一种作业场所人员接触粉尘浓度监测系统及方法技术方案

一种作业场所人员接触粉尘浓度监测系统及方法，监测系统：作业场所全空间三维建模系统与三维空间重筑处理模块、人员信息识别、定位、运动检测和接触粉尘浓度处理模块连接，悬浮粉尘浓度实时监测系统连接粉尘浓度校正处理模块，粉尘空间分布处理模块分别与粉尘浓度校正处理模块、沉积粉尘实时监测系统和人员接触粉尘浓度处理模块连接；人员接触粉尘浓度处理模块分别与人员定位处理模块和人员运动检测处理模块连接。方法：采集悬浮粉尘浓度数据、沉积粉尘质量数据；生成三维空间全尺度粉尘浓度分布数据；确定作业人员的呼吸区域高度；得到作业人员接触粉尘浓度的实时记录数据。该系统及方法可以对作业场所工作人员个体的暴露风险进行有效的评估。风险进行有效的评估。风险进行有效的评估。

【技术实现步骤摘要】
一种作业场所人员接触粉尘浓度监测系统及方法


[0001]本专利技术属于粉尘监测
，具体是一种作业场所人员接触粉尘浓度监测系统及方法。

技术介绍

[0002]在很多作业场所中的生产作业过程中经常会产生大量的粉尘，在这类作业场所中活动的作业人员会不可避免的会吸入粉尘，人员在长期吸入粉尘后可能会产生呼吸系统问题，如咳嗽、喘息、气短、支气管炎和哮喘等。某些特定的粉尘，如石棉、硅尘和木尘等，还可能会诱发更严重的职业性肺病，如矽肺和尘肺等。因此，对作业场所的粉尘浓度进行监测是十分必要的措施，通过这种方式能实时定量的监测工人个体接触粉尘浓度的情况，进而如何实现作业场所工人个体粉尘暴露的监测是现阶段亟需解决的问题。
[0003]目前作业场所个体粉尘暴露监测最常用的设备为基于微量振荡天平原理的连续个人粉尘监测器，这种监测器的价格通常较高，同时，其质量也较大，通常还需要随身佩戴，这些弊端严重限制了其在作业场所工人群体中的使用范围，这使得大多数作业场所工人的粉尘暴露水平以及接触粉尘浓度的情况通常难以检测。因此，如何让作业场所中的工作人员在低负担的情况下，对作业场所中工作人员所接触粉尘浓度水平进行实时有效的监测，以有效评估作业场所工作人员个体的暴露风险，是粉尘浓度监测领域的必然趋势。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种作业场所人员接触粉尘浓度监测系统及方法，该系统可以作业场所工人的粉尘暴露水平以及接触粉尘浓度的情况进行检测，能在作业场所内作业人员不佩戴个体粉尘监测设备的情况下，实现工作人员接触粉尘浓度实时值以及累计平均值的监测。该方法步骤简单，实施过程方便，其能对作业场所中工作人员所接触粉尘浓度水平进行实时有效的监测，可以对作业场所工作人员个体的暴露风险进行有效的评估。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供一种作业场所人员接触粉尘浓度监测系统，包括作业场所全空间三维建模系统、多组悬浮粉尘浓度实时监测系统、多组沉积粉尘实时监测系统、三维空间重筑处理模块、人员信息识别处理模块、人员定位处理模块、人员运动检测处理模块、人员接触粉尘浓度处理模块、粉尘浓度校正处理模块、粉尘空间分布处理模块和可视化客户端；
[0006]所述作业场所全空间三维建模系统包括多个在线监控装置和数据传输模块1，多个在线监控装置均与数据传输模块1连接；多个在线监控装置分布在待测试作业场所内的不同位置，用于从不同角度不同位置对待测试作业场所内的视频信息和三维空间信息进行采集；
[0007]所述悬浮粉尘浓度实时监测系统包括微控制器一、微气候参数监测模块一、粉尘浓度测量模块和数据传输模块2；所述微处理器一分别与微气候参数监测模块一、粉尘浓度
