本發(fā)明屬于優(yōu)化管理，具體涉及基于人工智能算法的基建現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)優(yōu)化管理方法。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前，基建現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)存在許多高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)，通過(guò)實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)分析，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)人員的不安全行為、違規(guī)操作以及設(shè)備設(shè)施的不安全狀態(tài)，如設(shè)備失溫、電線老化等，從而采取措施加以糾正，避免事故的發(fā)生，保障施工人員的生命安全和身體健康。此外，實(shí)時(shí)獲取現(xiàn)場(chǎng)的情況并及時(shí)根據(jù)實(shí)際作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)制定管理優(yōu)化策略，管理人員可以實(shí)時(shí)了解人員、設(shè)備、材料等資源的使用情況，根據(jù)實(shí)際進(jìn)度進(jìn)行合理調(diào)配，避免資源的閑置和浪費(fèi)，提高資源利用效率，確保工程按計(jì)劃推進(jìn)。

2、但是，現(xiàn)有的對(duì)基建風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)優(yōu)化管理方法還存在一些不足，具體體現(xiàn)在：傳統(tǒng)的基建現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)優(yōu)化管理方法對(duì)智能決策的應(yīng)用較為局限，多數(shù)在信息數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)的單線處理，一方面，信息數(shù)據(jù)收集的單一性無(wú)法體現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的相互作用，進(jìn)而在決策上無(wú)法體現(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)最終作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的綜合影響，另一方面，數(shù)據(jù)的單線處理導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理的速度過(guò)慢，對(duì)基建現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)決策和優(yōu)化管理決策的時(shí)效性產(chǎn)生影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了基于人工智能算法的基建現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)優(yōu)化管理方法，能夠?qū)崿F(xiàn)基建現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)的精準(zhǔn)評(píng)估與全局協(xié)調(diào)優(yōu)化，提升決策科學(xué)性和管理效率。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，基于人工智能算法的基建現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)優(yōu)化管理方法，包括以下步驟：

3、步驟一、基于歷史基建現(xiàn)場(chǎng)各風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)施工監(jiān)控記錄獲取各風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)對(duì)應(yīng)的歷史基建施工描述集，過(guò)程為：

4、獲取歷史基建施工監(jiān)控記錄，包括若干歷史基建施工情況；

5、基于任一歷史基建施工情況獲取歷史基建施工信息集，包括歷史基建施工情況的設(shè)備故障率、緊急制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間、設(shè)備維護(hù)合規(guī)率、人員安全設(shè)備覆蓋率、人員疲勞指數(shù)；

6、將歷史基建施工信息集標(biāo)記為歷史基建施工情況對(duì)應(yīng)的歷史基建施工描述點(diǎn)；

7、基于所有歷史基建施工情況對(duì)應(yīng)的歷史基建施工描述點(diǎn)進(jìn)行整合獲取歷史基建施工描述集；

8、步驟二、基于歷史基建施工描述集，進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，獲取樣本基建施工描述集；

9、步驟三、基于樣本基建施工描述集進(jìn)行分類(lèi)，獲取樣本基建現(xiàn)場(chǎng)特征集以及樣本基建人員特征集，基于樣本基建現(xiàn)場(chǎng)特征集以及樣本基建人員特征集獲取智能決策樹(shù)模型；

10、步驟四、獲取各風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)基建施工描述集，基于實(shí)時(shí)基建施工描述集以及智能決策樹(shù)模型獲取智能風(fēng)險(xiǎn)決策值，基于智能風(fēng)險(xiǎn)決策值獲取各風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)對(duì)應(yīng)的基建現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)方案。

11、優(yōu)選的，人員疲勞指數(shù)的獲取方法為：

12、基于穿戴式設(shè)備獲取施工人員的心率變異率、施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境參數(shù)以及靜態(tài)負(fù)荷系數(shù)均方差，施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境參數(shù)包括環(huán)境溫度均方差、環(huán)境濕度均方差和施工位置高度均方差；

