一种基于噪声监测数据识别的施工行为检测方法和系统

技术领域

本发明涉及噪声监测技术领域，特别涉及一种基于噪声监测数据识别的施工行为检测方法和系统。

背景技术

随着社会经济的不断发展和城市化进程的不断推进，建筑工地的规范性监管成为了城市管理当中的重要课题，尤其随着城市的更新改造，建筑工地施工所带来的施工噪声、施工扬尘和建筑机械黑烟排放等问题变得日益突出。因此，如何对建筑工地在施工过程中对特征行为进行识别，从而进行有效的监督和管理，减少施工噪声、扬尘和机械废气排放给周边居民群众带来的影响，将具有十分重要的意义。

一方面，现有技术主要关注人工智能技术在图像识别和声纹识别方面的应用，在应用噪声自动监测数据识别方面鲜有研究，无法在施工工地的复杂环境下判断具体行为和状态，因此在实际建筑工地监管的过程中会出现大面积的误判，从而无法实现精准监管。

另一方面，现有技术会通过噪声自动监测设备来获取建筑工地的噪声瞬时数据，噪声自动监测设备内的噪声监测传感器作为采集件来执行采集动作；噪声监测传感器作为一种灵敏的电子元件，在实际使用工况下易发生灵敏性下降造成数据采集偏差、或者本身损坏的情况。因此，有必要的对噪声监测传感器进行定期保养；然而，噪声监测传感器一般是和滤波电路、放大电路一同集成在同一个控制电路板上，控制电路板固定在噪声自动监测设备内部，拆卸噪声监测传感器时，需要整个拆开噪声自动监测设备，然后取出控制电路板进行焊接来取下噪声监测传感器，拆开噪声自动监测设备的过程非常繁琐；且在焊接取下噪声监测传感器的过程中，极易发生焊盘脱落，进而造成控制电路板整个报废。因此，有必要对噪声监测传感器的拆卸及安装方式进行优化。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于噪声监测数据识别的施工行为检测方法和系统，以解决背景技术中所提出的问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

为了达到上述目的，本发明提供了一种基于噪声监测数据识别的施工行为检测方法，包括有以下步骤：

步骤S1、从噪声自动监测设备获取建筑工地的噪声瞬时数据；

步骤S2、对获取的噪声瞬时数据进行计算，获取对应时间序列的分钟级等效声级；

步骤S3、基于活动状态分析模型，在多个时间表的1min噪声等效声级中提取特征；

步骤S4、对判定为活动状态的对象数据进行记录并输出。

为了达到上述目的，本发明还提供了一种基于噪声监测数据识别的施工行为检测系统，包括有噪声自动监测设备，所述的噪声自动监测设备包括有壳体，所述的壳体内部开设有安装内腔，所述的安装内腔中设置有锂电池包和控制电路板，所述的锂电池包为控制电路板供电，所述的控制电路板上至少配置有控制芯片、通讯芯片、放大电路和滤波电路，所述的通讯芯片与外部终端构成数据互通；

于所述的壳体的右侧方开设有与安装内腔相通的插入开口，于所述的插入开口内插设有可拆电路板，所述的可拆电路板上焊接有噪声监测传感器，所述的噪声监测传感器朝向插入开口设置，于所述的安装内腔中还设置有下压锁定组件和分离组件，当所述的可拆电路板插入至插入开口后，所述的下压锁定组件能够下压并锁定住可拆电路板，同时所述的可拆电路板会下移并与控制电路板构成导电连接；所述的分离组件能在下压锁定组件解锁对可拆电路板的锁定后，切断可拆电路板与控制电路板的导电连接，方便用户拔出可拆电路板。

进一步设置是：所述的安装内腔中固定设置有固定框架；所述的下压锁定组件包括有第一内壳，所述的第一内壳通过第一螺钉固定在固定框架上，所述的第一内壳的内部开设有第一内腔，所述的第一内腔中滑动设置有内滑块，所述的内滑块的下端固定设置有下压块，所述的可拆电路板的上端开设有嵌入凹面，当所述的可拆电路板插入至插入开口后，所述的下压块能伸入至嵌入凹面内来锁定住可拆电路板，同时所述的下压块还会下压可拆电路板，让其与控制电路板构成导电连接；所述的第一内腔中设置有为下压块提供下压的驱动力的第一压缩弹簧。

