應(yīng)用于水利施工現(xiàn)場(chǎng)的人員綜合定位方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種應(yīng)用于水利施工現(xiàn)場(chǎng)的人員綜合定位方法，包括以下步驟：創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，并將定位區(qū)域的地圖及位置坐標(biāo)信息存入數(shù)據(jù)庫中，其中，定位區(qū)域包括倉(cāng)面和廊道，位置坐標(biāo)信息包括邊緣、附屬物和危險(xiǎn)地帶；將人員的基本信息存入數(shù)據(jù)庫，其中，人員的基本信息包括：工號(hào)、姓名、所屬單位、手機(jī)號(hào)、手機(jī)的IMSI和IMEI；根據(jù)人員的基本信息選擇被定位人員；根據(jù)被定位人員所具備的智能終端接收的無線信號(hào)得到被定位人員在定位區(qū)域內(nèi)的精確位置。本發(fā)明的方法，可以有效地保證人員定位的實(shí)時(shí)性和精確性。本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用于水利施工現(xiàn)場(chǎng)的人員綜合定位系統(tǒng)。
【專利說明】應(yīng)用于水利施工現(xiàn)場(chǎng)的人員綜合定位方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及人員定位【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種應(yīng)用于水利施工現(xiàn)場(chǎng)的人員綜合定 位方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 水利工程的特點(diǎn)是面廣、線長(zhǎng)、人多、物雜，而且往往是在高山峽谷之間展開施工， 其地形條件復(fù)雜，需要的配套設(shè)施較多，施工要求很高，任務(wù)繁重，時(shí)間緊迫，施工安全是突 出問題，目前大型水電工程現(xiàn)場(chǎng)施工對(duì)人員的管理還主要依靠施工方、監(jiān)理和業(yè)主巡視，對(duì) 質(zhì)量的控制以及關(guān)鍵場(chǎng)所，重要時(shí)間點(diǎn)，緊急突發(fā)事件的預(yù)警能力、效率有待提高，手段相 對(duì)落后。而基于各種技術(shù)的人員定位技術(shù)GPS，WIFI定位等雖然在各行業(yè)得到了一些應(yīng)用， 但往往存在技術(shù)單一，適應(yīng)面窄，無法在大型水利施工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用等局限。
[0003] GPS定位系統(tǒng)具有定位精度高、實(shí)時(shí)性好、抗干擾能力強(qiáng)，不受天氣影響等優(yōu)點(diǎn)。但 GPS接收器至少要接收到4個(gè)衛(wèi)星信號(hào)才能求解出自身坐標(biāo)。因此在空曠的室外環(huán)境中， GPS接收器可以很好的工作，但是當(dāng)GPS接收器和衛(wèi)星之間有高山、峽谷、隧道等物體或地 面阻擋時(shí)，就難以實(shí)現(xiàn)有效定位。而大型水利施工現(xiàn)場(chǎng)往往就處于這樣的環(huán)境中，所以不能 單純依托GPS技術(shù)進(jìn)行人員定位。
[0004] 現(xiàn)代智能手機(jī)大部分配有多種傳感器，可以獲取加速度，角速度，高度等信息，與 載體基準(zhǔn)方向和初始位置信息相結(jié)合，就可自主遞推出載體的運(yùn)動(dòng)方向、位置以及運(yùn)動(dòng)速 度。此方法具有自主性強(qiáng)、可實(shí)時(shí)定位以及全天候工作等優(yōu)點(diǎn)，但該方法固有的缺點(diǎn)就是累 積誤差，由于陀螺漂移和加速度計(jì)的誤差隨時(shí)間逐漸積累，需要引入外部校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行基 準(zhǔn)位置的修正。
[0005] 近年來基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)定位技術(shù)有了較大發(fā)展，特別是在大范圍區(qū)域定位上 應(yīng)用很廣，基于Cell-ID定位方法簡(jiǎn)單易行，不過其定位誤差與服務(wù)區(qū)大小成正比，為100 米以內(nèi)（微蜂窩）或3?6km以內(nèi)，其他技術(shù)能進(jìn)一步提高精度，但是涉及到網(wǎng)絡(luò)側(cè)和用戶 側(cè)設(shè)備的升級(jí)改造，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，并且在室內(nèi)、地下等蜂窩網(wǎng)絡(luò)無法覆蓋的環(huán)境不能實(shí)現(xiàn)目標(biāo) 定位。
