图像的相似度小于预设阈值的第二监控图像，并判断与所述某一第一监控图像的相似度小于预设阈值的第二监控图像存在的时间长度是否大于预设时间阈值。

在本实施例中，通过获取与某一第一监控图像的相似度小于预设阈值的第二监控图像，能够获得子区域中存在遮挡物的监控图像，通过与某一第一监控图像的相似度小于预设阈值的第二监控图像存在的时间长度是否大于预设时间阈值，能够避免存在遮挡物时间过长，造成无法对施工场地进行风险预警的现象发生。

具体地，若与某一第一监控图像的相似度小于预设阈值的第二监控图像存在的时间长度不大于预设时间阈值，则将第二监控图像输入预设的风险识别模型中，获得风险识别模型的输出；若第二监控图像输入所述风险识别模型所得输出为存在风险，则发出第一优先级的预警信号。

本领域技术人员应当理解的，这里可以结合实际业务需求通过不同的算法实现计算某一第一监控图像与第二监控图像之间的相似度，比如，可以通过计算某一第一监控图像与第二监控图像之间的相似度所对应的二值化图像之间的欧式距离，最终实现计算相应的某一第一监控图像与第二监控图像之间的相似度。

在一个可实施的应用场景中，将A施工现场按功能区域划分了9个子区域，在第5个子区域中，由于上午10点需要塔吊施工，而塔吊设备会对第5个子区域中的部分区域进行了遮挡，造成监控图像中存在盲区的持续时间为3小时，此时在塔吊施工过程中，调整监控图像获取的时间间隔，存在塔吊时，监控图像获取的时间间隔为1小时，这样，在上午10点获取到存在盲区的监控图像与上午6点获取到不存在盲区的监控图像的相似度小于阈值，并且由于存在盲区的持续时间为3小时小于预设时间阈值(4小时)，此时连续获取了11点、12点存在盲区的监控图像后，在13点又获取到不存在盲区的监控图像，此时将13点获取的监控图像输入预设的风险识别模型中，获得风险识别模型的输出。

步骤S105，若与所述某一第一监控图像的相似度小于预设阈值的第二监控图像存在的时间长度大于预设时间阈值，则将与所述异常子区域相邻的正常子区域的监控图像输入至预设的风险识别模型中，并根据所述风险识别模型的输出结果发出预警信号。

在本实施例中，若与某一第一监控图像的相似度小于预设阈值的第二监控图像存在的时间长度大于预设时间阈值，则将与所述异常子区域相邻的正常子区域的监控图像输入至预设的风险识别模型中，获得所述风险识别模型的输出结果为某一正常子区域存在风险，则发出所述某一正常子区域和所述异常子区域均异常的第一优先级的预警信号；

若与某一第一监控图像的相似度小于预设阈值的第二监控图像存在的时间长度大于预设时间阈值，则将与所述异常子区域相邻的正常子区域在第二监控时刻的监控图像输入至预设的风险识别模型中，获得风险识别模型的输出结果为相邻的正常子区域均不存在风险，则发出异常子区域异常的第二优先级的预警信号。

需要说明的是，第二优先级的预警信号可以是在工作人员的通讯设备中发送提示信息。

综上，本申请的方法，通过判断每个子区域的第一监控图像是否为异常图像，能够对异常图像进行单独处理，从而提高故障排查的效率，并且针对异常图像对应的异常子区域进行判断与某一第一监控图像的相似度小于预设阈值的第二监控图像存在的时间长度是否大于预设时间阈值，能够避免由于存在的遮挡物时间过长，造成无法及时对施工场地进行风险预警的现象发生。

