一种基于大数据的建筑工程施工作业环境智能监测系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于大数据的建筑工程施工作业环境智能监测系统，数据采集模块、数据预处理模块、降尘系数分析模块、数据输入模块、噪音分析模块、管理数据库、中央服务器、调控模块、预警模块与显示终端；本发明专利技术提供的基于大数据的建筑工程施工作业环境智能监测系统，通过在建筑施工作业现场分别采用空间垂直分布的粉尘数据采集、处理和空间环向水平分布的噪音数据采集、处理，分析建筑施工现场作业的降尘系数和噪音比例系数进行并进行喷水降尘和噪音预警，提高了建筑施工作业现场粉尘浓度和噪音量采集的准确性，优化了建筑施工作业现场环境，保护了建筑施工人员的身体健康。

【技术实现步骤摘要】
一种基于大数据的建筑工程施工作业环境智能监测系统
本专利技术涉及工业环境监测
，涉及到一种基于大数据的建筑工程施工作业环境智能监测系统。
技术介绍
随着近年来城市现代化建设不断加快，建筑工程项目越来越多，进而出现了大量的建筑工地，随之而来也带来了环境污染的问题，这其中最大的污染源就是粉尘和噪音。建筑工地产生的大量扬尘不仅恶化施工现场的空气质量，而且危害周边环境，而且，在这些扬尘当中又有大量的属于对人体有害的物质，会给城市居民的健康造成影响，因此，对建筑工地的扬尘进行监控和改善显得非常有必要；同样建筑施工作业现场的噪音也严重影响人们的身体健康和居住环境，所以，对建筑施工作业现场环境的质量监测显得尤为重要。传统的对建筑施工作业现场粉尘的监测只是在施工作业现场安装粉尘传感器，降尘方法是监测与水力降尘相结合，当粉尘浓度超过一定限度时，系统自动喷水，快速控制施工区域扬尘，这种方法没有考虑到施工作业高度、空气湿度和风速对粉尘浓度的影响，容易造成水资源的浪费。传统的对建筑工地噪音的监测只是在施工作业现场安装噪音传感器，没有考虑到距离施工作业现场的不同远近距离对噪音的影响，当噪音超过标准值时进行预警，这种预警只是单纯的预警，也无法根据施工现场的噪音大小采取针对性的预警措施，鉴于此，现设计一种基于大数据的建筑工程施工作业环境智能监测系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于大数据的工业环境实时监测系统，解决了
技术介绍
中存在的问题。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于大数据的建筑工程施工作业环境智能监测系统，包括数据采集模块、数据预处理模块、降尘系数分析模块、数据输入模块、噪音分析模块、管理数据库、中央服务器、调控模块、预警模块与显示终端；数据预处理模块与数据采集模块连接，降尘系数分析模块分别与数据预处理模块、管理数据库和中央服务器连接，噪音分析模块分别与数据预处理模块、管理数据库、数据输入模块和中央服务器连接，中央服务器分别与管理数据库、降尘系数分析模块、噪音分析模块、调控模块、预警模块和显示终端连接；数据采集模块包括粉尘浓度传感器、湿度传感器、风速传感器和噪音传感器，用于实时对建筑施工作业环境中的粉尘浓度、空气湿度、风速和噪音量进行采集，并将采集到的数据发送数据预处理模块；所述粉尘浓度传感器、湿度传感器、风速传感器采用空间垂直分布的布置方式，所述噪音传感器采用空间环向水平分布的布置方式；所述粉尘传感器用于实时检测建筑施工作业现场各高度的粉尘浓度，所述湿度传感器安装在建筑施工作业现场各高度上，用于实时检测建筑施工作业现场各高度的空气湿度，所述风速传感器，用于实时检测建筑施工作业现场各高度的风速；所述噪音传感器用于实时检测距离建筑施工现场不同远近距离的噪音量；数据预处理模块包括粉尘数据预处理子模块和噪音数据预处理子模块；所述粉尘数据预处理子模块用于接收数据采集模块采集的粉尘浓度、空气湿度和风速，并对接收的粉尘浓度、空气湿度和风速按照建筑施工作业现场高度进行划分，获取每个高度下粉尘数据集合函数Ag＝{(ag,1),(ag,2)...,(ag,h),(ag,5)}，ag代表粉尘数据，其中(ag,h)表示为在第h个高度下粉尘数据对应的数值，h＝1,2,3,4,5，h表示为建筑施工作业高度，粉尘数据预处理子模块将每天的粉尘数据集合发送至降尘系数分析模块；噪音数据预处理子模块用于接收数据采集模块采集的噪音量并对接收的噪音量按照距离建筑施工现场的远近距离进行划分，并统计各远近距离下的噪音量的平均值，获取每个远近距离下噪音量集合S(s1,s2,...,sr,s5)，sr表示为在第r个远近距离下噪音量对应的平均数值，r＝1,2,3,4,5,r表示为距离建筑施工现场的远近距离，噪音数据预处理子模块将每天的噪音量集合发送至噪音分析模块；管理数据库存储建筑施工作业现场各高度