13、獲取施工人員工作數(shù)據(jù)，施工人員工作數(shù)據(jù)包括工作時(shí)長(zhǎng)、休息頻率和工作強(qiáng)度；

14、基于心率變異率、施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境參數(shù)、靜態(tài)負(fù)荷系數(shù)均方差以及施工人員工作數(shù)據(jù)確定人員疲勞指數(shù)，獲取公式為：

15、；

16、；

17、式中，、、、、、均為權(quán)重因子，為休息頻率參定值，為中轉(zhuǎn)函數(shù)，為心率變異率參定值，為環(huán)境溫度均方差參定值，為環(huán)境濕度均方差參定值，為施工位置高度均方差參定值。

18、優(yōu)選的，所述步驟二中，基于歷史基建施工描述集進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理獲取樣本基建施工描述集的過(guò)程為：

19、獲取歷史基建施工描述集；

20、獲取數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的歷史基建施工信息區(qū)間，歷史基建施工信息區(qū)間描述歷史基建施工信息集中參數(shù)取值的合理范圍；

21、基于歷史基建施工信息區(qū)間以及3法則進(jìn)行異常數(shù)據(jù)雙重清洗，獲取清洗后基建施工描述集：

22、基于歷史基建施工信息區(qū)間對(duì)歷史基建施工描述集進(jìn)行異常數(shù)據(jù)初步清洗，異常數(shù)據(jù)初步清洗是將歷史基建施工描述集中超出歷史基建施工信息區(qū)間的部分參數(shù)進(jìn)行缺失處理并標(biāo)記參數(shù)缺失位置；

23、獲取歷史基建施工描述集中全部歷史基建施工信息集，基于歷史基建施工信息集中的任一參數(shù)，i表示參數(shù)序號(hào)，獲取的參數(shù)均值以及參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差；

24、其中，若，則將標(biāo)記為異常值并進(jìn)行異常數(shù)據(jù)二次清洗，對(duì)進(jìn)行缺失處理并標(biāo)記參數(shù)缺失位置，表示第i個(gè)參數(shù)的第j個(gè)取值；

25、獲取所有的參數(shù)缺失位置并采用均值填充法補(bǔ)齊參數(shù)；

26、獲取清洗后基建施工描述集；

27、基于清洗后基建施工描述集進(jìn)行數(shù)據(jù)歸一化獲取樣本基建施工描述集。

28、優(yōu)選的，獲取所有的參數(shù)缺失位置并采用均值填充法補(bǔ)齊參數(shù)的過(guò)程為：

29、獲取任一參數(shù)缺失位置；

30、基于參數(shù)缺失位置獲取參數(shù)類(lèi)型；

31、基于參數(shù)類(lèi)型獲取數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的同行業(yè)與參數(shù)類(lèi)型相似且數(shù)據(jù)完整的基建施工情況合集；

32、基于同行業(yè)與參數(shù)類(lèi)型相似且數(shù)據(jù)完整的基建施工情況合集對(duì)參數(shù)缺失位置使用均值填充法進(jìn)行填充。

33、優(yōu)選的，所述步驟三中，獲取智能決策樹(shù)模型的過(guò)程為：

34、基于樣本基建施工描述集進(jìn)行分類(lèi)，獲取樣本基建現(xiàn)場(chǎng)特征集以及樣本基建人員特征集；

35、樣本基建現(xiàn)場(chǎng)特征集包括設(shè)備故障率、緊急制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間、設(shè)備維護(hù)合規(guī)率、設(shè)備維護(hù)合規(guī)率；

36、樣本基建人員特征集包括人員安全設(shè)備覆蓋率、人員疲勞指數(shù)；

37、分別對(duì)樣本基建現(xiàn)場(chǎng)特征集以及樣本基建人員特征集進(jìn)行數(shù)據(jù)歸一化處理，獲取樣本基建現(xiàn)場(chǎng)歸一化特征集以及樣本基建人員歸一化特征集；