请参阅图2，其示出了本申请的一种工程施工安全风险预警系统的结构框图。

如图2所示，工程施工安全风险预警系统200，包括划分模块210、第一判断模块220、获取模块230、第二判断模块240以及识别模块250。

其中，划分模块210，配置为将施工现场划分为若干个子区域，并根据第一时间间隔获取每个子区域的第一监控图像；第一判断模块220，配置为判断若干第一监控图像是否为异常图像；获取模块230，配置为若某一第一监控图像为异常图像，则将所述某一第一监控图像相对应的某一子区域定义为异常子区域，并基于第二时间间隔获取所述异常子区域的至少一个第二监控图像，其中，所述第二时间间隔小于第一时间间隔；第二判断模块240，配置为获取与所述某一第一监控图像的相似度小于预设阈值的第二监控图像，并判断与所述某一第一监控图像的相似度小于预设阈值的第二监控图像存在的时间长度是否大于预设时间阈值；识别模块250，配置为若与所述某一第一监控图像的相似度小于预设阈值的第二监控图像存在的时间长度大于预设时间阈值，则将与所述异常子区域相邻的正常子区域的监控图像输入至预设的风险识别模型中，并根据所述风险识别模型的输出结果发出预警信号。

应当理解，图2中记载的诸模块与参考图1中描述的方法中的各个步骤相对应。由此，上文针对方法描述的操作和特征以及相应的技术效果同样适用于图2中的诸模块，在此不再赘述。

在另一些实施例中，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行上述任意方法实施例中的工程施工安全风险预警方法；

作为一种实施方式，本发明的计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令设置为：

将施工现场划分为若干个子区域，并根据第一时间间隔获取每个子区域的第一监控图像；

判断若干第一监控图像是否为异常图像；

若某一第一监控图像为异常图像，则将所述某一第一监控图像相对应的某一子区域定义为异常子区域，并基于第二时间间隔获取所述异常子区域的至少一个第二监控图像，其中，所述第二时间间隔小于第一时间间隔；

获取与所述某一第一监控图像的相似度小于预设阈值的第二监控图像，并判断与所述某一第一监控图像的相似度小于预设阈值的第二监控图像存在的时间长度是否大于预设时间阈值；

若与所述某一第一监控图像的相似度小于预设阈值的第二监控图像存在的时间长度大于预设时间阈值，则将与所述异常子区域相邻的正常子区域的监控图像输入至预设的风险识别模型中，并根据所述风险识别模型的输出结果发出预警信号。

计算机可读存储介质可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据工程施工安全风险预警系统的使用所创建的数据等。此外，计算机可读存储介质可以包括高速随机存取存储器，还可以包括存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，计算机可读存储介质可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至工程施工安全风险预警系统。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

图3是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图，如图3所示，该设备包括：一个处理器310以及存储器320。电子设备还可以包括：输入装置330和输出装置340。处理器310、存储器320、输入装置330和输出装置340可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。存储器320为上述的计算机可读存储介质。处理器310通过运行存储在存储器320中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例工程施工安全风险预警方法。输入装置330可接收输入的数字或字符信息，以及产生与工程施工安全风险预警系统的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置340可包括显示屏等显示设备。

上述电子设备可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。

作为一种实施方式，上述电子设备应用于工程施工安全风险预警系统中，用于客户端，包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够：

将施工现场划分为若干个子区域，并根据第一时间间隔获取每个子区域的第一监控图像；

判断若干第一监控图像是否为异常图像；

若某一第一监控图像为异常图像，则将所述某一第一监控图像相对应的某一子区域定义为异常子区域，并基于第二时间间隔获取所述异常子区域的至少一个第二监控图像，其中，所述第二时间间隔小于第一时间间隔；

获取与所述某一第一监控图像的相似度小于预设阈值的第二监控图像，并判断与所述某一第一监控图像的相似度小于预设阈值的第二监控图像存在的时间长度是否大于预设时间阈值；

若与所述某一第一监控图像的相似度小于预设阈值的第二监控图像存在的时间长度大于预设时间阈值，则将与所述异常子区域相邻的正常子区域的监控图像输入至预设的风险识别模型中，并根据所述风险识别模型的输出结果发出预警信号。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。

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。