一种建筑施工现场安全监测管理系统的制作方法

1.本发明属于建筑施工现场安全监测领域，涉及到一种建筑施工现场安全监测管理系统。


背景技术：

2.塔机在建筑工地中具有重要的作用，其能够将重物在工地内高空间对空间进行快速、高效的运输和安装。但塔机在操作过程中也会面临一些安全风险，例如设备故障、货物掉落、天气因素等等。因此，为了确保工地的安全和操作的有效性，建筑企业需要对塔机进行安全监测。
3.现有的塔机安全监测技术通常建筑工人由相机或监测器采集塔机的运行数据，分析运行数据并反馈至驾驶员，由经验丰富的驾驶员判断塔机运行状况。
4.尽管现有的塔机安全监测技术能够有效了解塔机的运行状况，但仍存在一些问题，具有体现在：（1）现有的塔机安全监测技术缺乏在塔机吊运货物前，无法对塔机吊臂和货物与其他塔机吊臂和货物的碰撞可能性进行充分分析，从而导致塔机在吊运过程中与其他工作的塔机发生吊臂碰撞或货物碰撞，既耽误了施工进度又造成巨大的损失，甚至威胁到地面人员的人身安全。
5.（2）现有的塔机安全监测技术多对塔机的各部件的运行状况进行分析，忽略了对塔机的稳定性相关的监测与分析，进而可能导致塔机承载货物能力不足或风力强度过大时，塔机机身倾斜或倒塌的安全隐患无法及时被发现，从一定程度上无法保障建筑工人的人身安全。
6.（3）在塔机对货物进行吊运过程中，由于受风力因素和吊绳捆绑紧实度的影响，货物可能出现松绑和倾斜的情况，甚至从高空中脱落，不仅会损坏货物，还会威胁到地面人员的安全，而现有的塔机安全监测技术却很少针对在吊运过程中的货物进行细致化的监测与分析，缺乏可靠性与全面性。


技术实现要素：

7.鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出一种建筑施工现场安全监测管理系统。
8.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：本发明提供一种建筑施工现场安全监测管理系统，包括：一种建筑施工现场安全监测管理系统，其特征在于：该系统包括：吊运信息提取模块，用于在目标塔机吊运货物前，提取目标塔机和各工作塔机的吊运信息，其包括塔机基本信息和货物基本信息。
9.目标塔机吊臂碰撞风险分析模块，用于根据目标塔机和各工作塔机的吊运信息，规划目标塔机与各工作塔机在标准风力强度下的吊臂工作区域，进而分析目标塔机的吊臂碰撞风险系数，据此发送吊臂碰撞预警信号。
10.目标塔机货物碰撞风险分析模块，用于规划目标塔机与各工作塔机在实际吊运过
程中的货物最大活动区域，进而分析目标塔机的货物碰撞风险系数，据此发送货物碰撞预警信号。
11.目标塔机实时监测模块，用于在目标塔机工作过程中，对目标塔机机身和货物进行实时监测，获取目标塔机的机身信息、货物信息和气象信息。
12.目标塔机机身稳定性分析模块，用于根据目标塔机的机身信息和气象信息，计算目标塔机承重稳定系数和姿态稳定系数，进而综合分析目标塔机的机身稳定系数，据此发送塔机稳定性预警信号。
13.目标塔机货物稳定性分析模块，用于根据目标塔机的货物信息，计算目标塔机货物固定度和平衡度，进而综合分析目标塔机货物稳定系数，据此发送货物稳定性预警信号。
14.控制中心模块，用于接收吊臂、货物碰撞预警信号和塔机、货物稳定性预警信号，并进行相应的处理。
15.云数据库，用于存储各风力等级对应的塔机姿态稳定影响因子和承重稳定影响因子，存储各型号各规格塔机的最大称重量和吊臂自身重力荷载。
16.优选地，所述塔机基本信息包括布设位置、型号、规格、高度和吊臂长度。
17.所述货物基本信息包括重量、长度、初始位置和指定抵达位置。
18.优选地，所述目标塔机吊臂碰撞风险分析模块的具体分析过程包括：以目标塔机布设位置为基准点建立高斯-克吕格坐标系，记为参考坐标系，从目标塔机货物基本信息中提取目标塔机货物初始位置和指定抵达位置，采用gps定位系统获取目标塔机货物初始位置和指定抵达位置对应基准点的水平距离和竖直高度，由此得到目标塔机货物初始位置和指定抵达位置在参考坐标系上对应的坐标，分别记为，在xoy平面上获取目标塔机货物初始位置坐标、指定抵达位置坐标与基准点的连线，进而得到两连线间的夹角，记为目标塔机方向线夹角，提取目标塔机塔机基本信息中目标塔机的高度h和吊臂长度l，以为圆点，目标塔机吊臂长度为半径，朝目标塔机方向线夹角在参考坐标系的xoy平面上规划目标塔机在标准风力强度下的吊臂工作区域。
