CN118846703B - 一种建筑工程环境安全监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑工程环境安全监测系统，本发明涉及空气环境技术领域，解决了未对喷雾设备的喷射角进行相关限制，便会导致施工区域外部相关区域的空气环境湿度较高，会造成外部空气质量环境变差的问题，本发明通过控制相关的喷雾设备，对相关区域进行有效降尘，来保障环境的整体安全性，并在降尘之前，分析其喷雾曲线是否会溢出对应施工区域的护栏外，若存在此类情况，则需要提前设定对应喷雾设备所使用的喷射角，使对应喷雾设备不仅可以进行有效降尘，还能保障不会对护栏外的空气环境造成影响，达到更好的建筑区域安全环境的整体管控效果。

Description

一种建筑工程环境安全监测系统

技术领域

本发明涉及空气环境技术领域，具体为一种建筑工程环境安全监测系统。

背景技术

在进行建筑施工过程中，需要采取措施减少施工对周边环境的影响，如噪音、粉尘、废水等污染的控制，针对于粉尘污染，一般需要采用对应的喷雾设备进行喷雾降尘，来保障其施工区域内部空气环境的整体安全性。

公开号为CN110864938A的申请公开了一种建筑智能化空气环境监测管理系统，包括动态采样系统、环境调节系统、异常预警系统和终端控制系统；本发明以动态流通的形式获取建筑环境各个区域内的空气质量的实时参数值，保证检测的空气均匀流通，检测准确度高；通过获取空气中的颗粒物、有害气体、微生物含量，以及温湿度、烟雾状况等参数，能够对空气环境进行全面监测；同时根据检测数据，可进行对应的空气环境调节，将空气环境控制在安全健康的状态下，利用异常预警系统对异常状态进行事先提醒，便于及时采取应对措施；通过终端控制系统实时了解空气质量以及相关设备的运行情况，便于宏观调控，有利于营造一个绿色健康的施工环境。

针对于建筑工地施工区域的空气环境管理时，一般通过对应的扬尘监测仪对空气环境中的扬尘含量进行监测，并基于监测结果对喷雾设备进行相关控制，来完成建筑施工区域的整体环境管理，但此处管理方式，只考虑了建筑施工的内部区域，其喷雾过程同步会影响外部区域，因未对喷雾设备的喷射角进行相关限制，便会导致施工区域外部相关区域的空气环境湿度较高，会造成外部空气质量环境变差，造成不良的影响。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种建筑工程环境安全监测系统，解决了未对喷雾设备的喷射角进行相关限制，便会导致施工区域外部相关区域的空气环境湿度较高，会造成外部空气质量环境变差的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种建筑工程环境安全监测系统，包括：

数据监测端，为设置于建筑施工区域处的扬尘监测仪，其扬尘监测仪可有效监测对应区域处的扬尘含量、风速、风向、空气湿度等相关空气环境指标；

喷雾参数确认端，基于对应建筑施工区域所监测的扬尘含量，对喷雾设备的工作参数进行相关确认，并基于所确认的工作参数，生成其喷雾设备的喷雾曲线，具体方式为：

将实时监测的扬尘含量标定为H_i，其中i代表不同时刻，将所监测的H_i与预设值Y1进行核对，其中Y1为预设的标准值；

若H_i＜Y1，则继续监测；

若H_i≥Y1，则将此刻所确认的扬尘含量标定为WR_i，采用WR_i×C1=PS_i确定当前时刻单位时间的喷射量PS_i，其中C1为预设的固定系数因子；

采用P_i=A×V确认对应喷雾的喷速V，其中A为对应喷射口的面积参数；

基于所确定的喷速V，获取此喷速V所相关的喷雾曲线的相关方程：，其中θ为喷射角，g为重力加速度，其x为横向坐标参数，y为竖向坐标参数，基于此相关方程，生成其喷速V相关的喷雾曲线；

将所生成的喷雾曲线传输至三维场景生成端内；

三维场景生成端，生成施工区域的三维场景，将所生成的喷雾曲线置于此三维场景中，其三维场景包括施工区域周边护栏以及喷雾设备，具体方式为：

基于施工处的监控探头，确定此施工区域的施工场景，将所获取的图像与喷雾设备以及周边护栏的标准模型的比对结果，确定其喷雾设备以及周边护栏的所在位置，其喷雾设备以及周边护栏所在位置确认后，将对应喷雾设备以及周边护栏的标准模型移动至对应位置处，生成其施工区域的三维场景；