对应的标准粉尘浓度值和不同降尘系数对应的喷水量，并存储不同时间段在距离建筑施工现场不同远近距离对应的标准噪音量和预设的噪音预警判定规则，时间段为白天和夜晚两种情况；降尘系数分析模块用于接收粉尘数据预处理子模块发送的每天施工作业现场各高度下粉尘数据集合，提取管理数据库中建筑施工作业现场各高度对应的标准粉尘浓度集合D(d1,d2,...,dh,d5)，dh表示为第h个高度的标准粉尘浓度值，并将每天的施工作业现场各高度粉尘数据集合与当前高度对应的标准粉尘浓度值进行对比，统计各高度的降尘系数，得到高度段降尘系数集合Β(b1,b2,...,bh,b5)，bh表示为第h个高度的降尘系数，降尘系数分析模块将各高度降尘系数发送至中央服务器；数据输入模块包括光敏传感器、存储器和云处理器，光敏传感器用于采集每天的光照强度，存储器用于存储不同时间段对应的光照强度阈值，云处理器根据光敏传感器采集每天的光照强度提取云存储器中不同时间段对应的光照强度阈值，判断是白天还是晚上，并将判断的结果发送至噪音分析模块；噪音分析模块用于接收噪音数据预处理子模块发送的每天噪音量集合和数据输入模块发送的当前的时间段，并提取管理数据库中当前时间段距离建筑施工现场各远近距离对应的标准噪音量，将每天的噪音量集合与当前时间段距离建筑施工现场各远近距离对应的标准噪音量进行对比，得到噪音对比集合ΔS(Δs1,Δs2,...,Δsr,Δs5)，Δsr表示为当前时间段第r个长度段对应的噪音量与当前长度段对应的标准噪音量的差值，统计噪音比例系数，噪音分析模块将噪音比例系数发送至中央服务器；中央服务器用于接收降尘系数分析模块发送的各高度降尘系数，根据接收的各高度降尘系数筛选出管理数据库中各降尘系数对应的喷水量，并将喷水量信息发送调控模块和显示终端，且接收调控模块反馈的喷水量，一旦采集的喷水量大于统计的喷水量数据信息，则中央服务器停止喷水控制；同时中央服务器接收噪音分析模块发送的噪音比例系数，提取管理数据库预设的噪音预警判定规则，判定建筑施工现场的噪音预警级别，若判定的噪音预警级别为零级预警，则中央服务器不发送控制指令至预警模块，若判定的噪音预警级别为Ⅰ级预警，则中央服务器发送Ⅰ级预警指令至预警模块，若判定的噪音预警级别为Ⅱ级预警，则中央服务器发送Ⅱ级预警指令至预警模块，若判定的噪音预警级别为Ⅲ级预警，则中央服务器发送Ⅲ级预警控制指令至预警模块，同时，中央服务器将建筑施工作业现场的噪音预警级别控制指令发送至预警模块及显示终端；调控模块用于接收中央服务器发送的喷水量数据信息，控制喷水阀由关闭切换成打开状态根据各个高度的喷水量进行梯度喷水，并实时采集喷水量，将采集的喷水量发送至中央服务器，同时，接收中央服务器发送的停止喷水控制指令，控制喷水阀由打开状态切换成关闭状态；所述调控模块还包括喷水执行终端，喷水执行终端数量为若干个，且若干个喷水执行终端布置安装在建筑施工现场工地上，喷水执行终端包括进水管、管喷头、安装座、紧固钉和太阳能板；进水管进水口处通过水泵与水源相连，进水管底端与安装座之间通过螺纹配合的方式相连接，进水管顶端安装有太阳能板，进水管沿其轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于大数据的建筑工程施工作业环境智能监测系统,其特征在于：包括数据采集模块、数据预处理模块、降尘系数分析模块、数据输入模块、噪音分析模块、管理数据库、中央服务器、调控模块、预警模块与显示终端；/n所述数据预处理模块与数据采集模块连接，降尘系数分析模块分别与数据预处理模块、管理数据库和中央服务器连接，噪音分析模块分别与数据预处理模块、管理数据库、数据输入模块和中央服务器连接，中央服务器分别与管理数据库、降尘系数分析模块、噪音分析模块、调控模块、预警模块和显示终端连接；/n所述数据采集模块包括粉尘浓度传感器、湿度传感器、风速传感器和噪音传感器，用于实时对建筑施工作业环境中的粉尘浓度、空气湿度、风速和噪音量进行采集，并将采集到的数据发送数据预处理模块和显示终端；所述粉尘浓度传感器、湿度传感器、风速传感器采用空间垂直分布的布置方式，所述噪音传感器采用空间环向水平分布的布置方式；所述粉尘传感器用于实时检测建筑施工作业现场各高度的粉尘浓度，所述湿度传感器安装在建筑施工作业现场各高度上，用于实时检测建筑施工作业现场各高度的空气湿度，所述风速传感器，用于实时检测建筑施工作业现场各高度的风速；所述噪音传感器用于实时检测距离建筑施工现场不同远近距离的噪音量；/n所述数据预处理模块包括粉尘数据预处理子模块和噪音数据预处理子模块；所述粉尘数据预处理子模块用于接收数据采集模块采集的粉尘浓度、空气湿度和风速，并对接收的粉尘浓度、空气湿度和风速按照建筑施工作业现场高度进行划分，获取每个高度下粉尘数据集合函数A...

