一种登高作业监控系统和方法

技术领域

本发明涉及登高作业技术领域，特别涉及一种登高作业监控系统和方法。

背景技术

根据电力、通信、交通、化工、建筑等行业作业规范要求，在高空作业是必须使用安全带防止坠落。安全带要拴挂在牢固的构件或物体上，要防止摆动或碰撞，钩子要挂在连接环上。同时必须符合高挂低用的要求。将安全带挂在高处，人在下面工作就叫高挂低用，它可以使有坠落发生时的实际冲击距离减小。

但目前的登高作业的系统中并没有检测作业人员的作业状态的功能，无法及时对违规作业进行防范，由于不佩戴安全带或使用不规范的问题导致的人员伤亡事件时有发生，因此需要通过在传统工器具上增加智能模块/终端来确保高空作业人员合规使用安全带，保障人员安全。

发明内容

为了至少解决或部分解决上述问题，提供一种登高作业监控系统和方法，能够监控作业人员登高作业行为、安全工器具使用状态、及时对违规和风险进行预警提示，避免因违规作业造成的人身伤害。

为了达到上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种登高作业监控系统，包括作业人员携带的智能工器具、现场管理人员配置的智能手持终端和后台管理系统，所述智能工器具的设备信息和作业人员信息事先注册在后台管理系统，现场管理人员使用所述智能手持终端将作业人员与其使用的智能工器具进行关联绑定，所述智能工器具包含定位、传感和通讯单元，所述智能工器具将作业人员进行高空作业时的定位和智能工器具使用状态的数据回传后台管理系统；所述后台管理系统结合所述智能工器具上传数据以及现场其他作业数据，识别和判定作业风险，并将警告提示发送至现场管理人员的手持智能终端。

作为本发明的一种优选技术方案，所述智能工器具包括智能安全带、智能安全帽、智能接地杆、智能人员定位终端设备中的一种或多种。

作为本发明的一种优选技术方案，所述智能工器具获取的定位数据包括GNSS卫星定位数据和气压计获取的登高数据，所述GNSS卫星定位数据含水平和高程定位数据，所述工器具使用状态数据包括安全带和安全帽佩戴状态、安全带和接地杆挂接、上锁和接地状态、安全带挂钩姿态状态的数据，所述工器具还包括一个通讯单元、一个资产标签，所述工器具通过无线网络将数据上传至后台管理系统，所述资产标签用于与工作人员绑定以及出入库管理。

作为本发明的一种优选技术方案，使用所述智能手持终端将作业人员与其使用的智能工器具通过扫描资产标签进行关联绑定，所述资产标签包括RFID、条形码、二维码中的一种或多种。

作为本发明的一种优选技术方案，所述后台管理系统包括登高风险判断模块、信息接收模块、报警模块和数据库，所述数据库记录有作业人员、智能工器具、作业现场和设施信息；所述信息接收模块接收来自智能工器具传输的数据信息，所述登高风险判断模块包括启动模块、区域风险判断模块、使用人员状态安全模块，所述启动模块预设有攀爬高度的阈值，当攀爬高度超过阈值时，判定作业人员开始进行登高作业，并启动区域风险判断模块和使用人员状态安全模块，所述区域风险判断模块根据定位数据和记录的设施位置自动识别作业人员正在攀登的设施，再与数据库记录的数据进行核对，判断是否属于安全区域；所述使用人员状态安全模块根据智能工器具的使用状态判断作业人员是否合规，所述报警模块将不合规的信息发送给违规作业人员携带的智能工器具、现场管理人员的手持智能终端进行提示，且所述后台管理系统中记录告警事件并通过文字、语音、邮件、短信的方式发送告警信息给相关人员。

作为本发明的一种优选技术方案，所述作业现场和设施信息包括作业区域、登高车辆、作业线路以及其他需登高作业的设施的信息。

本发明一种登高作业监控方法，包括以下步骤：

将安全器具装备在作业人员身上，智能手持终端由现场管理人员或作业班组组长使用，作业前操作智能手持终端通过扫描资产标签将智能工器具和使用人进行关联绑定；

作业人员攀登进行高空作业时，所穿戴安全带智能工器具将定位高度和使用状态的数据回传后台管理系统；

后台管理系统设定攀爬高度的阈值，当攀爬高度超过阈值时，后台管理系统会判定此时作业人员开始进行登高作业，同时根据人员定位和记录的设施位置自动识别作业人员正在攀登的设施；