进一步设置是：所述的第一内壳的上端呈开口状并通过第二螺钉固定设置有上盖板，所述的上盖板的下端通过第三螺钉固定设置有内伸挡块，所述的内伸挡块伸入至第一内腔中，且所述的内伸挡块与第一内腔的内周壁之间形成有间隔内腔，所述的第一压缩弹簧位于间隔内腔中，所述的内滑块的上端固定设置有伸入至间隔内腔中的内接触块，所述的第一压缩弹簧的上下端分别由上盖板和内接触块挤压；所述的第一内壳的下端呈开口状并通过第四螺钉固定设置有下盖板，所述的下盖板内开设有供下压块穿过的第一穿孔；

所述的内滑块能分别与内伸挡块和下盖板的相抵来进行限位；当所述的内滑块与内伸挡块相抵时，所述的下压块会隐藏在第一穿孔内。

进一步设置是：所述的分离组件包括有第二内壳，所述的第二内壳通过第五螺钉固定在固定框架上，所述的第二内壳的内部开设有第二内腔，所述的第二内腔中滑动设置有内接电路板，所述的可拆电路板的下端焊接有电连接插针，所述的内接电路板的上端焊接有电连接插块，当所述的下压块伸入至可拆电路板的嵌入凹面后，下压块会下压可拆电路板，使得电连接插针能插入至电连接插块中，进而构成可拆电路板与内接电路板的导电连接；

所述的内接电路板和控制电路板上均设置有焊接区，通过在两个所述的焊接区之间设置导线来构成内接电路板和控制电路板的导电连接，最终实现噪声监测传感器与控制芯片的相连；所述的第二内壳的下端开设有供导线穿出的过线孔。

进一步设置是：所述的第二内腔中设置有第二压缩弹簧，所述的第二压缩弹簧为内接电路板提供向上移位的驱动力，以让电连接插针能更轻松的插入至电连接插块中。

进一步设置是：所述的第二内腔顶部的右侧方通过第六螺钉固定设置有侧挡块，所述的内接电路板上端的右侧开设有凹陷缺口，通过所述的侧挡块与凹陷缺口的相抵来防止内接电路板脱出第二内腔；所述的第二内腔底部通过第七螺钉固定设置有下挡块，所述的下挡块能与内接电路板相抵来限位内接电路板，所述的下挡块还会伸入至第二压缩弹簧的下端来限位第二压缩弹簧。

进一步设置是：所述的内滑块的下端固定设置有竖向的第一延伸块，所述的第一延伸块朝下延伸，所述的下盖板内开设有供第一延伸块穿过的第二穿孔，所述的第一延伸块位于下压块的左侧方；所述的内接电路板上端的左侧固定设置有竖向的第二延伸块，所述的第二延伸块朝上延伸；所述的第二延伸块的右侧面为接触挡面，所述的可拆电路板插入至插入开口后会与接触挡面相抵，且当所述的可拆电路板与接触挡面相抵时，所述的嵌入凹面会正好位于下压块的正下方，所述的电连接插块亦会正好位于电连接插针的正下方。

进一步设置是：所述的第二延伸块内开设有竖向内槽，所述的第一延伸块的下端会向下伸入至竖向内槽中，所述的安装内腔中固定设置有填充块，所述的填充块通过第八螺钉固定在固定框架上，所述的填充块位于第一内壳的第二内壳之间，所述的填充块分别与第一延伸块和第二延伸块相贴，于所述的填充块、第一延伸块和第二延伸块之间配合形成有一充气口，所述的充气口通过气管延伸至壳体的右侧外壁并固定设置有充气接管；通过所述的充气接管能向充气口充入气体，充入的气体能够分别推动第一延伸块上移、第二延伸块下移，进而使得下压块与嵌入凹面脱离、电连接插针与电连接插块脱离，方便用户拔出可拆电路板。

本发明的有益效果在于：

1、数据采集单元通过噪声自动监测设备实时监测工地的噪声排放情况，自动监测数据将作为活动状态分析算法的参数输入，支撑施工行为和状态的研判；接着，通过行为识别数据库将传输进入计算机的建筑工地噪声自动监测数据进行清洗，通过活动状态分析模型识别时间点上的施工机械活动状态，从而识别建筑工地的施工行为；通过对建筑工地不同时间段的噪声监测数据进行检测分析，判断是否在施工作业，并输出相应关键时间范围的噪声监测数据、施工状态信息。

