一种登高作业人员定位预警管理系统及方法与流程

本发明涉及定位监测，更具体地说，本发明涉及一种登高作业人员定位预警管理系统及方法。

背景技术：

1、人员定位卡是一种便携式的无线定位设备，它可以用来追踪和管理工作人员或特定人群的位置，对于登高作业人员而言，对其位置的实时监测是十分重要的，人员定位卡通过蓝牙、卫星、agps、北斗等多种定位技术进行水平定位，同时通过差分气压测高技术确定垂直高度。这些定位数据通过专网或公网传输技术传输至定位基站，能够实现对登高作业人员位置的全方位监管，并通过相应的预警机制提高登高作业中登高作业人员的安全管理水平。

2、登高作业人员在实际的工作中，若人员定位卡的垂直定位的准确性存在定位不准确的风险，如果不能及时对人员定位卡的垂直定位的准确性进行判断，会导致登高作业人员无法及时地意识到自己的高度，从而对登高作业人员自身的人身安全受到不利影响。

3、为了解决上述问题，现提供一种技术方案。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种登高作业人员定位预警管理系统及方法以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种登高作业人员定位预警管理方法，包括如下步骤：

4、s1：获取基准站测量的大气压强数据，对基准站测量的大气压强数据的相对离散程度，评估基准站测量的大气压强数据的可用性，将基准站测量的大气压强数据的可用性分为可用和不可用；

5、s2：当基准站测量的大气压强数据的可用性为可用时，将实时的人员定位卡测量的大气压强值与基准站获取的大气压强值进行比较，判断人员定位卡与基准站的大气压强值是否存在异常；

6、s3：对近期人员定位卡的气压传感器的自动校准异常情况进行分析，评估气压传感器运行时存在的潜在风险程度；

7、s4：当基准站测量的大气压强数据的可用性为可用，且人员定位卡与基准站的大气压强值不存在异常时，将人员定位卡与基准站的大气压强值的异常情况以及气压传感器运行时存在的潜在风险程度进行综合分析，评估人员定位卡提供的垂直定位精度的准确性；

8、s5：当人员定位卡提供的垂直定位精度的准确性正常时，通过专网或公网将人员定位卡所采集的定位数据进行传输；采用气压与高度的关系模型，计算人员定位卡所处位置的垂直高度；判断垂直高度是否超过预设阈值，在超过预设阈值时发出警报。

9、在一个优选的实施方式中，在s1中，使用传感器等设备在基准站上收集大气压强数据；

10、将从基准站监测的大气压强数据进行记录，建立时间序列；

11、使用从基准站采集的大气压强数据计算大气压强数据均值，其表达式为：其中，μ为大气压强数据均值，n为数据点的数量，i是数据点的编号，n、i均为正整数，i＝1、2、3、......、n，pi为第i个数据点的基准站监测的大气压强值；

12、计算大气压强数据的大气压强数据标准差，其表达式为：其中，σ为大气压强数据标准差；

13、将大气压强数据均值和大气压强数据标准差进行结合，计算气强数据变异系数，其表达式为：其中，cv为气强数据变异系数。

14、在一个优选的实施方式中，设定气强数据变异系数阈值；将气强数据变异系数与气强数据变异系数阈值进行比较，判断基准站测量的大气压强数据的可用性：

15、当气强数据变异系数大于气强数据变异系数阈值，生成基准站数据不可用信号，此时基准站测量的大气压强数据的可用性为不可用；

16、当气强数据变异系数小于等于气强数据变异系数阈值，生成基准站数据可用信号，此时基准站测量的大气压强数据的可用性为可用。

17、在一个优选的实施方式中，在s2中，当生成基准站数据可用信号：人员定位卡通过搭载的气压传感器实时测量周围的气压值，记录人员定位卡的气压传感器实时测量的大气压强值；将人员定位卡的气压传感器实时测量的大气压强值标记为人员定位卡气压值；

18、从基准站实时获取大气压强值；将基准站实时获取的大气压强值标记为基准站气压值；

19、对人员定位卡气压值与基准站气压值的偏差情况进行分析，计算气压实时差异值，其表达式为：其中，qy、kqy、jqy分别为气压实时差异值、人员定位卡气压值以及基准站气压值；

20、设定气压实时差异阈值；当气压实时差异值大于气压实时差异阈值，生成气压差异异常信号；当气压实时差异值小于等于气压实时差异阈值，生成气压差异正常信号。

21、在一个优选的实施方式中，在s3中，对近期人员定位卡的气压传感器的自动校准异常情况进行分析：设定时间区间t；获取时间区间t内的人员定位卡的气压传感器的日志记录，从日志记录中获取时间区间t内的气压传感器的自动校准的次数以及每次自动校准的时间点；

