[发明专利]一种基于大数据的建筑工程施工作业环境智能监测系统

权利要求书

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；所述粉尘浓度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A_g＝{(a_g,1),(a_g,2)...,(a_g,h),(a_g,5)}，a_g代表粉尘数据，其中(a_g,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,...,s_r,s₅)，s_r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,...,d_h,d₅)，d_h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B(b₁,b₂,...,b_h,b₅)，b_h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,...,Δs_r,Δs₅)，Δs_r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；

所述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，判定建筑施工作业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；

所述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，并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；

所述预警模块用于接收中央服务器发送的预警级别信息，进行语音提示预警；

所述显示终端用于接收数据采集模块发送的各个高度粉尘浓度值和中央服务器发送的建筑施工现场的喷水量信息及噪音预警级别信息，并进行显示。