38、基于樣本基建現(xiàn)場(chǎng)歸一化特征集進(jìn)行數(shù)據(jù)等級(jí)標(biāo)記獲取樣本基建現(xiàn)場(chǎng)等級(jí)特征集；

39、基于樣本基建人員歸一化特征集進(jìn)行數(shù)據(jù)等級(jí)標(biāo)記獲取樣本基建人員等級(jí)特征集；

40、基于樣本基建現(xiàn)場(chǎng)等級(jí)特征集獲取樣本基建現(xiàn)場(chǎng)等級(jí)特征集中各個(gè)參數(shù)對(duì)應(yīng)的參數(shù)信息熵；

41、基于樣本基建人員等級(jí)特征集獲取樣本基建人員等級(jí)特征集中各個(gè)參數(shù)對(duì)應(yīng)的參數(shù)信息熵；

42、基于樣本基建人員等級(jí)特征集以及樣本基建現(xiàn)場(chǎng)等級(jí)特征集中各個(gè)參數(shù)信息熵獲得智能決策樹(shù)模型。

43、優(yōu)選的，獲取樣本基建現(xiàn)場(chǎng)歸一化特征集以及樣本基建人員歸一化特征集的過(guò)程為：

44、獲取樣本基建現(xiàn)場(chǎng)特征集中的任一參數(shù)；

45、獲取參數(shù)對(duì)應(yīng)的最大值以及最小值；

46、基于最大值以及最小值以及參數(shù)的任一取值進(jìn)行歸一化運(yùn)算獲取歸一化參數(shù)；

47、整合后獲取樣本基建現(xiàn)場(chǎng)歸一化特征集；

48、獲取樣本基建人員特征集中的任一參數(shù)；

49、獲取參數(shù)對(duì)應(yīng)的最大值以及最小值；

50、基于最大值以及最小值以及參數(shù)的任一取值進(jìn)行歸一化運(yùn)算獲取歸一化參數(shù)；

51、整合后獲取樣本基建人員歸一化特征集。

52、優(yōu)選的，基于各個(gè)參數(shù)信息熵獲得智能決策樹(shù)模型的過(guò)程為：

53、獲取樣本基建現(xiàn)場(chǎng)等級(jí)特征集中各個(gè)等級(jí)參數(shù)對(duì)應(yīng)的參數(shù)信息熵，標(biāo)記為基建現(xiàn)場(chǎng)等級(jí)參數(shù)信息熵集合；

54、獲取樣本基建人員等級(jí)特征集中各個(gè)等級(jí)參數(shù)對(duì)應(yīng)的參數(shù)信息熵，標(biāo)記為基建人員等級(jí)參數(shù)信息熵集合；

55、將基建現(xiàn)場(chǎng)等級(jí)參數(shù)信息熵集合和基建人員等級(jí)參數(shù)信息熵集合整合為等級(jí)參數(shù)信息熵集合；

56、基于等級(jí)參數(shù)信息熵集合匹配數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的決策樹(shù)節(jié)點(diǎn)參數(shù)；

57、基于決策樹(shù)節(jié)點(diǎn)參數(shù)構(gòu)建智能決策樹(shù)模型。

58、優(yōu)選的，所述步驟四中，基于智能風(fēng)險(xiǎn)決策值獲取各風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)對(duì)應(yīng)的基建現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)方案的過(guò)程為：

59、基于實(shí)時(shí)基建現(xiàn)場(chǎng)情況獲取實(shí)時(shí)基建施工描述集，實(shí)時(shí)基建施工描述集包括實(shí)時(shí)基建現(xiàn)場(chǎng)特征集以及實(shí)時(shí)基建人員特征集；

60、基于實(shí)時(shí)基建現(xiàn)場(chǎng)特征集進(jìn)行數(shù)據(jù)歸一化處理獲取實(shí)時(shí)基建現(xiàn)場(chǎng)歸一化特征集；

