[發明專利]一種結構化的施工過程安全知識獲取、表達與過程監控方法

在審

• 申請號: 201810113007.2
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108345994A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 趙挺生;周煒;劉文;賀凌云;徐凱;張淼;蔣靈;江倩;陳露;唐菁菁;張偉;杜婷
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 李鵬;王敏鋒

本發明公開了一種結構化的施工過程安全知識獲取、表達與過程監控方法，提取施工過程安全知識；構建施工安全流程模型；構建施工安全狀態演進模型；指定現場監控方案；基于前述步驟獲取的信息，構建實現由傳感數據映射施工過程安全的有限狀態機。本發明用于實現施工過程安全監控，彌補了傳統方法僅能孤立監控特定實體狀態的不足，具有高度的實時性、系統性和直觀性。

技術領域

本發明涉及安全監控領域，具體涉及一種結構化的施工過程安全知識獲取、表達與過程監控方法。

背景技術

施工過程安全監控是現場安全管理的重要一環，其實施狀況影響著現場安全管理的及時性與有效性。然而，由于施工現場具有風險因素多樣、施工條件動態變化的特性，傳統的人工監控方式無法滿足現場施工過程安全監控的需求。

物聯網技術的發展，帶動現場施工安全管理從目前的人工應急模式逐漸向自動化超前模式轉變，現階段已能夠通過物聯網手段實時獲取施工過程中特定實體(如人，機，環，管等)的安全狀態，但無法以過程為中心對施工過程安全進行實時監控。要實現施工過程安全實時監控，就要解決通過特定實體指標感知抽象進程整體安全的問題，其難點在于：1)施工過程安全知識的提取，即辨識規范化的安全施工操作流程與安全技術狀態；2)安全知識的映射，即建立施工過程安全知識與施工現場實體活動、狀態信息的對應關系；3)該方法應當能滿足不同工況下不同作業活動的施工安全程序監控要求，需要具有較高的魯棒性。

施工過程包含流程化的工序動作和眾多實體，施工過程的安全感知需要將多個實體的安全狀態綜合起來去構造一個過程安全感知場景，進而對動態過程中的工序流程和實體安全狀態進行判斷。現有的技術無法將眾多孤立的實體狀態監測數據與動態的施工操作過程結合，難以實現對程序化的復雜過程安全狀態的實時感知。

發明內容

針對現有技術的不足和缺陷，本發明的目的是提供一種結構化的施工過程安全知識獲取、表達與過程監控方法。該方法構建了一種包含任務、實體、實體狀態、任務流程、實體狀態轉換條件等概念集合的施工過程安全知識本體模型。并基于施工過程安全知識本體模型，通過特定流程來細化和顯性表達施工過程安全知識，形成安全監控依據，接著基于安全監控依據，構建現場傳感數據與施工過程安全的映射機制，實現監控施工過程安全的目的。

本發明的上述目的通過以下技術手段實現：

一種結構化的施工過程安全知識獲取、表達與過程監控方法，包括以下步驟：

步驟1、識別施工過程安全信息：確定施工過程對象，確定施工過程對象的施工過程安全信息，施工過程安全信息包含任務、實體、實體狀態、任務流程、實體狀態轉換條件；

步驟2、建立施工安全流程模型：將任務轉化為過程流網中的行為單元，并根據任務流程確定行為單元的連接關系并連接，建立施工安全流程模型；

步驟3、建立施工安全狀態演進模型：根據任務結束之后，相應關注的實體必須滿足的實體狀態確定對象狀態轉移網絡中的對象狀態，根據實體狀態轉換條件確定各對象狀態的轉換路徑和轉換邏輯關系，將對象狀態依照轉換路徑和轉換邏輯關系進行連接，構建對象狀態轉移網絡；

引入步驟2中的行為單元作為參照物，將行為單元與對象狀態進行關聯對應，構成施工安全狀態演進模型；

步驟4、針對步驟3中所確定的各個對象狀態選擇對應的傳感裝置，獲得各個對象狀態對應的實體的實體狀態的傳感數據；

步驟5、建立有限狀態機：

將“正式開工”作為有限狀態機的初始狀態；

根據對象狀態對應的實體的實體狀態的傳感數據制作有限狀態機的輸入字母表；

將步驟3中所確定的各個對象狀態，轉換為有限狀態機中的狀態集；