测量模块和数据传输模块2连接；多组悬浮粉尘浓度实时监测系统布置在待测试作业场所内不同高度位置的不同悬浮粉尘监测平面中，并形成立体悬浮粉尘监测网络；
[0008]所述沉积粉尘实时监测系统包括微控制器二、微气候参数监测模块二、沉积粉尘质量监测模块和数据传输模块3；所述微控制器二分别与微气候参数监测模块二、沉积粉尘质量监测模块和数据传输模块3连接；多组沉积粉尘实时监测系统布置在待测试作业场所内的不同落尘位置附近的多个沉积粉尘监测平面中，并形成沉积粉尘监测网络；
[0009]所述三维空间重筑处理模块、人员信息识别处理模块、人员定位处理模块和人员运动检测处理模块均通过数据传输模块1与作业场所全空间三维建模系统连接；且三维空间重筑处理模块、人员信息识别处理模块、人员定位处理模块和人员运动检测处理模块之间相互连接；
[0010]所述人员接触粉尘浓度处理模块通过数据传输模块9与人员定位处理模块连接，通过数据传输模块10与人员运动检测处理模块连接，通过数据传输模块11与粉尘空间分布处理模块连接；
[0011]所述粉尘浓度校正处理模块通过数据传输模块2与悬浮粉尘浓度实时监测系统连接，通过数据传输模块4与粉尘空间分布处理模块连接；
[0012]所述粉尘空间分布处理模块通过数据传输模块3与沉积粉尘实时监测系统；
[0013]所述可视化客户端通过无线传输模块分别与三维空间重筑处理模块和人员接触粉尘浓度处理模块连接。
[0014]进一步，为了方便数据的存储，所述三维空间重筑处理模块通过数据传输模块5与数据存储模块1连接，所述人员信息识别处理模块通过数据传输模块6与数据存储模块2连接，所述人员定位处理模块通过数据传输模块7与数据存储模块3连接，所述人员运动检测处理模块通过数据传输模块8与数据存储模块4连接，所述人员接触粉尘浓度处理模块通过数据传输模块12与数据存储模块5连接。
[0015]作为一种优选，所述可视化客户端为多平台互通设计，其具有与IOS平台、安卓平台和Windows平台互通的功能。
[0016]本专利技术中，将作业场所全空间三维建模系统中的多个在线监控装置分别设置在待测试作业场所内的不同位置，可以方便地从不同角度采集作业场所内的视频数据，同时，还能方便地对作业场所内的三维空间信息进行全面的采集；使悬浮粉尘浓度实时监测系统中设置有微气候参数监测模块一和粉尘浓度测量模块，可以同时对监测系统附近区域的温度与湿度数据、悬浮粉尘浓度数据进行实时采集作业；使沉积粉尘实时监测系统中设置有微气候参数监测模块二和沉积粉尘质量监测模块，可以同时对监测系统附近的沉积粉尘质量数据、温度与湿度数据进行实时采集作业；利用多组悬浮粉尘浓度实时监测系统形成可以覆盖待测试作业场内不同高度空间的立体悬浮粉尘监测网络，利用多组沉积粉尘实时监测系统形成可以覆盖待测试作业场所内不同落尘位置的沉积粉尘监测网络，便可以通过立体悬浮粉尘监测网络和沉积粉尘监测网络形成可以充分覆盖待监测空间的作业场所三维空间立体粉尘监测网络，能够确保对作业场所中不同位置处的温湿度数据、悬浮粉尘浓度数据和沉积粉尘质量进行全面的检测，从而有效确保了所获得监测数据的准确性和可靠性。通过三维空间重筑处理模块的设置，可以方便地对多个在线监控装置所获得的三维空间信息进行整合，从而便于生成作业场所的三维模型；通过人员信息识别处理模块的设置，可以