61、基于實(shí)時(shí)基建人員特征集進(jìn)行數(shù)據(jù)歸一化處理獲取實(shí)時(shí)基建人員歸一化特征集；

62、基于實(shí)時(shí)基建現(xiàn)場(chǎng)歸一化特征集，實(shí)時(shí)基建人員歸一化特征集以及智能決策樹(shù)模型獲取智能風(fēng)險(xiǎn)決策值；

63、將該智能風(fēng)險(xiǎn)決策值存儲(chǔ)為風(fēng)險(xiǎn)決策指定標(biāo)簽，將該風(fēng)險(xiǎn)決策指定標(biāo)簽與數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的各風(fēng)險(xiǎn)決策設(shè)定標(biāo)簽進(jìn)行一一比對(duì)，找到與風(fēng)險(xiǎn)決策指定標(biāo)簽相同的風(fēng)險(xiǎn)決策設(shè)定標(biāo)簽，從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取該風(fēng)險(xiǎn)決策設(shè)定標(biāo)簽對(duì)應(yīng)的基建現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)方案。

64、優(yōu)選的，還包括：步驟五、將各作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)對(duì)應(yīng)的優(yōu)化管理方案進(jìn)行匯總，得到各風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)別候選方案集合，獲取各優(yōu)化管理方案的基礎(chǔ)參數(shù)，得到方案基礎(chǔ)參數(shù)表，方案基礎(chǔ)參數(shù)包括各優(yōu)化管理方案的風(fēng)險(xiǎn)值、資源需求和執(zhí)行時(shí)間；

65、基于各優(yōu)化管理方案的基礎(chǔ)參數(shù)得到各優(yōu)化管理方案對(duì)應(yīng)的單方案綜合評(píng)分；

66、對(duì)于某一類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)的其中一個(gè)優(yōu)化管理方案對(duì)應(yīng)的單方案綜合評(píng)分的獲取方法具體如下：

67、確定優(yōu)化管理方案對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)，獲取該風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)對(duì)應(yīng)的基建施工信息集，基于該風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)對(duì)應(yīng)的基建施工信息集確定優(yōu)化管理方案的風(fēng)險(xiǎn)值，具體為：

68、；

69、；

70、；

71、式中，為風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)的基建現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，為設(shè)備故障率，為緊急制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間，為設(shè)備維護(hù)合規(guī)率，、、、、為權(quán)重因子，為風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)的人員風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，為人員安全設(shè)備覆蓋率，為人員疲勞指數(shù)，為優(yōu)化管理方案的風(fēng)險(xiǎn)值；

72、對(duì)優(yōu)化管理方案的風(fēng)險(xiǎn)值進(jìn)行歸一化處理；

73、獲取單方案綜合評(píng)分，具體為：

74、；

75、為歸一化處理后的優(yōu)化管理方案的風(fēng)險(xiǎn)值，為優(yōu)化管理方案對(duì)第b種資源的實(shí)際需求，為該風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)對(duì)應(yīng)的所有優(yōu)化管理方案中對(duì)第b種資源的最大需求，為優(yōu)化管理方案的執(zhí)行時(shí)間，為該風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)對(duì)應(yīng)的所有優(yōu)化管理方案中的執(zhí)行時(shí)間的最大值，、、為權(quán)重因子；

76、確定基建現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)類(lèi)型，基于各風(fēng)險(xiǎn)類(lèi)別候選方案集合構(gòu)建全局協(xié)調(diào)管理方案組合集，全局協(xié)調(diào)管理方案組合集中的每個(gè)全局協(xié)調(diào)管理方案組合均包括每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)類(lèi)型對(duì)應(yīng)的優(yōu)化管理方案；

77、確定各個(gè)全局協(xié)調(diào)管理方案組合的方案組合沖突強(qiáng)度和該全局協(xié)調(diào)管理方案組合的協(xié)同風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)；