确定其喷雾设备的所在位置以及喷射口，将所确认的喷雾曲线的初始点与喷射口对齐，将喷雾曲线置于此三维场景中；

风速参数确认端，对历史数据中所监测的风速以及风向进行数值确认，基于历史数据中不同风向所关联的不同风速，识别不同风速所关联的不同风力，并将所确认的不同风力传输至点位平移处理端内，具体方式为：

限定一组提取周期T，其中T为预设值，基于当前时刻，从数据监测端所监测的历史数据中提取一组周期为T的监测数据，从监测数据中提取相同风向所对应的若干组不同风速，从若干组不同风速中提取最大风速作为此风向的待定风速；

采用F_k=0.0051×Vs²，确认对应风向在提取周期T内所产生的最大风力F_k，其中Vs为对应风向所关联的待定风速；

将所确认的不同风向所产生的最大风力F_k传输至点位平移处理端内；

点位平移处理端，对三维场景端内所生成的三维场景进行相关处理，识别其喷雾曲线在不同风向所产生的不同风力的偏移情况，并生成其偏移曲线，将所生成的若干组偏移曲线传输至三维场景生成端内，具体方式为：

基于喷雾曲线的喷射方向，将与其喷射方向夹角小于90°的风向标定为选定方向；

确定选定方向所关联的最大风力F_k，采用F_k=ma_k确定水雾在对应选定方向上的加速度a_k，其中m为预设的水雾质量；

确定喷雾曲线的初始点以及顶点，将此部分线段标定为待变线段，确定此待变线段内不同单位时间所对应的喷雾点位，使初始点位后续所有喷雾点位往选定方向进行横向平移一个单位时间，其平移的距离L=（a_k×单位时间），第一个单位时间结束后，将第二组喷雾点位后续所有喷雾点位往选定方向进行横向平移一个单位时间，第二个单位时间结束后，再继续后续其他单位时间的相关平移，直至后续所有喷雾点位为最后一个喷雾点位时止，其待变线段的曲线弧度不变，对点位进行一一平移后，确定待变线段的偏移曲线；

再对每组不同选定方向所关联的偏移曲线进行一一确认，将所确认的若干组偏移曲线标定至三维场景生成端内；

评定中心，基于三维场景生成端内所存在的若干组不同的偏移曲线，通过确认施工区域周边护栏的高度值，来识别此类喷雾是否会移动至护栏外，并基于识别结果产生识别信号进行展示；具体方式为：

从三维场景生成端内部三维场景中确定其周边护栏的高度值GD，再识别其偏移曲线内不同点位的高度值Gq，将满足：Gq＞GD的点位标定为待处理点位；

识别待处理点位与护栏所在平面的垂直距离CCq，其中q代表不同点位，并将所确定的若干组垂直距离CCq与预设值Y2进行比对，其中Y2为预设值若所有垂直距离CCq均满足：CCq＜Y2，则不生成任何识别信号，若不满足，则生成水雾溢出信号展示。

本发明提供了一种建筑工程环境安全监测系统。与现有技术相比具备以下有益效果：

本发明通过对建筑施工区域的相关空气指标参数进行相关监测，识别其是否需要进行喷雾降尘处理，保障其环境安全监测的实时性；

当建筑施工区域内部空气需要进行相关降尘处理时，一般通过控制相关的喷雾设备，对相关区域进行有效降尘，来保障环境的整体安全性，并在降尘之前，分析其喷雾曲线是否会溢出对应施工区域的护栏外，若存在此类情况，则需要提前设定对应喷雾设备所使用的喷射角，使对应喷雾设备不仅可以进行有效降尘，还能保障不会对护栏外的空气环境造成影响，达到更好的建筑区域安全环境的整体管控效果。

附图说明

图1为本发明原理框架示意图；

图2为本发明偏移曲线的确定示意图；

附图标记：1、喷雾设备；2、待变线段；3、偏移曲线；4、喷雾曲线。

具体实施方式

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。

请参阅图1，本申请提供了一种建筑工程环境安全监测系统，包括数据监测端、喷雾参数确认端、风速参数确认端、三维场景生成端、点位平移处理端以及评定中心，其中数据监测端分别与风速参数确认端或喷雾参数确认端输入节点电性连接，且喷雾参数确认端与三维场景生成端输入节点电性连接，且风速参数确认端与点位平移处理端输入节点电性连接，其中三维场景生成端与点位平移处理端之间双向连接，且三维场景生成端与评定中心输入节点电性连接；