[0006] 基于wifi定位的技術(shù)具有成本低、產(chǎn)品成熟等優(yōu)勢(shì)，但由于接收信號(hào)強(qiáng)度受環(huán)境 變化、人員移動(dòng)等因素影響，具有較強(qiáng)的時(shí)變和隨機(jī)特性，因此其定位精度相對(duì)有限。特別 是在水利現(xiàn)場(chǎng)，建筑物都是隨施工進(jìn)度變化的，需要不斷的拆除，布設(shè)wifi定位網(wǎng)絡(luò)。對(duì)實(shí) 際應(yīng)用必然會(huì)造成一定的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。
[0008] 為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種應(yīng)用于水利施工現(xiàn)場(chǎng)的人員綜合定位方 法，該方法可以有效地保證人員定位的實(shí)時(shí)性和精確性。
[0009] 本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種應(yīng)用于水利施工現(xiàn)場(chǎng)的人員綜合定位系統(tǒng)。
[0010] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面的實(shí)施例提出了一種應(yīng)用于水利施工現(xiàn)場(chǎng)的 人員綜合定位方法，包括以下步驟：創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，并將定位區(qū)域的地圖及位置坐標(biāo)信息存入 所述數(shù)據(jù)庫中，其中，所述定位區(qū)域包括倉(cāng)面和廊道，所述位置坐標(biāo)信息包括邊緣、附屬物 和危險(xiǎn)地帶；將所述人員的基本信息存入所述數(shù)據(jù)庫，其中，所述人員的基本信息包括：工 號(hào)、姓名、所屬單位、手機(jī)號(hào)、手機(jī)的IMSI和IMEI ;根據(jù)所述人員的基本信息選擇被定位人 員；根據(jù)被定位人員所具備的智能終端接收的無線信號(hào)得到所述被定位人員在所述定位區(qū) 域內(nèi)的精確位置。
[0011] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的應(yīng)用于水利施工現(xiàn)場(chǎng)的人員綜合定位方法還可以 具有如下附加的技術(shù)特征：
[0012] 在一些示例中，還包括：所述被定位人員通過預(yù)定義的操作進(jìn)行告警。
[0013] 在一些示例中，還包括：通過所述數(shù)據(jù)庫對(duì)所述人員進(jìn)行位置信息查詢、報(bào)表的統(tǒng) 計(jì)和分析；通過大數(shù)據(jù)分析的方法，對(duì)所述人員的行為進(jìn)行實(shí)時(shí)量化評(píng)價(jià)、精確考勤、數(shù)字 化行為分析和數(shù)字化安全評(píng)價(jià)。
[0014] 在一些示例中，所述根據(jù)被定位人員所具備的智能終端接收的無線信號(hào)得到所述 被定位人員在所述定位區(qū)域內(nèi)的精確位置，進(jìn)一步包括：判斷所述被定位人員的移動(dòng)終端 接收到的無線信號(hào)的類型；如果所述無線信號(hào)為GPS信號(hào)，則判定所述被定位人員位于所 述定位區(qū)域的倉(cāng)面；如果所述無線信號(hào)為WIFI信號(hào)，則判定所述被定位人員位于所述定位 區(qū)域的廊道；將所述無線信號(hào)數(shù)字化后發(fā)送給服務(wù)器，所述服務(wù)器通過所述數(shù)據(jù)庫進(jìn)行智 能匹配，以推算所述被定位人員的精確位置。
[0015] 在一些示例中，所述預(yù)定義操作為在預(yù)定時(shí)間內(nèi)在所述智能終端的操作界面的預(yù) 設(shè)范圍內(nèi)向上滑動(dòng)并向下滑動(dòng)各兩次。
[0016] 在一些示例中，根據(jù)隱式馬爾可夫過程的算法對(duì)所述人員的行為進(jìn)行實(shí)時(shí)量化評(píng) 價(jià)，具體包括：
[0017]

【權(quán)利要求】