当作业人员处于登高作业状态时，后台管理系统会监控工器具的使用状态，包括安全带和安全帽佩戴状态、安全带和接地杆挂接、上锁和接地状态、安全带挂钩姿态状态，如果存在违规情况后台管理系统会向违规作业人员携带的智能工器具和现场管理人员使用的智能手持终端推送警报提示信息；

后台管理系统记录有含有危险区域的作业设施，实时监测作业人员的位置信息，并将作业人员的位置信息与含有危险区域的设施的位置进行比较，当作业人员进入危险区域时，后台管理系统会向违规作业人员携带的智能工器具和现场管理人员使用的智能手持终端推送危险提示信息。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明用于登高作业场景，利用智能化工器具和定位终端识别作业人员登高作业状态和工器具使用情况，利用人员定位和智能工器具状态数据监控作业人员的作业行为，对于工器具违规使用、危险区域误入等风险进行警报提示，避免作业事故。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

此外，如果已知技术的详细描述对于示出本发明的特征是不必要的，则将其省略。

实施例1

如图1所示，本发明提供一种登高作业监控系统，系统包含作业人员携带的智能安全带等工器具、现场管理人员配置的智能手持终端和后台管理系统。智能安全带设备信息和作业人员信息事先注册在后台管理系统，现场管理人员使用智能手持设备将作业人员与其穿戴的智能工器具进行关联绑定；智能工器具包含定位、传感和通讯单元，作业人员穿戴安全带攀登进行高空作业时，智能工器具会将定位高度和使用状态等数据回传后台管理系统；后台管理系统结合智能工器具上传数据以及现场其他作业数据，识别和判定如安全带未使用、不符合高挂低用使用规范、误入带电区域等作业风险，并将警告提示发送给现场管理人员的手持智能终端和作业人员的智能工器具，以便现场及时处理潜在风险，避免因工器具使用违规而造成的安全事故。

作业人员携带的智能工器具至少包含智能安全带、智能安全帽、智能接地杆、智能人员定位终端等设备中的一种或多种。智能工器具获取作业数据包含定位数据(含GNSS卫星定位数据和气压计获取的登高数据)、工器具使用状态数据(含安全带和安全帽是否佩戴/携带、安全带是否挂接和上锁、安全带挂钩姿态等数据)。工器具均包括一个通讯单元，通过无线网络(2G/3G/4G/5G/Wi-Fi等)将数据上传至后台管理系统。工器具还包含一个资产标签(含RFID、条形码、二维码等方式)，用于与工作人员绑定、出入库管理等。

智能手持终端由现场管理人员或作业班组组长使用，作业前操作智能手持终端通过扫描资产标签将智能工器具和使用人进行绑定。作业过程中如出现作业风险后台管理系统会将警告信息下发至智能手持终端、和智能工器具，提醒现场管理人员及时处理。

后台管理系统数据库包含作业人员、智能工器具、作业现场和设施(如作业区域、登高车辆、作业线路、其他需登高作业的设施等)信息。在作业期间后台管理系统会收到智能手持终端回传的作业人员和工器具绑定关系信息和智能工器具回传的定位数据、工器具使用状态信息。作业人员在佩戴工器具进行登高作业时，当攀爬高度超过预设值时(如2米)，后台管理系统会判定此时作业人员开始进行登高作业，同时根据人员定位和记录的设施位置自动识别作业人员正在攀登的设施。当作业人员处于登高作业状态时，后台管理系统会监控工器具的使用状态，包括安全帽是否佩戴、安全带是否携带、安全带挂接状态是否合规，如果存在违规情况后台管理系统会向违规作业人员携带的安全帽或人员定位终端和现场管理人员使用的智能手持终端推送警报提示信息。部分设施包含危险区域，如带电区域、机械设备施工区域等，当作业人员所携带智能工器具定位位置进入危险区域时，后台管理系统会触发报警。

本发明提供一种登高作业监控方法，包括以下步骤：

将安全器具装备在作业人员身上，智能手持终端由现场管理人员或作业班组组长使用，作业前操作智能手持终端通过扫描资产标签将智能工器具和使用人进行绑定；

作业人员穿戴安全带攀登进行高空作业时智能工器具将定位、高度和使用状态的数据回传后台管理系统；

后台管理系统设定攀爬高度的阈值，当攀爬高度超过阈值时，后台管理系统会判定此时作业人员开始进行登高作业，同时根据人员定位和记录的设施位置自动识别作业人员正在攀登的设施；

当作业人员处于登高作业状态时，后台管理系统会监控工器具的使用状态，包括安全帽是否佩戴、安全带是否携带、安全带挂接状态是否合规，如果存在违规情况后台管理系统会向违规作业人员携带的智能工器具和现场管理人员使用的智能手持终端推送警报提示信息。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。