19.根据各工作塔机的布设位置，采用gps定位系统获取各工作塔机对应基准点的水平距离，得到各工作塔机在参考坐标系上的坐标，以各工作塔机的坐标为基准点再建立各高斯-克吕格坐标系，同上述规划目标塔机在标准风力强度下的吊臂工作区域方法一致，在参考坐标系的xoy平面上规划各工作塔机在标准风力强度下的吊臂工作区域。
20.根据参考坐标系的xoy平面上的各工作塔机和目标塔机在标准风力强度下的吊臂工作区域，得到各工作塔机与目标塔机的吊臂工作重合区域面积，记为，其中i表示各工作塔机的编号，，由公式得到目标塔机的吊臂碰撞风险系数，其中表示预设的吊臂工作重合区域合理面积阈值，表示预设的吊臂工作重合区域面积修正因子，e表示自然常数。
21.将目标塔机的吊臂碰撞风险系数与预设的塔机吊臂合理碰撞风险系数进行对比，若目标塔机的吊臂碰撞风险系数大于预设的塔机吊臂碰撞风险系数，发送吊臂碰撞预警信
号。
22.优选地，所述目标塔机货物碰撞风险分析模块具体分析过程包括：在参考坐标系上获取目标塔机货物待移动位置坐标，记为，从目标塔机货物基本信息中提取货物长度，分析目标塔机货物参考长度阈值r，其计算公式为，其中表示预设的塔机吊运货物过程中吊绳最大允许偏移角度，以目标塔机货物待移动位置的坐标为圆点、目标塔机货物参考长度阈值为半径，朝目标塔机方向线夹角规划目标塔机货物在标准风力强度下的最大活动区域，进而得到目标塔机货物在标准风力强度下的最大活动区域面积。
23.从目标塔机货物基本信息中提取货物重量q，由公式得到吊臂附加荷载，其中g表示重力加速度，根据目标塔机的型号与规格，从云数据库中提取目标塔机吊臂自身重力荷载，分析吊臂在货物影响下产生的吊臂波动区域面积，其计算公式为：，进而由公式得到货物第一波动区域面积。
24.从气象台中获取当天最大风力强度f，将当天最大风力强度与标准风力强度进行比对，若当天最大风力强度小于或等于标准风力强度时，将货物第二波动区域面积记为0，若当天最大风力强度大于标准风力强度时，由公式得到货物第二波动区域面积，其中表示标准风力强度，表示。
25.由公式得到目标塔机货物在实际吊运过程中的最大活动区域面积。
26.同理得到各工作塔机货物在实际吊运过程中的最大活动区域面积。
27.根据参考坐标系上目标塔机货物和各工作塔机货物在实际吊运过程中的最大活动区域面积，得到目标塔机货物与各工作塔机货物的货物活动重合区域面积，记为，由公式得到目标塔机货物碰撞风险系数，其中表示预设的货物活动重合区域合理面积阈值，表示预设的货物活动重合区域面积修正因子。
28.将目标塔机货物碰撞风险系数与预设的塔机货物合理碰撞风险系数进行对比，若目标塔机货物碰撞风险系数大于预设的塔机货物合理碰撞风险系数，发送货物碰撞预警信号。
29.优选地，所述机身信息包括塔身垂直度c和吊臂倾斜度。
30.所述货物信息包括货物倾斜度、吊绳抓取应力值k。
31.所述气象信息包括当前风力强度。
32.优选地，所述目标塔机机身稳定性分析模块具体分析过程包括：提取气象信息中的当前风力强度，获取当前风力强度对应的风力等级，从云数据库中提取当前风力等级所
对应的塔机姿态稳定影响因子和承重稳定影响因子。
33.根据目标塔机的机身信息，由公式得到目标塔机姿态稳定系数，其中分别表示预设的塔身垂直度、吊臂倾斜度对应姿态稳定系数的权重占比，表示预设的塔身合理垂直度偏移阈值，、分别表示预设的塔身标准垂直度、吊臂可允许倾斜度阈值。
34.根据目标塔机的型号与规格，从云数据库中提取目标塔机的最大可承重量，由公式得到目标塔机承重稳定系数。
35.优选地，所述目标塔机机身稳定性分析模块具体分析过程还包括：根据目标塔机姿态和承重的稳定系数，分析目标塔机机身稳定系数，其计算公式为：，其中分别表示预设的姿态稳定系数、承重稳定系数对应机身稳定系数的权重占比。
