安全帽是主要的防护装置。在安全帽的防护作用下作业或者施工人员可以有效抵御外来物体的打击，避免或者减轻事故伤害。但是目前施工人员所佩戴的安全帽功能较为单一，管理难度较大。虽然在部分智能技术加持下安全帽设计得以改进，功能明显增加，但多局限于数据的采集、信息的传输实现，缺乏对施工人员的智能管理，缺乏对施工人员作业的科学指导等。因此研究一种具有科学定位和智能预警功能的智能安全帽势在必行。

1、智能安全帽的设计背景

目前施工作业项目激增，施工作业场景更为复杂。以电力施工为例，当前电力施工作业现场主要涉及高空作业、露天野外作业、不同工种交叉施工作业等，具有点多面广的特点。同时，由于施工现场设施多、作业流动性强、作业面不固定，加之作业人员安全意识不强、巡视质量不高等因素，导致作业现场违章频发，安全事故多发易发，给施工作业现场安全管理带来很大压力。随着经济的发展，电力施工不断增多，非常有必要采取管控措施，达到现场规范化、标准化、流程化要求，从而约束人员作业行为，遏制违章现象发生，确保作业现场可控、能控、在控。在这样的情形下设计一种新型的智能安全帽十分必要。在设计时主要考虑采用物联网技术，将人员穿戴设备应用到生产、施工等场景，让传统现场管理更加完善，达到管理高效化、智能化的目的。提出具有定位及状态检测的智能安全帽设计方案，从穿戴设备的实用性、结构轻便性、安全性、经济性等方面着手，以创新的设计和综合的考虑真正做到智能安全帽支持下的统一指挥，及时处理，让作业人员、设备的安全运行更有保障。

2、智能安全帽功能

智能安全帽具有多重功能。其一，具备可实时进行现场人员到位管理和位置定位的功能，通过查询作业人员行动轨迹，进行有效调度和指挥。其二，为了规范现场作业人员正确佩戴安全帽，应设计具有报警功能的脱帽传感装置，同时，在安全帽的下颚带扣上设计一款语音提醒、警示作业人员拴系下额带卡扣的警示模块，实时提醒作业人员规范佩戴安全帽。其三，设计带有一键呼救告警按键，以便于作业人员在紧急情况呼救指挥中心进行救援。其四，为了便于作业人员在阴暗环境下巡查，设计现场补光照明灯，以便于黑暗环境下作业。这种具备定位及状态检测的智能安全帽采用4G无线通信、北斗GPS全程定位跟踪、结合功能传感装置以此实现智能安全帽位置信息、下颚带扣状态警示、脱帽告警、照明等相关功能，从而实现实时统计工作人员到达各工作点的具体时间、停留时间，做到对工作时间和人员到位率可知和可控。智能安全帽可以与监测管理人员进行通讯，且摄像头所采集到的数据被保存在存储器中，在事故发生后可以被调用来查找事故原因，无线通讯终端则支持了监测管理人员实时获取智能安全帽所采集到的所有数据信息，进一步方便管理。帽体还设有人员健康监测模块。关注了使用者自身的身体健康，在使用者体温出现异常和有跌倒情况出现时，智能安全帽可自动发出报警声，以提醒使用者注意自身健康安全，或是提示救助人员跌倒人员的位置。

综合来说，具备定位及状态检测的智能安全帽的研制成功符合数字电网的建设发展需求，市场需求量非常大，可广泛应用于电力巡检、电力施工检修、应急指挥场合等场景。同时，为我们的生产提供了一个优质的安全措施，通过各级监管和行业监管，将互联网和安全生产紧密的联系在了一起，真正助力电力行业安全、高效的发展。

3、智能安全帽设计技术点

具备定位及状态检测的智能安全帽技术关键点主要在于：系统装置的低功耗设计、通讯模组的性能及稳定性设计、定位位置精准度和定位信号强弱的设计、下额带卡扣警示装置设计、整体结构性能设计。其具有六大设计创新点。其一，具有实时定位、轨迹记录、地图展示、轨迹重放查询功能。其二，具有自动检测下颚带扣状态功能，实时通过语音督促提醒作业人员扣好下颚带扣。其三，具有自动检测。脱帽告警功能。其四，设有照明作业灯。其五，采用低功耗设计，续航长达8小时以上。其六，GPS实时定位精度误差在5-10米。

4智能安全帽应用实例

某地电力企业积极推广智能安全帽，针对其近期开展的施工项目要求全部施工人员规范佩戴智能安全帽。每个智能安全帽有着唯一的二维码，可以自动科学定位，方便施工作业人员的统一管理。每一个安全帽做到了施工人员信息的全过程追溯，支持施工过程信息采集和信息分析，实现对施工人员的统筹管理。管理人员可通过监控系统了解施工人员智能安全帽的佩戴情况，及时分析劳务人员的体征指标、作业环境等。当施工人员出现脱帽、不规范佩戴、安全帽电量过低、作业场所气体检测不合格等特殊情况后，安全帽直接发出预警提示，监控系统中也显示红色预警标识，及时提醒管理人员以语音传输方式告知施工人员存在的问题，督促其及时调整作业状态等，构建安全的作业环境。在智能安全帽的作用下也逐渐形成线上+线下的综合管控体系，管理人员能第一时间发现违章作业人员，及时判断作业人员的异常状态等，确保施工作业的安全，也保证作业人员人身安全，达到作业人员智能化管理与信息化监管的目的。在推广一年后，该电力企业在智能安全帽的辅助下在人员智能监管方面取得了理想的效益回报。初步实现了施工项目的规范化、精细化与智能化管理。在安全方面取得的成就十分突出，不规范佩戴安全帽、不按技术交底施工的惯性违章作业减少了90%，在整个施工期间做到了安全事故的零发生。从经济成本方面看，节约安全管理人力成本高达42万元，回看封锁施工视频并指导施工组织优化，总计节约机械费用15万元。在从施工进度方面看，也取得了十分理想的预期。工程施工周期由原来的1年3个月缩短至1年。整个施工进度往前赶了3个月，对应的效益回报十分可观。

5、结语

当前的电力施工及管理逐渐朝着智能化、高效化、信息化的方向发展，在这样的背景下安全防护也具有数字化、信息的新特点。而智能安全帽的设计及推广应用成为必然。本文重点论述的智能安全帽具有自主定位和科学预警作用，更好地保障施工作业人员人身安全，也减少施工中的隐患和风险，因此值得在电力施工一线大力推广。