其中，数据监测端，为设置于建筑施工区域处的扬尘监测仪，其扬尘监测仪可有效监测对应区域处的扬尘含量、风速、风向、空气湿度等相关空气环境指标，并将所监测的若干组相关空气环境指标分别传输至喷雾参数确认端或风速参数确认端内；

其中，喷雾参数确认端，基于对应建筑施工区域所监测的扬尘含量（具体指PM2.5、PM5以及PM10的空气含量指数，也就是三种污染物总数之和），对喷雾设备1的工作参数进行相关确认，并基于所确认的工作参数，生成其喷雾设备1的喷雾曲线4，并将所生成的喷雾曲线4传输至三维场景生成端内，其中，生成喷雾曲线4的具体方式为：

将实时监测的扬尘含量标定为H_i，其中i代表不同时刻，将所监测的H_i与预设值Y1进行核对，其中Y1为预设的标准值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，一般为不存在环境污染的空气扬尘含量；

若H_i＜Y1，则继续监测；

若H_i≥Y1，则将此刻所确认的扬尘含量标定为WR_i，采用WR_i×C1=PS_i确定当前时刻单位时间的喷射量PS_i，其中C1为预设的固定系数因子，其具体取值由操作人员根据经验拟定；

采用P_i=A×V确认对应喷雾的喷速V，其中A为对应喷射口的面积参数，由操作人员提前拟定；

基于所确定的喷速V，获取此喷速V所相关的喷雾曲线4的相关方程：

，g为重力加速度，其中θ为喷射角，一般为固定值45°，由操作人员提前输入，其x为横向坐标参数，y为竖向坐标参数，基于此相关方程，生成其喷速V相关的喷雾曲线4（后续只考虑此喷雾曲线4从初始点至最高点的部分曲线，后续曲线不作考虑，因此处的喷射针对于扬尘喷射，当达到最高点时，其喷雾会散开，故后续喷雾曲线4实际上并不精确，故此处只考虑前半部分曲线即可）；

将所生成的喷雾曲线4传输至三维场景生成端内。

其中，三维场景生成端，生成施工区域的三维场景，将所生成的喷雾曲线4置于此三维场景中，其三维场景包括施工区域周边护栏以及喷雾设备1，其具体执行方式为：

基于施工处的监控探头，确定此施工区域的施工场景，将所获取的图像与喷雾设备1以及周边护栏的标准模型的比对结果，确定其喷雾设备1以及周边护栏的所在位置，其喷雾设备1以及周边护栏所在位置确认后，将对应喷雾设备1以及周边护栏的标准模型移动至对应位置处，生成其施工区域的三维场景（其标准模型为预设模型，由相关操作人员提前拟定，因基于所采集的全景图像，生成其对应区域的整体三维场景模型在现有技术中较为常见，故此处不作过多赘述，其模型比对一般为：利用计算机视觉算法，将处理后的图像与喷雾设备1及周边护栏的标准模型进行比对。比对过程中，系统会计算图像中的特征点与标准模型的匹配程度；根据比对结果，系统能够自动识别并标记出图像中喷雾设备1和护栏的确切位置；这一过程可能涉及到边缘检测、形状识别等图像处理技术）；

结合图2，确定其喷雾设备1的所在位置以及喷射口，将所确认的喷雾曲线4的初始点与喷射口对齐，将喷雾曲线4置于此三维场景中（其喷射口在喷雾设备1的标准模型内提前带有相关标识）。

其中，风速参数确认端，对历史数据中所监测的风速以及风向进行数值确认，基于历史数据中不同风向所关联的不同风速，识别不同风速所关联的不同风力，并将所确认的不同风力传输至点位平移处理端内，其中，进行识别的具体方式为：

限定一组提取周期T，其中T为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，一般取值30min，基于当前时刻，从数据监测端所监测的历史数据中提取一组周期为T的监测数据（也就是从当前时刻开始往前溯源一个时间段T，此时间段T的全部监测数据），从监测数据中提取相同风向所对应的若干组不同风速，从若干组不同风速中提取最大风速作为此风向的待定风速，且风向包括八个方位（分别为：东、南、西、北、东南、西南、西北以及东北八个方向）；