36.将目标塔机机身稳定系数与预设的塔机合理机身稳定系数阈值进行比对，若目标塔机稳定系数小于预设的塔机合理机身稳定系数阈值，发送塔机稳定性预警信号。
37.优选地，所述目标塔机货物稳定性分析模块具体分析过程包括：根据目标塔机的货物信息，由公式得到目标塔机货物平衡度，其中表示预设的货物允许倾斜度阈值，由公式得到目标塔机货物固定度，其中表示预设的吊绳标准抓取应力值。
38.根据目标塔机货物的固定度和平衡度，分析目标塔机货物稳定系数，其计算公式为，其中分别表示预设的货物固定度、平衡度对应货物稳定系数的权重占比。
39.将目标塔机货物稳定系数与预设的塔机合理货物稳定系数阈值进行比对，若目标塔机货物稳定系数小于预设的塔机合理货物稳定系数阈值，发送货物稳定性预警信号。
40.相较于现有技术，本发明的有益效果如下：（1）本发明通过直观展示目标塔机与各工作塔机在标准风力强度下的吊臂工作区域，由目标塔机与各工作塔机的各吊臂工作重合区域面积，分析目标塔机吊臂碰撞风险系数，提前预知目标塔机吊臂碰撞危险事故发生可能性，促进塔机安全监测技术的可靠性与稳定性。
41.（2）本发明通过在塔机吊臂碰撞风险排除的基础上，规划目标塔机与各工作塔机在实际吊运过程中的货物最大活动区域，进而分析目标塔机货物碰撞风险系数，排除目标塔机货物碰撞的可能性，进而确保塔机吊运货物的安全和顺利进行。
42.（3）本发明通过结合目标塔机承重稳定系数和姿态稳定系数对其机身稳定系数进
行综合分析，及时发现塔机机身倾斜带来的安全隐患并自动向驾驶室发送塔机预警信号，规避了现有塔机安全监测技术对塔机机身稳定性监测存在的不足，增强建筑施工现场安全保障力度。
43.（4）本发明通过从货物固定度和平衡度两方面对目标塔机货物稳定系数进行分析，据此向驾驶室发送货物预警信号，提高了货物掉落隐患消除的及时性，从而降低了安全事故发生的概率。
44.（5）本发明通过控制中心接收吊臂、货物碰撞预警信号和塔机、货物稳定性预警信号，对塔机和货物的碰撞风险、稳定性能进行自动诊断和预警，进而及时做出相应处理和维护，大大降低了安全事故带来的损失。
附图说明
45.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所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
46.图1为本发明系统结构示意图。
具体实施方式
47.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，所描述的实施例仅仅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做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。
48.请参阅图1所示，本发明提供了一种建筑施工现场安全监测管理系统，具体模块分布如下：吊运信息提取模块、目标塔机吊臂碰撞风险分析模块、目标塔机货物碰撞风险分析模块、目标塔机实时监测模块、目标塔机机身稳定性分析模块、目标塔机货物稳定性分析模块、控制中心模块、云数据库，其中模块之间的连接关系为：目标塔机吊臂碰撞风险分析模块与吊运信息提取模块连接，目标塔机货物碰撞风险分析模块与目标塔机吊臂碰撞风险分析模块连接，目标塔机实时监测模块与目标塔机货物碰撞风险分析模块，目标塔机机身稳定性分析模块与目标塔机实时监测模块连接，目标塔机货物稳定性分析模块与目标塔机实时监测模块连接，目标塔机吊臂碰撞风险分析模块、目标塔机货物碰撞风险分析模块、目标塔机机身稳定性分析模块、目标塔机货物稳定性分析模块均与控制中心模块连接，目标塔机货物碰撞风险分析模块、目标塔机机身稳定性分析模块均与云数据库连接。
49.所述吊运信息提取模块，用于在目标塔机吊运货物前，提取目标塔机和各工作塔机的吊运信息，其包括塔机基本信息和货物基本信息。
