(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210837962.7 (22)申请日 2022.07.16 (71)申请人 成都圣瑞锋机 械设备有限公司 地址 611730 四川省成 都市郫都区西区大 道1699号 (72)发明人 罗茜　 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/08(2012.01) G01D 21/02(2006.01) G06T 7/62(2017.01) G06V 10/42(2022.01) G06V 20/52(2022.01) G08B 21/02(2006.01) H04N 5/225(2006.01) H04W 84/18(2009.01) (54)发明名称 一种基于无线传感器的高空作业安全在线 监测分析 预警系统 (57)摘要 本发明公开提供的一种基于无线传感器的 高空作业安全在线监测分析预警系统。 该系统包 括脚手架监测与分析模块， 吊绳监测与分析模 块， 高空作业设施安全分析模块， 高空作业人员 行为监测与分析模块， 高空作业风力监测与分析 模块， 高空作业安全分析模块， 高空作业安全预 警模块和数据库； 本发明通过从高空作业设施安 全、 高空作业人员的行为安全和高空作业风力安 全对高空作业综合安全进行评估， 有效地解决了 当前技术仅对高空作业设施进行监测的问题， 实 现了对于高空作业安全的多 方位监测与分析， 消 除了当前监测方式的片面性和局限性， 实现了高 空作业设施 监测状态的高效监测， 保障了高空作 业人员的作业 安全性和稳定性。 权利要求书3页 说明书9页 附图1页 CN 115222242 A 2022.10.21 CN 115222242 A 1.一种基于无线传感器的高空作业安全在线监测分析预警系统， 其特征在于： 该系统 包括脚手架 监测与分析模块， 吊绳监测与分析模块， 高空作业设施 安全分析模块， 高空作业 人员行为监测与分析模块， 高空作业风力监测与分析模块， 高空作业安全分析模块， 高空作 业安全预警模块和数据库； 所述脚手架监测与分析模块， 用于通过目标脚手架各节点搭载的压力传感器对各节点 的压力进 行监测， 同时还通过目标脚手架各层级中布设的高清摄像头对各层级表面进 行图 像采集， 分析得到目标脚手架各节点对应的结构安全系数和目标脚手架各层级对应的外表 安全系数， 进而根据目标脚手架各节点对应的结构安全系数和目标脚手架各层级对应的外 表安全系数综合计算得到目标脚手架的稳定安全评估系数； 所述吊绳监测与分析模块， 用于通过在目标吊绳顶端布设的高清摄像头对目标吊绳进 行图像采集， 同时从数据库中提取目标吊绳的使用年限， 综合分析得出目标吊绳的使用安 全评估系数； 所述高空作业设施安全分析模块， 用于根据目标脚手架的稳定安全评估系数和目标吊 绳的使用安全评估系数， 综合计算得 出高空作业设施安全评估系数， 并记为 η； 所述高空作业人员行为监测与分析模块， 用于通过在目标脚手架底部布设的摄像头当 前各高空作业人员脚部进 行图像采集， 同时通过目标脚手架顶部布设的摄像头对当前各高 空作业人员所 处目标脚手架层级进行采集， 进而分析得到高空作业人员的行为安全评估系 数， 并记为 μ； 所述高空作业风力监测与分析模块， 用于通过在目标脚手架各层级装置的风力传感器 对风力进行监测， 分析 得到高空作业 风力安全评估系数， 并记为 所述高空作业安全分析模块， 用于根据高空作业设施安全评估系数、 高空作业人员的 行为安全评估系数和高空作业风力安全评估系数， 综合计算得到高空作业综合安全评估系 数； 所述高空作业安全预警模块， 用于当高空作业综合安全评估系数达到预警值时， 发送 预警指令并启动蜂鸣器装置进行 预警； 所述数据库， 用于存储目标吊绳的许可使用年 限， 目标脚手架各节点对应的标准压力 值， 用于存储目标脚手架各层级对应的许可裂纹长度、 许可裂纹数目、 许可生锈面积、 许可 生锈处数目， 还用于存储高空作业人员对应的参考安全脚踏面积和各层级等级的危险权 重。 