采用F_k=0.0051×Vs²，确认对应风向在提取周期T内所产生的最大风力F_k，其中Vs为对应风向所关联的待定风速；

将所确认的不同风向所产生的最大风力F_k传输至点位平移处理端内：

例：在在某一提取周期T（30分钟）内，监测数据显示在“北”风向下，记录的风速分别为8、9、7和10；根据步骤，选取10作为“北”风向的待定风速；通过计算，F_{_k}=0.0051×10²=0.51N，即在该周期内，“北”风向可能产生的最大风力为0.51牛顿；

通过这种方式，可以为不同风向计算出对应的最大风力，并进行适当的风险管理措施。这有助于提前准备应对可能的强风情况，减少损失和风险。

其中，点位平移处理端，对三维场景端内所生成的三维场景进行相关处理，识别其喷雾曲线4在不同风向所产生的不同风力的偏移情况，并生成其偏移曲线3，将所生成的若干组偏移曲线3传输至三维场景生成端内，其中，生成其偏移曲线3的具体方式为：

基于喷雾曲线4的喷射方向，将与其喷射方向夹角小于90°的风向标定为选定方向（此处只考虑正向干扰，其风力所产生的反向干扰一般还是会将水雾置于施工区域处，并不会吹移至护栏外）；

确定选定方向所关联的最大风力F_k，采用F_k=ma_k确定水雾在对应选定方向上的加速度a_k，其中m为预设的水雾质量；

确定喷雾曲线4的初始点以及顶点，将此部分线段标定为待变线段2，确定此待变线段2内不同单位时间所对应的喷雾点位（其初始时间也就是初始点位，第二个单位时间就是第二个喷雾点位），使初始点位后续所有喷雾点位往选定方向进行横向平移一个单位时间，其平移的距离L为（a_k×单位时间），其单位时间一般取值1秒，第一个单位时间结束后，将第二组喷雾点位后续所有喷雾点位往选定方向进行横向平移一个单位时间，第二个单位时间结束后，再继续后续其他单位时间的相关平移，直至后续所有喷雾点位为最后一个喷雾点位时止，其待变线段2的曲线弧度不变，对点位进行一一平移后，确定待变线段2的偏移曲线3，具体的，其喷雾曲线4确定后，从第一组点位开始，将第二个点位平移一个单位距离后，其后续曲线跟随着第二个点位进行移动，第二个点位移动后，再对第三个点位进行移动，那么后续所有的点位也跟随着移动，依此类推，便可确定此待变线段2的偏移曲线3；

再对每组不同选定方向所关联的偏移曲线3进行一一确认，将所确认的若干组偏移曲线3标定至三维场景生成端内。

评定中心，基于三维场景生成端内所存在的若干组不同的偏移曲线3，通过确认施工区域周边护栏的高度值，来识别此类喷雾是否会移动至护栏外，并基于识别结果产生识别信号进行展示，其中，进行识别的具体方式为：

从三维场景生成端内部三维场景中确定其周边护栏的高度值GD，再识别其偏移曲线3内不同点位的高度值Gq，将满足：Gq＞GD的点位标定为待处理点位；

识别待处理点位与护栏所在平面的垂直距离CCq，其中q代表不同点位，并将所确定的若干组垂直距离CCq与预设值Y2进行比对，其中Y2为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，若所有垂直距离CCq均满足：CCq＜Y2，则不生成任何识别信号，若不满足，则生成水雾溢出信号展示。

外部相关操作人员基于所展示的水雾溢出信号，就需要对原始所设定的喷射角θ进行降低，直至不产生任何识别信号时停止；

具体的，针对于建筑施工场地的扬尘处理时，需采用相关的喷雾设备1进行降尘，特别针对于一些公路区域，其护栏外存在大量的过路人员，因对应喷雾设备1的角度调节不当，会导致大量的水雾溢出护栏，导致外部过路人员所经过的路过于湿漉，虽然达到了区域的降尘处理，但同步也会对周边的环境造成影响，故需要将所设定的喷射角进行调节，来保障其喷雾不仅能达到最优的降尘效果，还不会对外部空气环境造成影响。

上述公式中的部分数据均是去其纲量进行数值计算，同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (1)