1. 一種應(yīng)用于水利施工現(xiàn)場(chǎng)的人員綜合定位方法，其特征在于，包括以下步驟： 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，并將定位區(qū)域的地圖及位置坐標(biāo)信息存入所述數(shù)據(jù)庫中，其中，所述定位 區(qū)域包括倉(cāng)面和廊道，所述位置坐標(biāo)信息包括邊緣、附屬物和危險(xiǎn)地帶； 將所述人員的基本信息存入所述數(shù)據(jù)庫，其中，所述人員的基本信息包括：工號(hào)、姓名、 所屬單位、手機(jī)號(hào)、手機(jī)的頂SI和MEI; 根據(jù)所述人員的基本信息選擇被定位人員； 根據(jù)被定位人員所具備的智能終端接收的無線信號(hào)得到所述被定位人員在所述定位 區(qū)域內(nèi)的精確位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于水利施工現(xiàn)場(chǎng)的人員綜合定位方法，其特征在于，還 包括： 所述被定位人員通過預(yù)定義的操作進(jìn)行告警。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于水利施工現(xiàn)場(chǎng)的人員綜合定位方法，其特征在于，還 包括： 通過所述數(shù)據(jù)庫對(duì)所述人員進(jìn)行位置信息查詢、報(bào)表的統(tǒng)計(jì)和分析； 通過大數(shù)據(jù)分析的方法，對(duì)所述人員的行為進(jìn)行實(shí)時(shí)量化評(píng)價(jià)、精確考勤、數(shù)字化行為 分析和數(shù)字化安全評(píng)價(jià)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于水利施工現(xiàn)場(chǎng)的人員綜合定位方法，其特征在于，所 述根據(jù)被定位人員所具備的智能終端接收的無線信號(hào)得到所述被定位人員在所述定位區(qū) 域內(nèi)的精確位置，進(jìn)一步包括： 判斷所述被定位人員的移動(dòng)終端接收到的無線信號(hào)的類型； 如果所述無線信號(hào)為GPS信號(hào)，則判定所述被定位人員位于所述定位區(qū)域的倉(cāng)面； 如果所述無線信號(hào)為WIFI信號(hào)，則判定所述被定位人員位于所述定位區(qū)域的廊道； 將所述無線信號(hào)數(shù)字化后發(fā)送給服務(wù)器，所述服務(wù)器通過所述數(shù)據(jù)庫進(jìn)行智能匹配， 以推算所述被定位人員的精確位置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于水利施工現(xiàn)場(chǎng)的人員綜合定位方法，其特征在于，所 述預(yù)定義操作為在預(yù)定時(shí)間內(nèi)在所述智能終端的操作界面的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)向上滑動(dòng)并向下 滑動(dòng)各兩次。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于水利施工現(xiàn)場(chǎng)的人員綜合定位方法，其特征在于，根 據(jù)隱式馬爾可夫過程的算法對(duì)所述人員的行為進(jìn)行實(shí)時(shí)量化評(píng)價(jià)，具體包括：
其中，Rr是在時(shí)刻t的時(shí)候人員w總的危險(xiǎn)度，praj)表示概率，w表示人員，j為安 全狀態(tài)，i為隱患，t為時(shí)間，C(i,j)為狀態(tài)j和i關(guān)聯(lián)的權(quán)重，N是隱患的總個(gè)數(shù),Mi是和 隱患i關(guān)聯(lián)的狀態(tài)個(gè)數(shù)； 將量化評(píng)價(jià)值存儲(chǔ)至所述數(shù)據(jù)庫以便管理和回溯查詢。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于水利施工現(xiàn)場(chǎng)的人員綜合定位方法，其特征在于，對(duì) 所述人員的行為進(jìn)行精確考勤，具體包括： 限定考勤區(qū)域?yàn)镈,且在設(shè)定時(shí)間T內(nèi)有效軌跡點(diǎn)為M個(gè),無效軌跡點(diǎn)為N個(gè),則出勤系 數(shù)為M/ (M+N); 將所述出勤系數(shù)存儲(chǔ)至所述數(shù)據(jù)庫。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于水利施工現(xiàn)場(chǎng)的人員綜合定位方法，其特征在于，所 述數(shù)字化行為分析具體包括： 設(shè)預(yù)設(shè)軌跡曲線為C，實(shí)際估計(jì)曲線為C'，軌跡點(diǎn)為W1,WfWn，則通過如下公式計(jì)算相 似度：
并將計(jì)算得到的相似度存儲(chǔ)至所述數(shù)據(jù)庫。