2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器的高空作业安全在线监测分析预警系 统， 其特征在于： 所述目标脚手架各节点对应的结构安全系数， 其具体 分析过程包括以下步 骤： A1、 获取目标脚手架在各节点的压力值， 并记为Ni,其中i表示为目标脚手架各节点对应 的编号， i ＝1,2， ......m； A2、 利用计算公式 计算得出目标脚 手架各节点对应的结构 稳定系数αi， 其 中， Ni′表示为目标脚手架第i节点对应的标准压力值。 3.根据权利要求2所述的一种基于无线传感器的高空作业安全在线监测分析预警系 统， 其特征在于： 所述目标脚手架各层级对应的外表安全系数， 其具体 分析过程包括以下步权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115222242 A 2骤： B1、 根据目标脚手架各层级表面的图像信息， 从中提取目标脚手架各层级表面对应的 弯曲度数、 裂纹长度、 裂纹数目、 生锈面积和生锈处数目； B2、 利用计算公式 计算得出目 标脚手架各层级对应的外表安全系数βj， 其中， j表示为目标脚 手架各层级对应的编号， j＝ 1,2， ......n， Wj、 Lj、 Qj、 Xj、 Pj分别表示为目标脚手架第j层级对应的弯曲度数、 裂纹长度、 裂 纹数目、 生锈面积、 生锈处数目， W'表示为设定的目标脚手架许可弯曲度数， Δw表 示为设定 的参考弯曲角度差， Lj′、 Qj′、 Xj′、 Pj′分别表示为目标脚手架第j层级对应的许可裂纹长度、 许可裂纹数目、 许可生锈面积、 许可生锈处数目， a1、 a2、 a3、 a4、 a5分别表 示为设定的目标脚 手架各层级的弯曲度数、 裂纹长度、 裂纹数目、 生锈面积、 生锈数目对应的外表安全影响权 重， 且a1+a2+a3+a4+a5＝1。 4.根据权利要求3所述的一种基于无线传感器的高空作业安全在线监测分析预警系 统， 其特征在于： 所述目标脚手架的稳定安全评估系数 具体计算公式为： 其中， δ表示为目标脚手架的稳定安全评估系数， c1和c2分别表示 为目标脚手架各节点的结构稳定度和目标脚手架各层级的外表安全度对应的权重因子， 且 c1+c2＝1。 5.根据权利要求4所述的一种基于无线传感器的高空作业安全在线监测分析预警系 统， 其特征在于： 所述目标吊绳的使用安全评估系数， 具体分析 过程包括以下步骤： 根据目标吊绳的图像信息， 从中提取中目标吊绳的磨损面积和磨损处数目， 利用计算 公式 计算得出目标吊绳的磨损安全评估系数ε， 其中， M表示为目标吊绳 的磨损面积， M'表示为设定的许可 吊绳磨损面积， S表示为目标 吊绳的磨损处数目， S'表示 为设定的许可吊绳磨损处数目， e表示为自然数， b1和b2分别表 示为设定的目标吊绳磨损面 积和磨损处数目对应的磨损安全评估影响权 重因子， 且b1+b2＝1； 根据目标吊绳的使用年限， 利用计算公式 计算得出目标吊绳的使用年限评 估系数 其中,R表示 为目标吊绳的使用年限， R ′表示为目标吊绳的许 可使用年限； 基于目标吊绳的磨损安全评估系数和使 用年限评估系数 ， 利用计算公式 计算得出目标吊绳的使用安全评估系数φ， 其中,d1和d2分别表示为设 定的目标吊绳的磨损安全评估系数和使用年限评估系数对应的影响因子， 且d1+d2＝1。 6.根据权利要求5所述的一种基于无线传感器的高空作业安全在线监测分析预警系 统， 其特征在于： 所述高空作业设施安全评估系数， 具体 计算公式为： 其中, η表示为高空作业设施安全评估系数， f1和f2分别表示为设定权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115222242 A 3