50.具体地，所述塔机基本信息包括布设位置、型号、规格、高度和吊臂长度。
51.所述货物基本信息包括重量、长度、初始位置和指定抵达位置。
52.所述目标塔机吊臂碰撞风险分析模块，用于根据目标塔机和各工作塔机的吊运信息，规划目标塔机与各工作塔机在标准风力强度下的吊臂工作区域，进而分析目标塔机的吊臂碰撞风险系数，据此发送吊臂碰撞预警信号。
53.具体地，所述目标塔机吊臂碰撞风险分析模块的具体分析过程包括：以目标塔机布设位置为基准点建立高斯-克吕格坐标系，记为参考坐标系，从目标塔机货物基本信息中提取目标塔机货物初始位置和指定抵达位置，采用gps定位系统获取目标塔机货物初始位置和指定抵达位置对应基准点的水平距离和竖直高度，由此得到目标塔机货物初始位置和指定抵达位置在参考坐标系上对应的坐标，分别记为，在xoy平面上获取目标塔机货物初始位置坐标、指定抵达位置坐标与基准点的连线，进而得到两连线间的夹角，记为目标塔机方向线夹角，提取目标塔机塔机基本信息中目标塔机的高度h和吊臂长度l，以为圆点，目标塔机吊臂长度为半径，朝目标塔机方向线夹角在参考坐标系的xoy平面上规划目标塔机在标准风力强度下的吊臂工作区域。
54.根据各工作塔机的布设位置，采用gps定位系统获取各工作塔机对应基准点的水平距离，得到各工作塔机在参考坐标系上的坐标，以各工作塔机的坐标为基准点再建立各高斯-克吕格坐标系，同上述规划目标塔机在标准风力强度下的吊臂工作区域方法一致，在参考坐标系的xoy平面上规划各工作塔机在标准风力强度下的吊臂工作区域。
55.根据参考坐标系的xoy平面上的各工作塔机和目标塔机在标准风力强度下的吊臂工作区域，得到各工作塔机与目标塔机的吊臂工作重合区域面积，记为，其中i表示各工作塔机的编号，，由公式得到目标塔机的吊臂碰撞风险系数，其中表示预设的吊臂工作重合区域合理面积阈值，表示预设的吊臂工作重合区域面积修正因子，e表示自然常数。
56.将目标塔机的吊臂碰撞风险系数与预设的塔机吊臂合理碰撞风险系数进行对比，若目标塔机的吊臂碰撞风险系数大于预设的塔机吊臂碰撞风险系数，发送吊臂碰撞预警信号。
57.需要说明的是，上述预设的塔机吊臂合理碰撞风险系数为0。
58.还需要说明的是，上述同上述规划目标塔机在标准风力强度下的吊臂工作区域方法一致，在参考坐标系的xoy平面上规划各工作塔机在标准风力强度下的吊臂工作区域，其具体过程为：从各工作塔机货物基本信息中提取各工作塔机货物初始位置和指定抵达位置，采用gps定位系统获取各工作塔机货物初始位置和指定抵达位置对应基准点的水平距离和竖直高度，由此得到各工作塔机货物初始位置和指定抵达位置在各参考坐标系上对应的坐标，在xoy平面上获取各工作塔机货物初始位置坐标、指定抵达位置坐标与基准点的连线，进而得到两连线间的夹角，记为各工作塔机方向线夹角，提取各工作塔机塔机基本信息中各工作塔机的高度和吊臂长度，以为圆点，各工作塔机吊臂长度为半径，朝各工作塔机方向线夹角在各参考坐标系的xoy平面上规划各工作塔机在标准风力强度下的吊臂工作区域。
59.本发明实例通过直观展示目标塔机与各工作塔机在标准风力强度下的吊臂工作区域，由目标塔机与各工作塔机的各吊臂工作重合区域面积，分析目标塔机吊臂碰撞风险系数，提前预知目标塔机吊臂碰撞危险事故发生可能性，促进塔机安全监测技术的可靠性
与稳定性。
60.所述目标塔机货物碰撞风险分析模块，用于规划目标塔机与各工作塔机在实际吊运过程中的货物最大活动区域，进而分析目标塔机的货物碰撞风险系数，据此发送货物碰撞预警信号。
61.具体地，所述目标塔机货物碰撞风险分析模块具体分析过程包括：在参考坐标系上获取目标塔机货物待移动位置坐标，记为，从目标塔机货物基本信息中提取货物长度，分析目标塔机货物参考长度阈值r，其计算公式为，其中表示预设的塔机吊运货物过程中吊绳最大允许偏移角度，以目标塔机货物待移动位置的坐标为圆点、目标塔机货物参考长度阈值为半径，朝目标塔机方向线夹角规划目标塔机货物在标准风力强度下的最大活动区域，进而得到目标塔机货物在标准风力强度下的最大活动区域面积。
