本發明公開了一種程序式作業施工導航與安全監控系統和方法，屬于施工安全監控技術領域。包括數據采集與傳輸單元、監控單元。數據采集與傳輸單元包括采集模塊及其對應的前端處理模塊，實現監控數據采集和單項數據預警功能。監控單元包括數據收發模塊、數據輸入模塊、數據處理模塊、報警和導航模塊、顯示和操控模塊，實現監控數據集成與導航功能。系統可以對程序式作業進行多源異構實時數據的集成安全監控并及時報警，指導程序式作業的施工過程，保障工序的正確性與安全性。該系統在施工現場的抗干擾性強，響應速度快，適用于需要按固定的程序步驟進行操作的施工對象。

技術領域

本發明屬于施工安全監控技術領域，更具體地，涉及一種程序式作業施工導航與安全監控系統和方法。

背景技術

目前，在施工過程中的工序流程動態安全管理與應對方面，主要依靠現場人員的工作經驗與臨場反應，然而各項關于施工安全風險的研究均表明，人的不安全行為是造成施工事故的一項重要原因。即使對工人進行事前培訓，也難以保證在實際施工中工人們能準確地進行操作和配合。

隨著物聯網技術的發展，各類傳感器及監控技術廣泛應用于施工現場的質量檢測與安全監控。對施工過程的安全監控，常采用視頻監控、RFID技術、力學傳感器等監控技術，對施工現場的結構、人員和環境狀態進行監控，然后將監控數據傳至計算機后臺，經過計算分析后進行判斷和預警。

現今，施工現場應用的安全監控屬于狀態監控，對每個參數每個傳感器都是固定的閾值設定，當監測值超出閾值時發出報警，屬于事后的被動監控方式。以顏斌等所著的《物聯網無線智能塔式起重機運行監控施工技術》為例，該研究中通過風速傳感器、幅度傳感器、角度傳感器等對塔吊進行監控，并對每個傳感器測值設置了閾值，整個施工過程中，各個監控參數的閾值保持不變。

然而，施工現場是一個動態變化的過程，尤其是施工流程，是多個不同狀態的連續變化過程。對于施工流程的監控并對工人進行準確的操作提示，有助于保障施工流程的正確性，保障施工安全。

發明內容

針對相關技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種程序式作業施工導航與安全監控系統和方法，旨在加強對施工過程中程序式作業安全的指導與管控，對施工過程安全進展和完成情況進行動態的監測與反饋，對施工過程安全進行主動管理。

為實現上述目的，本發明的一方面提供了一種程序式作業施工導航與安全監控系統，包括

采集模塊，用于采集施工現場的數據；

前端處理模塊，接收采集的數據并進行預處理；

數據輸入模塊，用于預設程序式作業施工的工序內容和閾值，所述閾值與當前所處的工序步驟對應；

數據處理模塊，包括作業指示模塊與安全監控模塊；其中，所述作業指示模塊用于根據采集的數據獲取工作步的完成進度，并判斷當前所處的工序步驟；所述安全監控模塊用于將采集的數據與閾值進行比較，監測施工過程中是否出現異常；

報警導航模塊，根據數據處理模塊的結果，發出工作步狀態異常的報警和工作步跳轉的導航語音提示。

進一步地，還包括人機交互模塊，用于顯示當前所處的工序步驟和調節工序。

進一步地，還包括數據收發模塊，用于接收所述前端處理模塊發送的數據，并發送至后臺監控系統。

進一步地，所述采集模塊包括電子標簽、開關傳感器、傾角傳感器、風速傳感器、位移傳感器和應力應變傳感器。

進一步地，所述前端處理模塊將采集的信號轉化為對應的物理量，并進行計算、分析和初步監測，當超過閾值時在現場進行緊急聲光報警。

進一步地，采集的數據包括

技術參數監測值，用于衡量工作步的完成進度；