[发明专利]一种结构化的施工过程安全知识获取、表达与过程监控方法

说明书

本发明公开了一种结构化的施工过程安全知识获取、表达与过程监控方法，提取施工过程安全知识；构建施工安全流程模型；构建施工安全状态演进模型；指定现场监控方案；基于前述步骤获取的信息，构建实现由传感数据映射施工过程安全的有限状态机。本发明用于实现施工过程安全监控，弥补了传统方法仅能孤立监控特定实体状态的不足，具有高度的实时性、系统性和直观性。

技术领域

本发明涉及安全监控领域，具体涉及一种结构化的施工过程安全知识获取、表达与过程监控方法。

背景技术

施工过程安全监控是现场安全管理的重要一环，其实施状况影响着现场安全管理的及时性与有效性。然而，由于施工现场具有风险因素多样、施工条件动态变化的特性，传统的人工监控方式无法满足现场施工过程安全监控的需求。

物联网技术的发展，带动现场施工安全管理从目前的人工应急模式逐渐向自动化超前模式转变，现阶段已能够通过物联网手段实时获取施工过程中特定实体(如人，机，环，管等)的安全状态，但无法以过程为中心对施工过程安全进行实时监控。要实现施工过程安全实时监控，就要解决通过特定实体指标感知抽象进程整体安全的问题，其难点在于：1)施工过程安全知识的提取，即辨识规范化的安全施工操作流程与安全技术状态；2)安全知识的映射，即建立施工过程安全知识与施工现场实体活动、状态信息的对应关系；3)该方法应当能满足不同工况下不同作业活动的施工安全程序监控要求，需要具有较高的鲁棒性。

施工过程包含流程化的工序动作和众多实体，施工过程的安全感知需要将多个实体的安全状态综合起来去构造一个过程安全感知场景，进而对动态过程中的工序流程和实体安全状态进行判断。现有的技术无法将众多孤立的实体状态监测数据与动态的施工操作过程结合，难以实现对程序化的复杂过程安全状态的实时感知。

发明内容

针对现有技术的不足和缺陷，本发明的目的是提供一种结构化的施工过程安全知识获取、表达与过程监控方法。该方法构建了一种包含任务、实体、实体状态、任务流程、实体状态转换条件等概念集合的施工过程安全知识本体模型。并基于施工过程安全知识本体模型，通过特定流程来细化和显性表达施工过程安全知识，形成安全监控依据，接着基于安全监控依据，构建现场传感数据与施工过程安全的映射机制，实现监控施工过程安全的目的。

本发明的上述目的通过以下技术手段实现：

一种结构化的施工过程安全知识获取、表达与过程监控方法，包括以下步骤：

步骤1、识别施工过程安全信息：确定施工过程对象，确定施工过程对象的施工过程安全信息，施工过程安全信息包含任务、实体、实体状态、任务流程、实体状态转换条件；

步骤2、建立施工安全流程模型：将任务转化为过程流网中的行为单元，并根据任务流程确定行为单元的连接关系并连接，建立施工安全流程模型；

步骤3、建立施工安全状态演进模型：根据任务结束之后，相应关注的实体必须满足的实体状态确定对象状态转移网络中的对象状态，根据实体状态转换条件确定各对象状态的转换路径和转换逻辑关系，将对象状态依照转换路径和转换逻辑关系进行连接，构建对象状态转移网络；

引入步骤2中的行为单元作为参照物，将行为单元与对象状态进行关联对应，构成施工安全状态演进模型；

步骤4、针对步骤3中所确定的各个对象状态选择对应的传感装置，获得各个对象状态对应的实体的实体状态的传感数据；

步骤5、建立有限状态机：

将“正式开工”作为有限状态机的初始状态；

根据对象状态对应的实体的实体状态的传感数据制作有限状态机的输入字母表；

将步骤3中所确定的各个对象状态，转换为有限状态机中的状态集；