78、方案組合沖突強(qiáng)度的獲取方法為：

79、；

80、；

81、；

82、；

83、其中，為資源沖突系數(shù)，為時(shí)間沖突系數(shù)，為空間沖突系數(shù)，為的權(quán)重因子，為的權(quán)重因子，為的權(quán)重因子，為全局協(xié)調(diào)管理方案組合中所有優(yōu)化管理方案對(duì)第b種資源的總需求，k是一個(gè)索引變量，用于遍歷全局協(xié)調(diào)管理方案組合中的優(yōu)化管理方案，為第g個(gè)作業(yè)重疊時(shí)長(zhǎng)，為的關(guān)聯(lián)權(quán)重，為全局協(xié)調(diào)管理方案組合中第f個(gè)優(yōu)化管理方案的作業(yè)總時(shí)長(zhǎng)，為全局協(xié)調(diào)管理方案組合中所有優(yōu)化管理方案重疊的作業(yè)區(qū)域總面積，為全局協(xié)調(diào)管理方案組合中第f個(gè)優(yōu)化管理方案的作業(yè)區(qū)域面積，為作業(yè)區(qū)域邊緣實(shí)際間距，為安全距離規(guī)范要求的間距；

84、全局協(xié)調(diào)管理方案組合的協(xié)同風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的獲取方法為：

85、；

86、其中，為對(duì)應(yīng)的優(yōu)化管理方案和對(duì)應(yīng)的優(yōu)化管理方案之間的風(fēng)險(xiǎn)耦合系數(shù)，為與關(guān)聯(lián)的一個(gè)優(yōu)化管理方案的風(fēng)險(xiǎn)值，為與關(guān)聯(lián)的另一個(gè)優(yōu)化管理方案的風(fēng)險(xiǎn)值；

87、基于目標(biāo)函數(shù)最小化和約束條件篩選最優(yōu)全局協(xié)調(diào)管理方案組合，其中：

88、目標(biāo)函數(shù)為：

89、；

90、式中，為全局協(xié)調(diào)管理方案組合中第a個(gè)優(yōu)化管理方案的單方案綜合評(píng)分，為全局協(xié)調(diào)管理方案組合的方案組合沖突強(qiáng)度，為全局協(xié)調(diào)管理方案組合的協(xié)同風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，為的權(quán)重因子，為的權(quán)重因子；

91、約束條件為：

92、；

93、；

94、式中，為第a個(gè)優(yōu)化管理方案對(duì)第b種資源的需求，為設(shè)定的全局協(xié)調(diào)管理方案組合的協(xié)同風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)上限值。

95、本發(fā)明具有如下有益效果：

96、本發(fā)明通過(guò)智能決策樹(shù)模型對(duì)歷史和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度分析，綜合考量設(shè)備故障率、緊急制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間、人員疲勞指數(shù)等多個(gè)關(guān)鍵因素，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)險(xiǎn)的精準(zhǔn)評(píng)估與作業(yè)方案的智能優(yōu)化。同時(shí)，引入全局協(xié)調(diào)管理機(jī)制，從資源、時(shí)間和空間三個(gè)維度對(duì)優(yōu)化管理方案進(jìn)行沖突評(píng)估與協(xié)同優(yōu)化，有效降低了系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)，提升了決策的科學(xué)性和管理效率。

97、本發(fā)明能夠根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)方案，確保施工安全與工程進(jìn)度的平衡，通過(guò)對(duì)資源需求、執(zhí)行時(shí)間等基礎(chǔ)參數(shù)的綜合評(píng)分，以及對(duì)全局協(xié)調(diào)管理方案組合的沖突強(qiáng)度和協(xié)同風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的量化分析，實(shí)現(xiàn)了從單一方案優(yōu)化到全局組合優(yōu)化的升級(jí)，這不僅提高了資源利用效率，避免了資源閑置和浪費(fèi)，還顯著降低了作業(yè)過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)，為基建項(xiàng)目的順利實(shí)施提供了有力保障。