【技术特征摘要】
1.一种基于大数据的建筑工程施工作业环境智能监测系统,其特征在于：包括数据采集模块、数据预处理模块、降尘系数分析模块、数据输入模块、噪音分析模块、管理数据库、中央服务器、调控模块、预警模块与显示终端；
所述数据预处理模块与数据采集模块连接，降尘系数分析模块分别与数据预处理模块、管理数据库和中央服务器连接，噪音分析模块分别与数据预处理模块、管理数据库、数据输入模块和中央服务器连接，中央服务器分别与管理数据库、降尘系数分析模块、噪音分析模块、调控模块、预警模块和显示终端连接；
所述数据采集模块包括粉尘浓度传感器、湿度传感器、风速传感器和噪音传感器，用于实时对建筑施工作业环境中的粉尘浓度、空气湿度、风速和噪音量进行采集，并将采集到的数据发送数据预处理模块和显示终端；所述粉尘浓度传感器、湿度传感器、风速传感器采用空间垂直分布的布置方式，所述噪音传感器采用空间环向水平分布的布置方式；所述粉尘传感器用于实时检测建筑施工作业现场各高度的粉尘浓度，所述湿度传感器安装在建筑施工作业现场各高度上，用于实时检测建筑施工作业现场各高度的空气湿度，所述风速传感器，用于实时检测建筑施工作业现场各高度的风速；所述噪音传感器用于实时检测距离建筑施工现场不同远近距离的噪音量；
所述数据预处理模块包括粉尘数据预处理子模块和噪音数据预处理子模块；所述粉尘数据预处理子模块用于接收数据采集模块采集的粉尘浓度、空气湿度和风速，并对接收的粉尘浓度、空气湿度和风速按照建筑施工作业现场高度进行划分，获取每个高度下粉尘数据集合函数Ag＝{(ag,1),(ag,2)...,(ag,h),(ag,5)}，ag代表粉尘数据，其中(ag,h)表示为在第h个高度下粉尘数据对应的数值，h＝1,2,3,4,5，h表示为建筑施工作业高度，粉尘数据预处理子模块将每天的粉尘数据集合发送至降尘系数分析模块；噪音数据预处理子模块用于接收数据采集模块采集的噪音量并对接收的噪音量按照距离建筑施工现场的远近距离进行划分，并统计各远近距离下的噪音量的平均值，获取每个远近距离下噪音量集合S(s1,s2,...,sr,s5)，sr表示为在第r个远近距离下噪音量对应的平均数值，r＝1,2,3,4,5,r表示为距离建筑施工现场的远近距离，噪音数据预处理子模块将每天的噪音量集合发送至噪音分析模块；
所述管理数据库存储建筑施工作业现场各高度对应的标准粉尘浓度值和不同降尘系数对应的喷水量，并存储不同时间段距离建筑施工现场不同远近距离对应的标准噪音量和预设的噪音预警判定规则，时间段分为白天和夜晚两种情况；
所述降尘系数分析模块用于接收粉尘数据预处理子模块发送的每天施工作业现场各高度下粉尘数据集合，提取管理数据库中建筑施工作业现场各高度对应的标准粉尘浓度集合D(d1,d2,...,dh,d5)，dh表示为第h个高度的标准粉尘浓度值，并将每天的施工作业现场各高度粉尘数据集合与当前高度对应的标准粉尘浓度值进行对比，统计各高度的降尘系数，得到高度段降尘系数集合Β(b1,b2,...,bh,b5)，bh表示为第h个高度的降尘系数，降尘系数分析模块将各高度降尘系数发送至中央服务器；
所述数据输入模块包括光敏传感器、存储器和云处理器，光敏传感器用于采集每天的光照强度，存储器用于存储不同时间段对应的光照强度阈值，云处理器根据光敏传感器采集每天的光照强度，提取存储器中不同时间段对应的光照强度阈值，判断是白天还是晚上，并将判断的结果发送至噪音分析模块；
所述噪音分析模块用于接收噪音数据预处理子模块发送的每天噪音量集合和数据输入模块发送的当前的时间段，并提取管理数据库中当前时间段距离建筑施工现场各远近距离对应的标准噪音量，将每天的噪音量集合与当前时间段距离建筑施工现场各远近距离对应的标准噪音量进行对比，得到噪音对比集合ΔS(Δs1,Δs2,...,Δsr,Δs5)，Δsr表示为当前时间段第r个长度段对应的噪音量...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾晓东，朱金良，
申请(专利权)人：顾晓东，
类型：发明
国别省市：江苏;32