2、在本发明将噪声监测传感器单独的分离出来并焊接在可拆电路板，可拆电路板能通过插入开口来插入至安装内腔中，然后与安装内腔中原有的控制电路板构成导电连接；由于将噪声监测传感器单独的分离了出来，当噪声监测传感器灵敏性下降或者损坏时，只需拆卸出可拆电路板进行焊接来更换噪声监测传感器即可，不会对控制电路板造成影响，彻底规避控制电路板发生焊盘脱落导致报废的情况发生，有效提高寿命。下压锁定组件能起到下压并锁定住可拆电路板的作用，还能下压可拆电路板让其能与控制电路板构成导电连接；分离组件能在下压锁定组件解锁对可拆电路板的锁定后，切断可拆电路板与控制电路板的导电连接，方便用户拔出可拆电路板。

3、在本发明中固定框架起到承载固定的作用，第一内壳固定在固定框架上，第一内壳中的第一内腔供内滑块和第一压缩弹簧设置，下压块能跟随内滑块移动，然后伸入至嵌入凹面内来锁定住可拆电路板，还能下压可拆电路板，让其与控制电路板构成导电连接；第一压缩弹簧为下压块提供下压的驱动力。

4、在本发明中间隔内腔供第一压缩弹簧位放置，内接触块能伸入至间隔内腔中来稳定与第一压缩弹簧接触；下盖板内的第一穿孔供下压块穿过，下盖板能与内滑块相抵来防止内滑块脱出第一内腔，内伸挡块同样能与内滑块相抵来限位内滑块。

5、在本发明中第二内壳固定在固定框架上，第二内壳中的第二内腔供内接电路板和第二压缩弹簧设置，内接电路板与可拆电路板之间通过电连接插块和电连接插针的插配来构成导电连接；内接电路板和控制电路板之间则通过导线相连，最终实现噪声监测传感器与控制芯片的相连；过线孔的设置，方便导线引出；第二压缩弹簧为内接电路板提供向上移位的驱动力，以让电连接插针能更轻松的插入至电连接插块中。

6、在本发明中通过侧挡块和凹陷缺口的配合来防止内接电路板脱出第二内腔；下挡块不仅能与内接电路板相抵来限位内接电路板，还能伸入至第二压缩弹簧的下端来限位第二压缩弹簧。

7、在本发明中通过第二延伸块的接触挡面与可拆电路板的相抵，来进行定位，让嵌入凹面处于下压块的正下方，让电连接插块处于电连接插针的正下方。

8、在本发明中通过填充块、第一延伸块和第二延伸块之间配合形成的充气口来接收充入的气体，然后推动第一延伸块上移、第二延伸块下移，进而使得下压块与嵌入凹面脱离、电连接插针与电连接插块脱离，方便用户拔出可拆电路板；充气接管能从外部向充气口充入气体；第二延伸块内的竖向内槽供第一延伸块伸入，能有效避免充入的气体发生泄漏，进而稳定的推动第一延伸块上移、第二延伸块下移。

附图说明

图1为实施例中流程示意图；

图2为实施例的结构示意图；

图3为图2中A部的放大图；

图4为图3中B部的放大图；

图5为图3中C部的放大图。

图中：11、壳体；12、安装内腔；13、锂电池包；14、控制电路板；141、控制芯片；142、通讯芯片；15、插入开口；16、固定框架；21、可拆电路板；22、噪声监测传感器；23、嵌入凹面；24、电连接插针；31、第一内壳；32、第一螺钉；33、第一内腔；34、内滑块；35、下压块；36、第一压缩弹簧；41、第二螺钉；42、上盖板；43、第三螺钉；44、内伸挡块；45、间隔内腔；46、内接触块；51、第四螺钉；52、下盖板；521、第一穿孔；522、第二穿孔；61、第二内壳；62、第五螺钉；63、第二内腔；71、内接电路板；72、电连接插块；73、焊接区；74、导线；75、过线孔；76、第二压缩弹簧；81、第六螺钉；82、侧挡块；83、凹陷缺口；84、第七螺钉；85、下挡块；91、第一延伸块；92、第二延伸块；921、接触挡面；922、竖向内槽；93、填充块；94、第八螺钉；95、充气口；96、气管；97、充气接管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如附图1所示；

