1.一种基于人工智能的工程安全监管方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤S100:获取施工设计信息,根据施工设计信息,对施工环节、安全措施和施工危险源进行统筹,并生成安全措施集合和施工危险源集合;
步骤S200:根据安全措施集合和施工危险源集合,对施工环节进行风险评估分析,并计算施工环节的风险值;根据施工环节的风险值,对施工环节进行异常分类分析,将施工环节分为异常施工环节和非异常施工环节;
步骤S300:根据分类结果,对异常施工环节和非异常施工环节的关联性进行分析,并计算异常施工环节和非异常施工环节的关联度;根据关联度,以异常施工环节为安全联动监管中心,生成安全监管联动集合;
步骤S400:根据工程实施日志记录情况,对施工环节进行正在作业、已实施和未实施的定位,并结合安全监管联动集合,分别生成正在作业锁定集合、已实施锁定集合和未实施锁定集合;根据正在作业锁定集合、已实施锁定集合和未实施锁定集合,计算实时安全监管等级值,并输出实时安全监管等级;
所述步骤S300的具体实施过程包括:
步骤S301:将任意一个异常施工环节记为YAx,将任意一个非异常施工环节记为FAy;对任意一个异常施工环节YAx包含的所有施工危险源进行统计并生成异常参照集合,记为AR(YAx),对任意一个非异常施工环节FAy包含的所有施工危险源进行统计并生成异常匹配集合,记为EM(FAy);
步骤S302:根据异常参照集合和异常匹配集合,计算任意一个非异常施工环节与任意一个异常施工环节的关联度,具体计算公式如下:CD(FAy→YAx)={NUM[EM(FAy)∩AR(YAx)]/NUM[EM(FAy)∪AR(YAx)]}+NUM[AR(YAx)‑EM2
(FAy)∩AR(YAx)]*NUM[EM(FAy)‑EM(FAy)∩AR(YAx)]/NUM[EM(FAy)∪AR(YAx)]其中,CD(FAy→YAx)表示任意一个非异常施工环节FAy与任意一个异常施工环节的关联度YAx,NUM[EM(FAy)∩AR(YAx)]、NUM[EM(FAy)∪AR(YAx)]、NUM[AR(YAx)‑EM(FAy)∩AR(YAx)]和NUM[EM(FAy)‑EM(FAy)∩AR(YAx)]分别表示集合EM(FAy)∩AR(YAx)中施工危险源数量、集合EM(FAy)∪AR(YAx)中施工危险源数量、集合AR(YAx)‑EM(FAy)∩AR(YAx)中施工危险源数量和集合EM(FAy)‑EM(FAy)∩AR(YAx)中施工危险源数量;
步骤S303:计算任意一个非异常施工环节与每一个异常施工环节的关联度,将关联度最大时的异常施工环节与非异常施工环节进行关联;以异常施工环节为安全联动监管中心,将与异常施工环节YAx关联的全部非异常施工环节生成安全监管联动集合,记为LS(YAx)。
2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的工程安全监管方法,其特征在于,所述步骤S100的具体实施过程包括:步骤S101:对施工设计信息进行获取,所述施工设计信息包括施工环节、安全措施和施工危险源,其中,一个施工环节对应至少一种安全措施,一种安全措施对应至少一种施工危险源;
步骤S102:将任意一个施工环节记为Ai,将任意一个施工环节对应包含的所有安全措施生成安全措施集合,记为SM(Ai)={SM1,SM2,...,SMk};将任意一个安全措施记为SMj,将任意一个安全措施对应包含的所有施工危险源生成施工危险源集合,记为CHS(SMj)={CHS1,CHS2,...,CHSP};其中,i表示施工环节编号,j表示安全措施编号,SM1,SM2,...,SMk分别表示第1,2,...,k个安全措施,CHS1,CHS2,...,CHSP分别表示第1,2,...,p个施工危险源。
3.根据权利要求2所述的一种基于人工智能的工程安全监管方法,其特征在于,所述步骤S200的具体实施过程包括:步骤S201:根据施工危险源和安全措施,对任意一个施工环节进行风险评估,计算施工环节的风险值,具体计算公式如下:k p
RV(Ai)=∑j=1∑v=1{(pj/TN)*[NUMj(CHSv)/ki]};