22、将时间区间t内的气压传感器的自动校准的次数与时间区间t对应的时间长度的比值标记为自动校准频率；

23、计算时间区间t内每两个相邻的自动校准之间的时间间隔，获取时间区间t内所有的每两个相邻的自动校准之间的时间间隔小于校准间隔阈值的次数；

24、将时间区间t内所有的每两个相邻的自动校准之间的时间间隔小于校准间隔阈值的次数标记为校准紧密值；

25、将自动校准频率和校准紧密值进行去单位处理，将去单位处理后的自动校准频率和校准紧密值进行加权求和，计算自动校准异常程度指数。

26、在一个优选的实施方式中，在s4中，当生成基准站数据可用信号，且生成气压差异正常信号时，将气压实时差异值和自动校准异常程度指数进行归一化处理，将归一化处理后的气压实时差异值和自动校准异常程度指数分别赋予预设比例系数后计算垂直定位精度预警系数；

27、设定垂直定位精度预警阈值；将垂直定位精度预警系数与垂直定位精度预警阈值进行比较：

28、当垂直定位精度预警系数大于垂直定位精度预警阈值，生成垂直定位风险异常信号；

29、当垂直定位精度预警系数小于等于垂直定位精度预警阈值，生成垂直定位风险正常信号。

30、在一个优选的实施方式中，在s5中，通过气压与高度的关系模型获取人员定位卡所处位置的垂直高度，获取登高作业人员对应的任务的高度阈值；

31、将人员定位卡所处位置的垂直高度与登高作业人员对应的任务的高度阈值进行比较：

32、当人员定位卡所处位置的垂直高度大于登高作业人员对应的任务的高度阈值，生成高度危险信号；

33、当人员定位卡所处位置的垂直高度小于等于登高作业人员对应的任务的高度阈值，生成高度正常信号。

34、在一个优选的实施方式中，一种登高作业人员定位预警管理系统，包括基站数据判断模块、对比异常判断模块、运行风险判断模块、定位综合预警模块以及高度实时预警模块；

35、基站数据判断模块获取基准站测量的大气压强数据，对基准站测量的大气压强数据的相对离散程度，评估基准站测量的大气压强数据的可用性，将基准站测量的大气压强数据的可用性分为可用和不可用；

36、当基准站测量的大气压强数据的可用性为可用时，对比异常判断模块将实时的人员定位卡测量的大气压强值与基准站获取的大气压强值进行比较，判断人员定位卡与基准站的大气压强值是否存在异常；

37、运行风险判断模块对近期人员定位卡的气压传感器的自动校准异常情况进行分析，评估气压传感器运行时存在的潜在风险程度；

38、当基准站测量的大气压强数据的可用性为可用，且人员定位卡与基准站的大气压强值不存在异常时，定位综合预警模块将人员定位卡与基准站的大气压强值的异常情况以及气压传感器运行时存在的潜在风险程度进行综合分析，评估人员定位卡提供的垂直定位精度的准确性；

39、当人员定位卡提供的垂直定位精度的准确性正常时，高度实时预警模块通过专网或公网将人员定位卡所采集的定位数据进行传输；采用气压与高度的关系模型，计算人员定位卡所处位置的垂直高度；判断垂直高度是否超过预设阈值，在超过预设阈值时发出警报。

40、本发明一种登高作业人员定位预警管理系统及方法的技术效果和优点：

41、1、通过综合利用基准站测量的大气压强数据、实时人员定位卡测量的大气压强值以及气压传感器的自动校准情况，实现了全方位的垂直定位预警管理。首先，系统通过对基准站测量的大气压强数据的可用性进行评估，有效地筛选出可用的数据，保障了系统的稳定性。其次，对人员定位卡与基准站的大气压强值进行比较，及时发现异常情况，提高了对定位数据准确性的监控。通过对气压传感器的自动校准异常情况进行分析，系统不仅能够评估气压传感器运行时的潜在风险，还能进一步提升系统的可靠性和稳定性。

42、2、通过将基准站测量的大气压强数据的可用性、人员定位卡与基准站的大气压强值的异常情况以及气压传感器运行时存在的潜在风险进行综合考量，全面评估了人员定位卡提供的垂直定位精度的准确性。最后，当人员定位卡提供的垂直定位精度正常时，系统通过专网或公网传输技术将定位数据传输至基站，并利用气压与高度的关系模型计算垂直高度，实现对登高作业人员位置的实时监管和预警。这一全面、细致的方案有效减少了事故风险，提高了登高作业的安全管理水平，为现代工业领域提供了一套可靠的人员定位与安全管理解决方案。