本实施例公开了一种基于噪声监测数据识别的施工行为检测方法，包括有以下步骤：

步骤S1、从噪声自动监测设备获取建筑工地的噪声瞬时数据；

通过部署在建筑工地的噪声自动监测设备，获取建筑工地场界的连续长期在线监测数据，得到相应的噪声数据流文件。文件获取的时间为1s一次，得到含时间标记的声压级数据，时间标记为秒级，例：时间：2023/1/1 00:00:01，瞬时数据：50dB。

步骤S2、对获取的噪声瞬时数据进行计算，获取对应时间序列的分钟级等效声级；

通过等效声级算法公式对获取的噪声瞬时数据按不同的时间尺度进行积分，基于数据流对应的时间序列将获取的噪声数据区分为若干时间段。根据时间区间获取对应区间的噪声瞬时数据Lp，一般为1个/秒。以60s为积分时间，计算得到1min的等效声级LeqT

步骤S3、基于活动状态分析模型，在多个时间表的1min噪声等效声级中提取特征；

根据噪声自动监测数据的分布特征识别相应时间施工机械的活动状态。识别方法主要参考了正态分布规律，利用活动状态分析模型区分稳态与非稳态噪声，从而识别建筑工地施工状态。模型分析原理主要是通过循环计算时间区间内的历史统计LeqT

其中z为概率分布系数（参考区间[1.26,1.69]），主要考虑识别准确率和建筑工地的实际情况。在假定检测工地的LeqT

步骤S4、对判定为活动状态的对象数据进行记录并输出；

对判定为活动状态的数据进行标记，输出一组带时间标记、活动状态标记以及相应时间LeqT

如附图2-5所示；

本实施例还公开了一种基于噪声监测数据识别的施工行为检测系统，包括有噪声自动监测设备，噪声自动监测设备包括有壳体11，壳体11内部开设有安装内腔12，安装内腔12中设置有锂电池包13和控制电路板14，锂电池包13为控制电路板14供电，控制电路板14上至少配置有控制芯片141、通讯芯片142、放大电路和滤波电路，通讯芯片142与外部终端构成数据互通；壳体11的左侧设置有为锂电池包13充电的充电口。

于壳体11的右侧方开设有与安装内腔12相通的插入开口15，于插入开口15内插设有可拆电路板21，可拆电路板21上焊接有噪声监测传感器22，噪声监测传感器22朝向插入开口15设置，于安装内腔12中还设置有下压锁定组件和分离组件，当可拆电路板21插入至插入开口15后，下压锁定组件能够下压并锁定住可拆电路板21，同时可拆电路板21会下移并与控制电路板14构成导电连接；分离组件能在下压锁定组件解锁对可拆电路板21的锁定后，切断可拆电路板21与控制电路板14的导电连接，方便用户拔出可拆电路板21。

其中，安装内腔12中固定设置有固定框架16；下压锁定组件包括有第一内壳31，第一内壳31通过第一螺钉32固定在固定框架16上，第一内壳31的内部开设有第一内腔33，第一内腔33中滑动设置有内滑块34，内滑块34的下端固定设置有下压块35，可拆电路板21的上端开设有嵌入凹面23，当可拆电路板21插入至插入开口15后，下压块35能伸入至嵌入凹面23内来锁定住可拆电路板21，同时下压块35还会下压可拆电路板21，让其与控制电路板14构成导电连接；第一内腔33中设置有为下压块35提供下压的驱动力的第一压缩弹簧36。

其中，第一内壳31的上端呈开口状并通过第二螺钉41固定设置有上盖板42，上盖板42的下端通过第三螺钉43固定设置有内伸挡块44，内伸挡块44伸入至第一内腔33中，且内伸挡块44与第一内腔33的内周壁之间形成有间隔内腔45，第一压缩弹簧36位于间隔内腔45中，内滑块34的上端固定设置有伸入至间隔内腔45中的内接触块46，第一压缩弹簧36的上下端分别由上盖板42和内接触块46挤压；第一内壳31的下端呈开口状并通过第四螺钉51固定设置有下盖板52，下盖板52内开设有供下压块35穿过的第一穿孔521；

