一种深基坑施工工人生理健康监测及环境监测预警方法

本发明涉及数据监测，尤其涉及一种深基坑施工工人生理健康监测及环境监测预警方法、系统、终端及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、深基坑开挖风险极大，为了保证深基坑开挖的各项工作有序进行，需要做好现场施工的安全风险管控工作，从施工人员的各项生理指标与现场环境等多个方面着手。

2、但是传统的深基坑施工安全监测技术，采用简单的视频监控和少量传感器，例如工人可穿戴设备来采集工人的各项生理数据、环境监测系统可以对特定环境参数进行检测或通过结构健康检测系统检测各项结构变形指标，但上述技术监测功能相对独立且单一，无法实现对施工环境以及工人状态进行全面且准确的智能监测，从而导致对深基坑开挖过程中出现的异常状况预警不及时，影响了深基坑的正常开挖工作以及施工人员的生命安全。

3、因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种深基坑施工工人生理健康监测及环境监测预警方法、系统、终端及计算机可读存储介质，旨在解决现有技术中无法实现对深基坑施工环境以及工人状态进行全面且准确的智能监测，从而导致对深基坑开挖过程中出现的异常状况预警不及时，影响了深基坑的正常开挖工作以及施工人员生命安全的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种深基坑施工工人生理健康监测及环境监测预警方法，所述深基坑施工工人生理健康监测及环境监测预警方法包括如下步骤：

3、获取施工人员的历史生理指标信息以及深基坑的历史环境信息，并根据预设要求对所述历史生理指标信息进行预处理，得到历史生理参数数据，其中，所述历史环境信息包括历史空气各项指标数据和历史基坑围护结构数据；

4、根据因子分析法对所述历史生理参数数据进行数据处理，得到所述施工人员的总体生理健康指数；

5、根据所述总体生理健康指数对所述历史空气各项指标数据进行线性分析处理，得到所述历史空气各项指标数据的目标阈值范围；

6、获取当前生理参数数据和当前环境数据，若根据所述预设要求判断所述当前生理参数数据异常或根据所述目标阈值范围判断所述当前环境数据异常，则进行安全告警提示。

7、可选地，所述的深基坑施工工人生理健康监测及环境监测预警方法，其中，所述获取施工人员的历史生理指标信息以及深基坑的历史环境信息，并根据预设要求对所述历史生理指标信息进行预处理，得到历史生理参数数据，具体包括：

8、获取施工人员的历史生理指标信息以及深基坑的历史环境信息，并设置所述历史生理指标信息中每项生理参数对应的预设生理参数阈值；

9、将所述历史生理指标信息中的每项生理参数与对应的预设生理参数阈值进行对比，并将所述历史生理指标信息中超出所述预设生理参数阈值的生理参数进行删除，得到所述历史生理参数数据。

10、可选地，所述的深基坑施工工人生理健康监测及环境监测预警方法，其中，所述根据因子分析法对所述历史生理参数数据进行数据处理，得到所述施工人员的总体生理健康指数，具体包括：

11、对所述历史生理参数数据进行数据标准化处理，得到标准化生理参数数据，其中，所述数据标准化处理的计算公式为：(x-μ)/σ，x为每个施工人员对应的历史生理参数数据，μ为所述历史生理参数数据中所有施工人员在任意一种生理指标下的均值，σ为所述历史生理参数数据中所有施工人员在任意一种生理指标下的标准差；

12、根据所述标准化生理参数数据构建标准化矩阵，并根据所述标准化矩阵得到对应的相关系数矩阵；

13、获取所述相关系数矩阵中的多个特征值以及对应的多个特征向量，并根据多个所述特征值和多个所述特征向量确定所述历史生理参数数据中公共因子的个数，以及每个公共因子与所述历史生理参数数据之间的多元线性关系方程；

14、根据所述历史生理参数数据和所述多元线性关系方程确定所述公共因子对应的数值，并根据所述公共因子对应的数值以及所述公共因子在所述历史生理参数数据中的分配权重计算得到所述总体生理健康指数。

15、可选地，所述的深基坑施工工人生理健康监测及环境监测预警方法，其中，所述根据所述标准化生理参数数据构建标准化矩阵，并根据所述标准化矩阵得到对应的相关系数矩阵，具体包括：

16、获取所述历史生理参数数据对应的施工人员的人数，并根据所述施工人员的人数和所述标准化生理参数数据构建标准化矩阵；

17、计算所述标准化矩阵中不同生理指标参数对应的协方差和标准差，并根据所述协方差和所述标准差得到所述相关系数矩阵，其中，所述相关系数矩阵的计算公式为：ρ(x1，x2)＝cov(x1，x2)/(σx1σx2)，其中，x1和x2代表不同的生理指标参数，ρ(x1,x2)为相关系数矩阵，cov(x1,x2)为不同生理指标参数的协方差，σx1σx2为不同生理指标参数的标准差。

18、可选地，所述的深基坑施工工人生理健康监测及环境监测预警方法，其中，所述获取所述相关系数矩阵中的多个特征值以及对应的多个特征向量，并根据多个所述特征值和多个所述特征向量确定所述历史生理参数数据中公共因子的个数以及每个公共因子与所述历史生理参数数据之间的多元线性关系方程，具体包括：