62.从目标塔机货物基本信息中提取货物重量q，由公式得到吊臂附加荷载，其中g表示重力加速度，根据目标塔机的型号与规格，从云数据库中提取目标塔机吊臂自身重力荷载，分析吊臂在货物影响下产生的吊臂波动区域面积，其计算公式为：，进而由公式得到货物第一波动区域面积。
63.从气象台中获取当天最大风力强度f，将当天最大风力强度与标准风力强度进行比对，若当天最大风力强度小于或等于标准风力强度时，将货物第二波动区域面积记为0，若当天最大风力强度大于标准风力强度时，由公式得到货物第二波动区域面积，其中表示标准风力强度，表示。
64.由公式得到目标塔机货物在实际吊运过程中的最大活动区域面积。
65.同理得到各工作塔机货物在实际吊运过程中的最大活动区域面积。
66.根据参考坐标系上目标塔机货物和各工作塔机货物在实际吊运过程中的最大活动区域面积，得到目标塔机货物与各工作塔机货物的货物活动重合区域面积，记为，由公式得到目标塔机货物碰撞风险系数，其中表示预设的货物活动重合区域合理面积阈值，表示预设的货物活动重合区域面积修正因子。
67.将目标塔机货物碰撞风险系数与预设的塔机货物合理碰撞风险系数进行对比，若目标塔机货物碰撞风险系数大于预设的塔机货物合理碰撞风险系数，发送货物碰撞预警信号。
68.需要说明的是，上述预设的塔机货物合理碰撞风险系数为0。
69.还需要说明的是，同理得到各工作塔机货物在实际吊运过程中的最大活动区域面
积，其具体分析过程为：在各参考坐标系上获取各工作塔机货物待移动位置坐标，从各工作塔机货物基本信息中提取货物长度，分析各工作塔机货物参考长度阈值，其计算公式为，以各工作塔机货物待移动位置的坐标为圆点、各工作塔机货物参考长度阈值为半径，朝各工作塔机方向线夹角规划各工作塔机货物在标准风力强度下的最大活动区域，进而得到各工作塔机货物在标准风力强度下的最大活动区域面积。
70.计算各工作塔机吊臂附加荷载，根据各工作塔机的型号与规格，从云数据库中提取各工作塔机吊臂自身重力荷载，分析各工作塔机的吊臂在货物影响下产生的吊臂波动区域面积，进而得到各工作塔机货物第一波动区域面积。
71.从气象台中获取当天最大风力强度f，将当天最大风力强度与标准风力强度进行比对，若当天最大风力强度小于或等于标准风力强度时，将各工作塔机货物第二波动区域面积记为0，若当天最大风力强度大于标准风力强度时，计算得到各工作塔机货物第二波动区域面积。
72.由公式得到各工作塔机货物在实际吊运过程中的最大活动区域面积。
73.本发明实例通过在塔机吊臂碰撞风险排除的基础上，规划目标塔机与各工作塔机在实际吊运过程中的货物最大活动区域，进而分析目标塔机货物碰撞风险系数，排除目标塔机货物碰撞的可能性，进而确保塔机吊运货物的安全和顺利进行。
74.所述目标塔机实时监测模块，用于在目标塔机工作过程中，对目标塔机机身和货物进行实时监测，获取目标塔机的机身信息、货物信息和气象信息。
75.具体地，所述机身信息包括塔身垂直度c和吊臂倾斜度。
76.所述货物信息包括货物倾斜度和吊绳抓取应力值k。
77.所述气象信息包括当前风力强度。
78.需要说明的是，上述获取目标塔机的机身信息、货物信息和气象信息，其具体获取过程为：通过在目标塔机底座平坦地面上放置全站仪，获取目标塔机的机身垂直度。
79.通过目标塔机吊臂接口处和货物上安装的电子倾角仪对吊臂和货物倾斜度进行监测，通过无线网络实时将电子倾角仪上的数值发送至后台，得到吊臂和货物倾斜度。
80.将塔身垂直度和吊臂倾斜度作为机身信息。
81.通过目标塔机吊绳上安装的钢丝绳应力测试仪对吊绳抓取应力值进行监测，得到吊绳抓取应力值。
82.将货物倾斜度和吊绳抓取应力值作为货物信息。
83.通过目标塔机顶端安装的风力风向测试仪对当前风力强度进行监测，得到当前风力强度，将当前风力强度作为气象信息。
84.所述目标塔机机身稳定性分析模块，用于根据目标塔机的机身信息和气象信息，计算目标塔机承重稳定系数和姿态稳定系数，进而综合分析目标塔机的机身稳定系数，据此发送塔机稳定性预警信号。