方便对所获得视频中的不同作业人员进行身份识别；通过人员定位处理模块的设置，可以方便对所获得视频中的作业人员位置进行跟踪定位；通过人员运动检测处理模块的设置，可以方便地确定出所获得视频中作业人员在不同运动状态下呼吸区域所在的相对高度数据；通过粉尘浓度校正处理模块的设置，可以对悬浮粉尘浓度实时监测系统所采集的悬浮粉尘浓度数据进行校正，从而获得更精准的悬浮粉尘浓度数据。通过粉尘空间分布处理模块的设置，可以便于根据校正后的悬浮粉尘浓度时序信息对不同高度悬浮粉尘监测平面上的悬浮粉尘浓度进行全空间悬浮粉尘浓度的预测，根据沉积粉尘实时监测系统所采集的沉积粉尘质量时序信息对沉积粉尘监测平面内不同区域沉积粉尘质量进行全空间沉积粉尘质量的预测，从而能够得到作业场所三维空间全尺度粉尘浓度分布数据。通过人员接触粉尘浓度处理模块的设置，可以便于所接收的作业场所三维空间全尺度粉尘浓度分布数据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种作业场所人员接触粉尘浓度监测系统，包括作业场所全空间三维建模系统、多组悬浮粉尘浓度实时监测系统和多组沉积粉尘实时监测系统，其特征在于，还包括三维空间重筑处理模块、人员信息识别处理模块、人员定位处理模块、人员运动检测处理模块、人员接触粉尘浓度处理模块、粉尘浓度校正处理模块、粉尘空间分布处理模块和可视化客户端；所述作业场所全空间三维建模系统包括多个在线监控装置和数据传输模块1，多个在线监控装置均与数据传输模块1连接；多个在线监控装置分布在待测试作业场所内的不同位置，用于从不同角度不同位置对待测试作业场所内的视频信息和三维空间信息进行采集；所述悬浮粉尘浓度实时监测系统包括微控制器一、微气候参数监测模块一、粉尘浓度测量模块和数据传输模块2；所述微处理器一分别与微气候参数监测模块一、粉尘浓度测量模块和数据传输模块2连接；多组悬浮粉尘浓度实时监测系统布置在待测试作业场所内不同高度位置的不同悬浮粉尘监测平面中，并形成立体悬浮粉尘监测网络；所述沉积粉尘实时监测系统包括微控制器二、微气候参数监测模块二、沉积粉尘质量监测模块和数据传输模块3；所述微控制器二分别与微气候参数监测模块二、沉积粉尘质量监测模块和数据传输模块3连接；多组沉积粉尘实时监测系统布置在待测试作业场所内的不同落尘位置附近的多个沉积粉尘监测平面中，并形成沉积粉尘监测网络；所述三维空间重筑处理模块通过数据传输模块1与作业场所全空间三维建模系统连接，通过无线传输模块与可视化客户端连接；所述三维空间重筑处理模块、人员信息识别处理模块、人员定位处理模块和人员运动检测处理模块均通过数据传输模块1与作业场所全空间三维建模系统连接；且三维空间重筑处理模块、人员信息识别处理模块、人员定位处理模块和人员运动检测处理模块之间相互连接；所述人员接触粉尘浓度处理模块通过数据传输模块9与人员定位处理模块连接，通过数据传输模块10与人员运动检测处理模块连接，通过数据传输模块11与粉尘空间分布处理模块连接；所述粉尘浓度校正处理模块通过数据传输模块2与悬浮粉尘浓度实时监测系统连接，通过数据传输模块4与粉尘空间分布处理模块连接；所述粉尘空间分布处理模块通过数据传输模块3与沉积粉尘实时监测系统；所述可视化客户端通过无线传输模块分别与三维空间重筑处理模块和人员接触粉尘浓度处理模块连接。2.根据权利要求1所述的一种作业场所人员接触粉尘浓度监测系统，其特征在于，所述三维空间重筑处理模块通过数据传输模块5与数据存储模块1连接，所述人员信息识别处理模块通过数据传输模块6与数据存储模块2连接，所述人员定位处理模块通过数据传输模块7与数据存储模块3连接，所述人员运动检测处理模块通过数据传输模块8与数据存储模块4连接，所述人员接触粉尘浓度处理模块通过数据传输模块12与数据存储模块5连接。3.根据权利要求1或2所述的一种作业场所人员接触粉尘浓度监测系统，其特征在于，所述可视化客户端为多平台互通设计，其具有与IOS平台、安卓平台和Windows平台互通的功能。