其中,RV(Ai)表示任意一个施工环节Ai的风险值,pj表示施工危险源集合CHS(SMj)中包含的施工危险源的数量,TN表示任意一个施工环节Ai包含的施工危险源的总数量且TN=k∑j=1pj,pj=p,NUMj(CHSv)表示任意一个施工危险源CHSv出现在除施工危险源集合CHS(SMj)外的其他施工危险源集合中的总数量,ki表示安全措施集合SM(Ai)中包含的安全措施的数量且ki=k;
步骤S202:根据施工环节的风险值,对施工环节进行异常分类,计算任意一个施工环节的异常波动值,具体计算公式如下:‑1/2 2
EU(Ai)=(2πα) *exp{‑[RV(Ai)‑β]/(2α)};
其中,EU(Ai)表示任意一个施工环节Ai的异常波动值,α和β分别表示施工环节的风险值的均值和方差;
预设异常波动值阈值,如果任意一个施工环节的异常波动值EU(Ai)大于等于异常波动值阈值,则将该任意一个施工环节分类为异常施工环节,否则将该任意一个施工环节分类为非异常施工环节。
4.根据权利要求3所述的一种基于人工智能的工程安全监管方法,其特征在于,所述步骤S400的具体实施过程包括:步骤S401:在工程实施的过程中,实时获取工程实施日志记录情况,并根据工程实施日志记录情况定位到正在作业、已实施和未实施的施工环节;分别根据正在作业、已实施和未实施的施工环节,锁定安全监管联动集合,并分别生成正在作业锁定集合SLD(LS)、已实施锁定集合YLD(LS)和未实施锁定集合WLD(LS);
步骤S402:根据正在作业锁定集合SLD(LS)、已实施锁定集合YLD(LS)和未实施锁定集合WLD(LS),计算实时安全监管等级值,具体计算公式为:SSL={NUM[WLD(LS)∩SLD(LS)]‑NUM[YLD(LS)∩SLD(LS)]}/NUM[SLD(LS)];
其中,SSL表示实时安全监管等级值,NUM[WLD(LS)∩SLD(LS)]、NUM[YLD(LS)∩SLD(LS)]和NUM[SLD(LS)]分别表示集合WLD(LS)∩SLD(LS)、YLD(LS)∩SLD(LS)和SLD(LS)中包含的安全监管联动集合数量;
输出实时安全监管等级。
5.一种基于人工智能的工程安全监管系统,其特征在于,所述系统包括:施工设计信息统筹模块、风险评估分类模块、关联分析模块和安全监管等级分析模块;
所述施工设计信息统筹模块,用于获取施工设计信息,根据施工设计信息,对施工环节、安全措施和施工危险源进行统筹,并生成安全措施集合和施工危险源集合;
所述风险评估分类模块,根据安全措施集合和施工危险源集合,对施工环节进行风险评估分析,并计算施工环节的风险值;根据施工环节的风险值,对施工环节进行异常分类分析,将施工环节分为异常施工环节和非异常施工环节;
所述关联分析模块,根据分类结果,对异常施工环节和非异常施工环节的关联性进行分析,并计算异常施工环节和非异常施工环节的关联度;根据关联度,以异常施工环节为安全联动监管中心,生成安全监管联动集合;
所述安全监管等级分析模块,根据工程实施日志记录情况,对施工环节进行正在作业、已实施和未实施的定位,并结合安全监管联动集合,分别生成正在作业锁定集合、已实施锁定集合和未实施锁定集合;根据正在作业锁定集合、已实施锁定集合和未实施锁定集合,计算实时安全监管等级值,并输出实时安全监管等级;
所述关联分析模块还包括关联度计算单元和关联分析单元;
所述关联度计算单元,用于将任意一个异常施工环节记为YAx,将任意一个非异常施工环节记为FAy;对任意一个异常施工环节YAx包含的所有施工危险源进行统计并生成异常参照集合,记为AR(YAx),对任意一个非异常施工环节FAy包含的所有施工危险源进行统计并生成异常匹配集合,记为EM(FAy);根据异常参照集合和异常匹配集合,计算任意一个非异常施工环节与任意一个异常施工环节的关联度,具体计算公式如下:CD(FAy→YAx)={NUM[EM(FAy)∩AR(YAx)]/NUM[EM(FAy)∪AR(YAx)]}+NUM[AR(YAx)‑EM2
(FAy)∩AR(YAx)]*NUM[EM(FAy)‑EM(FAy)∩AR(YAx)]/NUM[EM(FAy)∪AR(YAx)];