9. 一種應(yīng)用于水利施工現(xiàn)場(chǎng)的人員綜合定位系統(tǒng)，其特征在于，包括： 數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)定位區(qū)域的地圖、位置坐標(biāo)信息以及所述人員的基本信 息，其中，所述定位區(qū)域包括倉(cāng)面和廊道，所述位置坐標(biāo)信息包括邊緣、附屬物和危險(xiǎn)地帶， 所述人員的基本信息包括：工號(hào)、姓名、所屬單位、手機(jī)號(hào)、手機(jī)的頂SI和MEI; 選擇模塊，所述選擇模塊用于根據(jù)所述人員的基本信息選擇被定位人員； 定位模塊，所述定位模塊用于根據(jù)被定位人員所具備的智能終端接收的無線信號(hào)得到 所述被定位人員在所述定位區(qū)域內(nèi)的精確位置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用于水利施工現(xiàn)場(chǎng)的人員綜合定位系統(tǒng)，其特征在于，還 包括：告警模塊，所述被定位人員通過所述告警模塊按照預(yù)定義的操作進(jìn)行告警。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用于水利施工現(xiàn)場(chǎng)的人員綜合定位系統(tǒng)，其特征在于，所 述定位模塊還用于通過所述數(shù)據(jù)庫對(duì)所述人員進(jìn)行位置信息查詢、報(bào)表的統(tǒng)計(jì)和分析，并 通過大數(shù)據(jù)分析的方法，對(duì)所述人員的行為進(jìn)行實(shí)時(shí)量化評(píng)價(jià)、精確考勤、數(shù)字化行為分析 和數(shù)字化安全評(píng)價(jià)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用于水利施工現(xiàn)場(chǎng)的人員綜合定位系統(tǒng)，其特征在于，所 述定位模塊用于判斷所述被定位人員的移動(dòng)終端接收到的無線信號(hào)的類型，并在所述無線 信號(hào)為GPS信號(hào)時(shí)，判定所述被定位人員位于所述定位區(qū)域的倉(cāng)面，以及在所述無線信號(hào) 為WIFI信號(hào)時(shí)，判定所述被定位人員位于所述定位區(qū)域的廊道，并將所述無線信號(hào)數(shù)字化 后發(fā)送給服務(wù)器，所述服務(wù)器通過所述數(shù)據(jù)庫進(jìn)行智能匹配，以推算所述被定位人員的精 確位置。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的應(yīng)用于水利施工現(xiàn)場(chǎng)的人員綜合定位系統(tǒng)，其特征在于， 所述預(yù)定義操作為在預(yù)定時(shí)間內(nèi)在所述智能終端的操作界面的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)向上滑動(dòng)并向 下滑動(dòng)各兩次。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的應(yīng)用于水利施工現(xiàn)場(chǎng)的人員綜合定位系統(tǒng)，其特征在于， 所述定位模塊根據(jù)隱式馬爾可夫過程的算法對(duì)所述人員的行為進(jìn)行實(shí)時(shí)量化評(píng)價(jià)，并將量 化評(píng)價(jià)值存儲(chǔ)至所述數(shù)據(jù)庫以便管理和回溯查詢，具體包括：
其中，Rf是在時(shí)刻t的時(shí)候人員w總的危險(xiǎn)度，praj):表示概率，w表示人員，j為安 全狀態(tài)，i為隱患，t為時(shí)間，C(i,j)為狀態(tài)j和i關(guān)聯(lián)的權(quán)重，N是隱患的總個(gè)數(shù),Mi是和 隱患i關(guān)聯(lián)的狀態(tài)個(gè)數(shù)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的應(yīng)用于水利施工現(xiàn)場(chǎng)的人員綜合定位系統(tǒng)，其特征在于， 所述定位模塊對(duì)所述人員的行為進(jìn)行精確考勤，具體包括： 限定考勤區(qū)域?yàn)镈,且在設(shè)定時(shí)間T內(nèi)有效軌跡點(diǎn)為M個(gè),無效軌跡點(diǎn)為N個(gè),則出勤系 數(shù)為MAM+N)，并將所述出勤系數(shù)存儲(chǔ)至所述數(shù)據(jù)庫。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的應(yīng)用于水利施工現(xiàn)場(chǎng)的人員綜合定位系統(tǒng)，其特征在于， 所述數(shù)字化行為分析具體包括： 設(shè)預(yù)設(shè)軌跡曲線為c，實(shí)際估計(jì)曲線為c'，軌跡點(diǎn)為W1,Wn，則通過如下公式計(jì)算相 似度：
并將計(jì)算得到的相似度存儲(chǔ)至所述數(shù)據(jù)庫。
【文檔編號(hào)】H04W4/04GK104243580SQ201410466886
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】林鵬, 李慶斌, 強(qiáng)茂山, 高向友, 江漢臣 申請(qǐng)人:清華大學(xué)