4.一种作业场所人员接触粉尘浓度监测方法，包括如权利要求1所述的一种作业场所人员接触粉尘浓度监测系统，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：将多个在线监控装置分别布置在待测试的作业场所内的不同位置处，并使各自的拍摄角度各不相同，利用多个在线监控装置组成多组相机矩阵；利用数据传输模块1分别建立作业场所全空间三维建模系统与三维空间重筑处理模块、人员信息识别处理模块之间、人员定位处理模块之间和人员运动检测处理模块之间的通信连接，建立三维空间重筑处理模块、人员信息识别处理模块之间、人员定位处理模块之间和人员运动检测处理模块之间的交互通信连接；利用数据传输模块2建立悬浮粉尘浓度实时监测系统与粉尘浓度校正处理模块的通信连接；利用数据传输模块3建立沉积粉尘实时监测系统与粉尘空间分布处理模块的通信连接；利用数据传输模块4建立粉尘浓度校正处理模块与粉尘空间分布处理模块的通信连接；；利用数据传输模块9建立人员定位处理模块与人员接触粉尘浓度处理模块的通信连接；利用数据传输模块10建立人员运动检测处理模块与人员接触粉尘浓度处理模块的通信连接；利用数据传输模块11建立粉尘空间分布处理模块与人员接触粉尘浓度处理模块的通信连接；利用无线传输模块建立三维空间重筑处理模块与可视化客户端之间、人员接触粉尘浓度处理模块与可视化客户端之间的通信连接；步骤二:利用所形成的多组相机矩阵对待检测作业场所进行多组多角度的视频信息采集和作业场所内的三维空间信息采集，再通过数据传输模块1将所采集的视频信息和作业场所内的三维空间信息分别传输至三维空间重筑处理模块、人员信息识别处理模块、人员定位处理模块和人员运动检测处理模块；三维空间重筑处理模块先对所接收到的视频信息和作业场所内的三维空间信息进行处理并生成作业场所的三维模型，再对作业场所的三维模型进行空间位置的网格划分，并据网格划分情况确定出多组悬浮粉尘浓度实时监测系统和多组沉积粉尘实时监测系统的布置位置，然后在三维模型中对多组悬浮粉尘浓度实时监测系统和多组沉积粉尘实时监测系统的相对位置进行标注，最后将标注有多组悬浮粉尘浓度实时监测系统和多组沉积粉尘实时监测系统的三维模型通过无线传输模块传输至可视化客户端进行实时显示；步骤三：根据可视化客户端中显示的多个悬浮粉尘浓度实时监测系统的布置位置，在待测试作业场所内不同高度位置设置不同的悬浮粉尘监测平面，并在每一个悬浮粉尘监测平面的不同位置进行悬浮粉尘浓度实时监测系统的现场布置，利用不同高度悬浮粉尘监测平面中的多组悬浮粉尘浓度实时监测系统形成立体悬浮粉尘监测网络；据可视化客户端中显示的多个沉积粉尘实时监测系统的布置位置，在作业场所的不同落尘位置附近设置沉积粉尘监测平面，并在每一个沉积粉尘监测平面中进行沉积粉尘实时监测系统的现场布置，利用多组沉积粉尘实时监测系统形成沉积粉尘监测网络；通过立体悬浮粉尘监测网络和沉积粉尘监测网络组成作业场所三维空间立体粉尘监测网络，其中，确保悬浮粉尘监测平面与沉积粉尘监测平面之间具有设定的高度差；步骤四：...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑丽娜，冯子康，周福宝，何新建，叶子靖，冯温婷，刘凌妤，范钰雪，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：