85.具体地，所述目标塔机机身稳定性分析模块具体分析过程包括：提取气象信息中的当前风力强度，获取当前风力强度对应的风力等级，从云数据库中提取当前风力等级所对应的塔机姿态稳定影响因子和承重稳定影响因子。
86.根据目标塔机的机身信息，由公式得到目标塔机姿态稳定系数，其中分别表示预设的塔身垂直度、吊臂倾斜度对应姿态稳定系数的权重占比，表示预设的塔身合理垂直度偏移阈值，、分别表示预设的塔身标准垂直度、吊臂可允许倾斜度阈值。
87.根据目标塔机的型号与规格，从云数据库中提取目标塔机的最大可承重量，由公式得到目标塔机承重稳定系数。
88.具体地，所述目标塔机机身稳定性分析模块具体分析过程还包括：根据目标塔机姿态和承重的稳定系数，分析目标塔机机身稳定系数，其计算公式为：，其中分别表示预设的姿态稳定系数、承重稳定系数对应机身稳定系数的权重占比。
89.将目标塔机机身稳定系数与预设的塔机合理机身稳定系数阈值进行比对，若目标塔机稳定系数小于预设的塔机合理机身稳定系数阈值，发送塔机稳定性预警信号。
90.本发明实例通过结合目标塔机承重稳定系数和姿态稳定系数对其机身稳定系数进行综合分析，及时发现塔机机身倾斜带来的安全隐患并自动向驾驶室发送塔机预警信号，规避了现有塔机安全监测技术对塔机机身稳定性监测存在的不足，增强建筑施工现场安全保障力度。
91.所述目标塔机货物稳定性分析模块，用于根据目标塔机的货物信息，计算目标塔机货物固定度和平衡度，进而综合分析目标塔机货物稳定系数，据此发送货物稳定性预警信号。
92.具体地，所述目标塔机货物稳定性分析模块具体分析过程包括：根据目标塔机的货物信息，由公式得到目标塔机货物平衡度，其中表示预设的货物允许倾斜度阈值，由公式得到目标塔机货物固定度，其中表示预设的吊绳标准抓取应力值。
93.需要说明的是，上述吊绳标准抓取应力值是指在目标塔机吊起货物的瞬间，钢丝绳应力测试仪上所显示的数值。
94.根据目标塔机货物的固定度和平衡度，分析目标塔机货物稳定系数，其计算公式为，其中分别表示预设的货物固定度、平衡度对应货物稳定系数的
权重占比。
95.将目标塔机货物稳定系数与预设的塔机合理货物稳定系数阈值进行比对，若目标塔机货物稳定系数小于预设的塔机合理货物稳定系数阈值，发送货物稳定性预警信号。
96.本发明实例通过从货物固定度和平衡度两方面对目标塔机货物稳定系数进行分析，据此向驾驶室发送货物预警信号，提高了货物掉落隐患消除的及时性，从而降低了安全事故发生的概率。
97.所述控制中心模块，用于接收吊臂、货物碰撞预警信号和塔机、货物稳定性预警信号，并进行相应的处理。
98.需要说明的是，上述进行相应的处理，其具体处理过程为：控制中心接收吊臂碰撞预警信号时，切断吊臂控制系统，在驾驶室显示终端显示等待条令，后台在未来设定时间段内不断重复计算目标塔机吊臂碰撞风险系数，直至目标塔机吊臂碰撞风险系数等于预设的塔机吊臂合理碰撞风险系数时，吊臂碰撞预警信号解除。
99.控制中心接收货物碰撞预警信号时，切断机械控制系统，在驾驶室显示终端显示等待条令，后台在未来设定时间段内不断重复计算目标塔机货物碰撞风险系数，直至目标塔机货物碰撞风险系数等于预设的塔机货物合理碰撞风险系数时，货物碰撞预警信号解除。
100.控制中心接收塔机稳定性预警信号时，立即叫停塔机工作，通过广播提醒和紧急疏散塔机周边人群。
101.控制中心接收货物稳定性预警信号时，立即叫停塔机工作，在最近可放置区域将货物缓慢放下。
102.本发明实例通过控制中心接收吊臂、货物碰撞预警信号和塔机、货物稳定性预警信号，对塔机和货物的碰撞风险、稳定性能进行自动诊断和预警，进而及时做出相应处理和维护，大大降低了安全事故带来的损失。
103.云数据库，用于存储各风力等级对应的塔机姿态稳定影响因子和承重稳定影响因子，存储各型号各规格塔机的最大称重量和吊臂自身重力荷载。