其中,CD(FAy→YAx)表示任意一个非异常施工环节FAy与任意一个异常施工环节的关联度YAx,NUM[EM(FAy)∩AR(YAx)]、NUM[EM(FAy)∪AR(YAx)]、NUM[AR(YAx)‑EM(FAy)∩AR(YAx)]和NUM[EM(FAy)‑EM(FAy)∩AR(YAx)]分别表示集合EM(FAy)∩AR(YAx)中施工危险源数量、集合EM(FAy)∪AR(YAx)中施工危险源数量、集合AR(YAx)‑EM(FAy)∩AR(YAx)中施工危险源数量和集合EM(FAy)‑EM(FAy)∩AR(YAx)中施工危险源数量;
所述关联分析单元,用于计算任意一个非异常施工环节与每一个异常施工环节的关联度,将关联度最大时的异常施工环节与非异常施工环节进行关联;以异常施工环节为安全联动监管中心,将与异常施工环节YAx关联的全部非异常施工环节生成安全监管联动集合,记为LS(YAx)。
6.根据权利要求5所述的一种基于人工智能的工程安全监管系统,其特征在于:所述施工设计信息统筹模块还包括施工设计信息采集单元和施工设计信息统筹单元;
所述施工设计信息采集单元,用于对施工设计信息进行获取,所述施工设计信息包括施工环节、安全措施和施工危险源,其中,一个施工环节对应至少一种安全措施,一种安全措施对应至少一种施工危险源;
所述施工设计信息统筹单元,用于将任意一个施工环节记为Ai,将任意一个施工环节对应包含的所有安全措施生成安全措施集合,记为SM(Ai)={SM1,SM2,...,SMk};将任意一个安全措施记为SMj,将任意一个安全措施对应包含的所有施工危险源生成施工危险源集合,记为CHS(SMj)={CHS1,CHS2,...,CHSP};其中,i表示施工环节编号,j表示安全措施编号,SM1,SM2,...,SMk分别表示第1,2,...,k个安全措施,CHS1,CHS2,...,CHSP分别表示第1,2,...,p个施工危险源。
7.根据权利要求6所述的一种基于人工智能的工程安全监管系统,其特征在于:所述风险评估分类模块还包括风险评估单元和异常分类单元;
所述风险评估单元,根据施工危险源和安全措施,对任意一个施工环节进行风险评估,计算施工环节的风险值,具体计算公式如下:k p
RV(Ai)=∑j=1∑v=1{(pj/TN)*[NUMj(CHSv)/ki]};
其中,RV(Ai)表示任意一个施工环节Ai的风险值,pj表示施工危险源集合CHS(SMj)中包含的施工危险源的数量,TN表示任意一个施工环节Ai包含的施工危险源的总数量且TN=k∑j=1pj,pj=p,NUMj(CHSv)表示任意一个施工危险源CHSv出现在除施工危险源集合CHS(SMj)外的其他施工危险源集合中的总数量,ki表示安全措施集合SM(Ai)中包含的安全措施的数量且ki=k;
所述异常分类单元,根据施工环节的风险值,对施工环节进行异常分类,计算任意一个施工环节的异常波动值,具体计算公式如下:‑1/2 2
EU(Ai)=(2πα) *exp{‑[RV(Ai)‑β]/(2α)};
其中,EU(Ai)表示任意一个施工环节Ai的异常波动值,α和β分别表示施工环节的风险值的均值和方差;
预设异常波动值阈值,如果任意一个施工环节的异常波动值EU(Ai)大于等于异常波动值阈值,则将该任意一个施工环节分类为异常施工环节,否则将该任意一个施工环节分类为非异常施工环节。
8.根据权利要求7所述的一种基于人工智能的工程安全监管系统,其特征在于:所述安全监管等级分析模块还包括施工环节实时状态感知单元和人工智能实时安全监管单元;
所述施工环节实时状态感知单元,用于在工程实施的过程中,实时获取工程实施日志记录情况,并根据工程实施日志记录情况定位到正在作业、已实施和未实施的施工环节;分别根据正在作业、已实施和未实施的施工环节,锁定安全监管联动集合,并分别生成正在作业锁定集合SLD(LS)、已实施锁定集合YLD(LS)和未实施锁定集合WLD(LS);
所述人工智能实时安全监管单元,根据正在作业锁定集合SLD(LS)、已实施锁定集合YLD(LS)和未实施锁定集合WLD(LS),计算实时安全监管等级值,具体计算公式为:SSL={NUM[WLD(LS)∩SLD(LS)]‑NUM[YLD(LS)∩SLD(LS)]}/NUM[SLD(LS)];
其中,SSL表示实时安全监管等级值,NUM[WLD(LS)∩SLD(LS)]、NUM[YLD(LS)∩SLD(LS)]和NUM[SLD(LS)]分别表示集合WLD(LS)∩SLD(LS)、YLD(LS)∩SLD(LS)和SLD(LS)中包含的安全监管联动集合数量;
输出实时安全监管等级。