内滑块34能分别与内伸挡块44和下盖板52的相抵来进行限位；当内滑块34与内伸挡块44相抵时，下压块35会隐藏在第一穿孔521内。

其中，分离组件包括有第二内壳61，第二内壳61通过第五螺钉62固定在固定框架16上，第二内壳61的内部开设有第二内腔63，第二内腔63中滑动设置有内接电路板71，可拆电路板21的下端焊接有电连接插针24，内接电路板71的上端焊接有电连接插块72，当下压块35伸入至可拆电路板21的嵌入凹面23后，下压块35会下压可拆电路板21，使得电连接插针24能插入至电连接插块72中，进而构成可拆电路板21与内接电路板71的导电连接；

内接电路板71和控制电路板14上均设置有焊接区73，通过在两个焊接区73之间设置导线74来构成内接电路板71和控制电路板14的导电连接，最终实现噪声监测传感器22与控制芯片141的相连；第二内壳61的下端开设有供导线74穿出的过线孔75。

其中，第二内腔63中设置有第二压缩弹簧76，第二压缩弹簧76为内接电路板71提供向上移位的驱动力，以让电连接插针24能更轻松的插入至电连接插块72中。

其中，第二内腔63顶部的右侧方通过第六螺钉81固定设置有侧挡块82，内接电路板71上端的右侧开设有凹陷缺口83，通过侧挡块82与凹陷缺口83的相抵来防止内接电路板71脱出第二内腔63；第二内腔63底部通过第七螺钉84固定设置有下挡块85，下挡块85能与内接电路板71相抵来限位内接电路板71，下挡块85还会伸入至第二压缩弹簧76的下端来限位第二压缩弹簧76。

其中，内滑块34的下端固定设置有竖向的第一延伸块91，第一延伸块91朝下延伸，下盖板52内开设有供第一延伸块91穿过的第二穿孔522，第一延伸块91位于下压块35的左侧方；内接电路板71上端的左侧固定设置有竖向的第二延伸块92，第二延伸块92朝上延伸；第二延伸块92的右侧面为接触挡面921，可拆电路板21插入至插入开口15后会与接触挡面921相抵，且当可拆电路板21与接触挡面921相抵时，嵌入凹面23会正好位于下压块35的正下方，电连接插块72亦会正好位于电连接插针24的正下方。

其中，第二延伸块92内开设有竖向内槽922，第一延伸块91的下端会向下伸入至竖向内槽922中，安装内腔12中固定设置有填充块93，填充块93通过第八螺钉94固定在固定框架16上，填充块93位于第一内壳31的第二内壳61之间，填充块93分别与第一延伸块91和第二延伸块92相贴，于填充块93、第一延伸块91和第二延伸块92之间配合形成有一充气口95，充气口95通过气管96延伸至壳体11的右侧外壁并固定设置有充气接管97；通过充气接管97能向充气口95充入气体，充入的气体能够分别推动第一延伸块91上移、第二延伸块92下移，进而使得下压块35与嵌入凹面23脱离、电连接插针24与电连接插块72脱离，方便用户拔出可拆电路板21。在本实施例中，能通过手持的小气泵来向充气接管97充入气体。

本实施例的工作原理为：

①安装前，首先通过充气接管97来向充气口95充入气体，充入至充气口95内的气体能够推动第一延伸块91上移、第二延伸块92下移，进而使得下压块35隐藏在第一穿孔521内，进而避免阻碍到可拆电路板21的安装。

②安装时，将焊接有噪声监测传感器22的可拆电路板21靠着插入开口15的上端内壁插入，直至可拆电路板21的左端部与第二延伸块92的接触挡面921相抵，此时，嵌入凹面23会正好位于下压块35的正下方，电连接插块72亦会正好位于电连接插针24的正下方。接着，取消对充气接管97的充气操作；一方面，下压块35会在第一压缩弹簧36的驱动力下伸入至嵌入凹面23内来锁定住可拆电路板21，同时还能下压可拆电路板21，让电连接插针24朝向电连接插块72移动；另一方面，内接电路板71会在第二压缩弹簧76的驱动力下上移，让电连接插块72朝向电连接插针24移动，最终使得电连接插针24能插入至电连接插块72内，实现导电连接。

③拆卸时，通过充气接管97来向充气口95充入气体，充入至充气口95内的气体能够推动第一延伸块91上移、第二延伸块92下移，进而使得下压块35与嵌入凹面23脱离、电连接插针24与电连接插块72脱离，接着，用户从插入开口15中拔出可拆电路板21即可。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。