104.以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本发明所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种建筑施工现场安全监测管理系统，其特征在于：该系统包括：吊运信息提取模块，用于在目标塔机吊运货物前，提取目标塔机和各工作塔机的吊运信息，其包括塔机基本信息和货物基本信息；目标塔机吊臂碰撞风险分析模块，用于根据目标塔机和各工作塔机的吊运信息，规划目标塔机与各工作塔机在标准风力强度下的吊臂工作区域，进而分析目标塔机的吊臂碰撞风险系数，据此发送吊臂碰撞预警信号；目标塔机货物碰撞风险分析模块，用于规划目标塔机与各工作塔机在实际吊运过程中的货物最大活动区域，进而分析目标塔机的货物碰撞风险系数，据此发送货物碰撞预警信号；目标塔机实时监测模块，用于在目标塔机工作过程中，对目标塔机机身和货物进行实时监测，获取目标塔机的机身信息、货物信息和气象信息；目标塔机机身稳定性分析模块，用于根据目标塔机的机身信息和气象信息，计算目标塔机承重稳定系数和姿态稳定系数，进而综合分析目标塔机的机身稳定系数，据此发送塔机稳定性预警信号；目标塔机货物稳定性分析模块，用于根据目标塔机的货物信息，计算目标塔机货物固定度和平衡度，进而综合分析目标塔机货物稳定系数，据此发送货物稳定性预警信号；控制中心模块，用于接收吊臂、货物碰撞预警信号和塔机、货物稳定性预警信号，并进行相应的处理；云数据库，用于存储各风力等级对应的塔机姿态稳定影响因子和承重稳定影响因子，存储各型号各规格塔机的最大称重量和吊臂自身重力荷载。2.根据权利要求1所述的一种建筑施工现场安全监测管理系统，其特征在于：所述塔机基本信息包括布设位置、型号、规格、高度和吊臂长度；所述货物基本信息包括重量、长度、初始位置和指定抵达位置。3.根据权利要求2所述的一种建筑施工现场安全监测管理系统，其特征在于：所述目标塔机吊臂碰撞风险分析模块的具体分析过程包括：以目标塔机布设位置为基准点建立高斯-克吕格坐标系，记为参考坐标系，从目标塔机货物基本信息中提取目标塔机货物初始位置和指定抵达位置，采用gps定位系统获取目标塔机货物初始位置和指定抵达位置对应基准点的水平距离和竖直高度，由此得到目标塔机货物初始位置和指定抵达位置在参考坐标系上对应的坐标，分别记为，在xoy平面上获取目标塔机货物初始位置坐标、指定抵达位置坐标与基准点的连线，进而得到两连线间的夹角，记为目标塔机方向线夹角，提取目标塔机塔机基本信息中目标塔机的高度h和吊臂长度l，以为圆点，目标塔机吊臂长度为半径，朝目标塔机方向线夹角在参考坐标系的xoy平面上规划目标塔机在标准风力强度下的吊臂工作区域；根据各工作塔机的布设位置，采用gps定位系统获取各工作塔机对应基准点的水平距离，得到各工作塔机在参考坐标系上的坐标，以各工作塔机的坐标为基准点再建立各高斯-克吕格坐标系，同上述规划目标塔机在标准风力强度下的吊臂工作区域方法一致，在参考坐标系的xoy平面上规划各工作塔机在标准风力强度下的吊臂工作区域；根据参考坐标系的xoy平面上的各工作塔机和目标塔机在标准风力强度下的吊臂工作
区域，得到各工作塔机与目标塔机的吊臂工作重合区域面积，记为，其中i表示各工作塔机的编号，，由公式得到目标塔机的吊臂碰撞风险系数，其中表示预设的吊臂工作重合区域合理面积阈值，表示预设的吊臂工作重合区域面积修正因子，e表示自然常数；将目标塔机的吊臂碰撞风险系数与预设的塔机吊臂合理碰撞风险系数进行对比，若目标塔机的吊臂碰撞风险系数大于预设的塔机吊臂碰撞风险系数，发送吊臂碰撞预警信号。4.根据权利要求3所述的一种建筑施工现场安全监测管理系统，其特征在于：所述目标塔机货物碰撞风险分析模块具体分析过程包括：在参考坐标系上获取目标塔机货物待移动位置坐标，记为，从目标塔机货物基本信息中提取货物长度，分析目标塔机货物参考长度阈值r，其计算公式为，其中表示预设的塔机吊运货物过程中吊绳最大允许偏移角度，以目标塔机货物待移动位置的坐标为圆点、目标塔机货物参考长度阈值为半径，朝目标塔机方向线夹角规划目标塔机货物在标准风力强度下的最大活动区域，进而得到目标塔机货物在标准风力强度下的最大活动区域面积；从目标塔机货物基本信息中提取货物重量q，由公式得到吊臂附加荷载，其中g表示重力加速度，根据目标塔机的型号与规格，从云数据库中提取目标塔机吊