19、获取所述相关系数矩阵中的多个特征值以及对应的多个特征向量，并将多个所述特征值从大到小的顺序进行排列，当多个所述特征值满足预设条件时，得到所述公共因子的目标个数；

20、按照从大到小的顺序提取多个所述特征值中所述目标个数的特征值，根据所述目标个数的特征值构建载荷矩阵，并根据所述载荷矩阵得到每个公共因子与所述历史生理参数数据之间的所述多元线性关系方程。

21、可选地，所述的深基坑施工工人生理健康监测及环境监测预警方法，其中，所述根据所述总体生理健康指数对所述历史空气各项指标数据进行线性分析处理，得到所述历史空气各项指标数据的目标阈值范围，具体包括：

22、根据所述总体生理健康指数对所述历史空气各项指标数据进行线性分析处理，得到所述历史空气各项指标数据与所述总体生理健康指数之间的函数关系，其中，所述函数关系的表达式为：yi=kθ+b，其中，yi为所述历史空气各项指标数据中的任意一个空气指标数据，θ为每个施工人员对应的总体生理健康参数，k和b为所述函数关系中的常量；

23、根据所述总体生理健康指数和所述函数关系确定所述历史空气各项指标数据对应的目标阈值范围。

24、可选地，所述的深基坑施工工人生理健康监测及环境监测预警方法，其中，所述当前环境数据包括当前空气各项指标数据和当前基坑围护结构数据；所述获取当前生理参数数据和当前环境数据，若根据所述预设要求判断所述当前生理参数数据异常或根据所述目标阈值范围判断所述当前环境数据异常，则进行安全告警提示，具体包括：

25、获取所述当前生理参数数据、所述当前空气各项指标数据以及所述当前基坑围护结构数据，并根据所述历史基坑围护结构数据设置预设基坑围护结构阈值；

26、若所述当前生理参数数据中的任意一项生理参数大于对应的预设生理参数阈值，则判定所述当前生理参数数据异常，并进行安全告警提示；

27、若所述当前空气各项指标数据中的任意一项空气指标大于对应的目标阈值范围，则判定所述当前空气各项指标数据异常，并进行安全告警提示；

28、若所述当前基坑围护结构数据中任意一项基坑围护结构参数大于对应的预设基坑围护结构阈值，则判定所述当前基坑围护结构数据异常，并进行安全告警提示。

29、此外，为实现上述目的，本发明还提供一种深基坑施工工人生理健康监测及环境监测预警系统，其中，所述深基坑施工工人生理健康监测及环境监测预警系统包括：

30、历史数据采集模块，用于获取施工人员的历史生理指标信息以及深基坑的历史环境信息，并根据预设要求对所述历史生理指标信息进行预处理，得到历史生理参数数据，其中，所述历史环境信息包括历史空气各项指标数据和历史基坑围护结构数据；

31、历史数据处理模块，用于根据因子分析法对所述历史生理参数数据进行数据处理，得到所述施工人员的总体生理健康指数；

32、空气指标范围确定模块，用于根据所述总体生理健康指数对所述历史空气各项指标数据进行线性分析处理，得到所述历史空气各项指标数据的目标阈值范围；

33、数据异常告警模块，用于获取当前生理参数数据和当前环境数据，若根据所述预设要求判断所述当前生理参数数据异常或根据所述目标阈值范围判断所述当前环境数据异常，则进行安全告警提示。

34、此外，为实现上述目的，本发明还提供一种终端，其中，所述终端包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的深基坑施工工人生理健康监测及环境监测预警程序，所述深基坑施工工人生理健康监测及环境监测预警程序被所述处理器执行时实现如上所述的深基坑施工工人生理健康监测及环境监测预警方法的步骤。

35、此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有深基坑施工工人生理健康监测及环境监测预警程序，所述深基坑施工工人生理健康监测及环境监测预警程序被处理器执行时实现如上所述的深基坑施工工人生理健康监测及环境监测预警方法的步骤。

36、本发明中，获取施工人员的历史生理指标信息以及深基坑的历史环境信息，并根据预设要求对所述历史生理指标信息进行预处理，得到历史生理参数数据，其中，所述历史环境信息包括历史空气各项指标数据和历史基坑围护结构数据；根据因子分析法对所述历史生理参数数据进行数据处理，得到所述施工人员的总体生理健康指数；根据所述总体生理健康指数对所述历史空气各项指标数据进行线性分析处理，得到所述历史空气各项指标数据的目标阈值范围；获取当前生理参数数据和当前环境数据，若根据所述预设要求判断所述当前生理参数数据异常或根据所述目标阈值范围判断所述当前环境数据异常，则进行安全告警提示。本发明通过获取深基坑挖掘过程中施工人员的生理指标数据以及环境数据，并将生理指标数据以及环境数据进行结合，构建两者之间的线性关系，实现了对工人、环境、结构的动态联动监测。能够更加快速且准确地监测异常数据的产生，并及时进行预警提示，有效地保证了深基坑的正常施工以及施工人员的人身安全。