1.一种建筑工程环境安全监测系统，其特征在于，包括：

数据监测端，为设置于建筑施工区域处的扬尘监测仪，其扬尘监测仪可有效监测对应区域处的扬尘含量、风速、风向、空气湿度；

喷雾参数确认端，基于对应建筑施工区域所监测的扬尘含量，对喷雾设备的工作参数进行相关确认，并基于所确认的工作参数，生成其喷雾设备的喷雾曲线，具体方式为：

将实时监测的扬尘含量标定为H_i，其中i代表不同时刻，将所监测的H_i与预设值Y1进行核对，其中Y1为预设的标准值；

若H_i＜Y1，则继续监测；

若H_i≥Y1，则将此刻所确认的扬尘含量标定为WR_i，采用WR_i×C1=PS_i确定当前时刻单位时间的喷射量PS_i，其中C1为预设的固定系数因子；

采用PS_i=A×V确认对应喷雾的喷速V，其中A为对应喷射口的面积参数；

基于所确定的喷速V，获取此喷速V所相关的喷雾曲线的相关方程：

，其中θ为喷射角，g为重力加速度，其x为横向坐标参数，y为竖向坐标参数，基于此相关方程，生成其喷速V相关的喷雾曲线；

将所生成的喷雾曲线传输至三维场景生成端内；

三维场景生成端，生成施工区域的三维场景，将所生成的喷雾曲线置于此三维场景中，其三维场景包括施工区域周边护栏以及喷雾设备，具体方式为：

基于施工处的监控探头，确定此施工区域的施工场景，将所获取的图像与喷雾设备以及周边护栏的标准模型的比对结果，确定其喷雾设备以及周边护栏的所在位置，其喷雾设备以及周边护栏所在位置确认后，将对应喷雾设备以及周边护栏的标准模型移动至对应位置处，生成其施工区域的三维场景；

确定其喷雾设备的所在位置以及喷射口，将所确认的喷雾曲线的初始点与喷射口对齐，将喷雾曲线置于此三维场景中；

风速参数确认端，对历史数据中所监测的风速以及风向进行数值确认，基于历史数据中不同风向所关联的不同风速，识别不同风速所关联的不同风力，并将所确认的不同风力传输至点位平移处理端内，具体方式为：

限定一组提取周期T，其中T为预设值，基于当前时刻，从数据监测端所监测的历史数据中提取一组周期为T的监测数据，从监测数据中提取相同风向所对应的若干组不同风速，从若干组不同风速中提取最大风速作为此风向的待定风速；

采用F_k=0.0051×Vs²，确认对应风向在提取周期T内所产生的最大风力F_k，其中Vs为对应风向所关联的待定风速；

将所确认的不同风向所产生的最大风力F_k传输至点位平移处理端内；

点位平移处理端，对三维场景端内所生成的三维场景进行相关处理，识别其喷雾曲线在不同风向所产生的不同风力的偏移情况，并生成其偏移曲线，将所生成的若干组偏移曲线传输至三维场景生成端内，具体方式为：

基于喷雾曲线的喷射方向，将与其喷射方向夹角小于90°的风向标定为选定方向；

确定选定方向所关联的最大风力F_k，采用F_k=ma_k确定水雾在对应选定方向上的加速度a_k，其中m为预设的水雾质量；

确定喷雾曲线的初始点以及顶点，将此部分线段标定为待变线段，确定此待变线段内不同单位时间所对应的喷雾点位，使初始点位后续所有喷雾点位往选定方向进行横向平移一个单位时间，其平移的距离L=（a_k×单位时间），第一个单位时间结束后，将第二组喷雾点位后续所有喷雾点位往选定方向进行横向平移一个单位时间，第二个单位时间结束后，再继续后续其他单位时间的相关平移，直至后续所有喷雾点位为最后一个喷雾点位时止，其待变线段的曲线弧度不变，对点位进行一一平移后，确定待变线段的偏移曲线；

再对每组不同选定方向所关联的偏移曲线进行一一确认，将所确认的若干组偏移曲线标定至三维场景生成端内；

评定中心，基于三维场景生成端内所存在的若干组不同的偏移曲线，通过确认施工区域周边护栏的高度值，来识别此类喷雾是否会移动至护栏外，并基于识别结果产生识别信号进行展示，具体方式为：

从三维场景生成端内部三维场景中确定其周边护栏的高度值GD，再识别其偏移曲线内不同点位的高度值Gq，将满足：Gq＞GD的点位标定为待处理点位；

识别待处理点位与护栏所在平面的垂直距离CCq，其中q代表不同点位，并将所确定的若干组垂直距离CCq与预设值Y2进行比对，其中Y2为预设值，若所有垂直距离CCq均满足：CCq＜Y2，则不生成任何识别信号，若不满足，则生成水雾溢出信号展示。