臂自身重力荷载，分析吊臂在货物影响下产生的吊臂波动区域面积，其计算公式为：，进而由公式得到货物第一波动区域面积；从气象台中获取当天最大风力强度f，将当天最大风力强度与标准风力强度进行比对，若当天最大风力强度小于或等于标准风力强度时，将货物第二波动区域面积记为0，若当天最大风力强度大于标准风力强度时，由公式得到货物第二波动区域面积，其中表示标准风力强度，表示；由公式得到目标塔机货物在实际吊运过程中的最大活动区域面积；同理得到各工作塔机货物在实际吊运过程中的最大活动区域面积；根据参考坐标系上目标塔机货物和各工作塔机货物在实际吊运过程中的最大活动区域面积，得到目标塔机货物与各工作塔机货物的货物活动重合区域面积，记为，由公式得到目标塔机货物碰撞风险系数，其中表示预设的货物活动重合区域合理面积阈值，表示预设的货物活动重合区域面积修正因子；将目标塔机货物碰撞风险系数与预设的塔机货物合理碰撞风险系数进行对比，若目标
塔机货物碰撞风险系数大于预设的塔机货物合理碰撞风险系数，发送货物碰撞预警信号。5.根据权利要求4所述的一种建筑施工现场安全监测管理系统，其特征在于：所述机身信息包括塔身垂直度c和吊臂倾斜度；所述货物信息包括货物倾斜度和吊绳抓取应力值k；所述气象信息包括当前风力强度。6.根据权利要求5所述的一种建筑施工现场安全监测管理系统，其特征在于：所述目标塔机机身稳定性分析模块具体分析过程包括：提取气象信息中的当前风力强度，获取当前风力强度对应的风力等级，从云数据库中提取当前风力等级所对应的塔机姿态稳定影响因子和承重稳定影响因子；根据目标塔机的机身信息，由公式得到目标塔机姿态稳定系数，其中分别表示预设的塔身垂直度、吊臂倾斜度对应姿态稳定系数的权重占比，表示预设的塔身合理垂直度偏移阈值，、分别表示预设的塔身标准垂直度、吊臂可允许倾斜度阈值；根据目标塔机的型号与规格，从云数据库中提取目标塔机的最大可承重量，由公式得到目标塔机承重稳定系数。7.根据权利要求6所述的一种建筑施工现场安全监测管理系统，其特征在于：所述目标塔机机身稳定性分析模块具体分析过程还包括：根据目标塔机姿态和承重的稳定系数，分析目标塔机机身稳定系数，其计算公式为：，其中分别表示预设的姿态稳定系数、承重稳定系数对应机身稳定系数的权重占比；将目标塔机机身稳定系数与预设的塔机合理机身稳定系数阈值进行比对，若目标塔机稳定系数小于预设的塔机合理机身稳定系数阈值，发送塔机稳定性预警信号。8.根据权利要求5所述的一种建筑施工现场安全监测管理系统，其特征在于：所述目标塔机货物稳定性分析模块具体分析过程包括：根据目标塔机的货物信息，由公式得到目标塔机货物平衡度，其中表示预设的货物允许倾斜度阈值，由公式得到目标塔机货物固定度，其中表示预设的吊绳标准抓取应力值；根据目标塔机货物的固定度和平衡度，分析目标塔机货物稳定系数，其计算公式为，其中分别表示预设的货物固定度、平衡度对应货物稳定系数的权重占比；将目标塔机货物稳定系数与预设的塔机合理货物稳定系数阈值进行比对，若目标塔机货物稳定系数小于预设的塔机合理货物稳定系数阈值，发送货物稳定性预警信号。

技术总结
本发明属于建筑施工现场安全监测领域，涉及到一种建筑施工现场安全监测管理系统，通过设置吊运信息提取模块、目标塔机吊臂碰撞风险分析模块、目标塔机货物碰撞风险分析模块、目标塔机实时监测模块、目标塔机机身稳定性分析模块、目标塔机货物稳定性分析模块、控制中心模块、云数据库，本发明通过在目标塔机工作前，规划目标塔机和各工作塔机吊臂工作区域以及货物最大活动区域，计算目标塔机吊臂和货物碰撞风险系数，据此进行相应预警，在目标塔机工作过程中，通过目标塔机机身稳定系数和货物稳定系数判定机身和货物的稳定性，规避了现有塔机安全监测技术存在的不足，进而增强了建筑施工现场安全保障力度。工现场安全保障力度。工现场安全保障力度。


技术研发人员：线登洲 赵丽娅 陈辉 杜磊 张玉芬 刘伟 耿姿姿 张铭岐 贾立勇 李亚杭 李沛然
受保护的技术使用者：河北建工集团有限责任公司
技术研发日：2023.06.28
技术公布日：2023/8/1