本发明涉及安全管理，具体为基于数据分析的智慧园区安全管理方法及系统。
背景技术：
1、工业园区的安全管理一直以来都是一个至关重要的问题，特别是在现代工业高度发达的背景下，各种安全隐患层出不穷。传统的安全管理手段通常依赖人工巡查和固定的监控设备，这些方法不仅效率低下，而且往往无法及时发现潜在的安全问题。传统安全管理方法的诸多不足之处，首先，传统方法数据采集不及时和不全面，其次，传统方法数据质量不高，无法进行深度分析和预测的不足，传统方法响应慢、处理不及时、信息展示不直观和决策依据不足。
2、在申请公布号为cn116777713a的中国发明专利中，公开了一种基于数据分析的智慧园区安全管理方法和系统，涉及智慧园区技术领域。该方法包括：首先，获取各个子区域的第一实时监控图像，并根据第一实时监控图像确定目标子区域，并在主显示区对目标子区域的第一实时监控图像进行展示，并向用户下发人工复核结果获取请求，然后响应于人工复核结果，生成目标移动计算设备的部署策略，并将部署策略和初始模型下发至每个目标移动计算设备，并获取每个目标移动计算设备上传的优化模型和由第二实时监控图像组成的图像集，并根据优化模型和图像集生成风险评估结果，最后根据风险评估结果，向用户下发对应的安全处理策略。解决了对于面积非常大，并且具有多种复杂环境的园区管理效果较差的问题。
3、以上申请中记载的技术方案中，主要依赖固定图像采集设备，可能无法全面监控所有潜在风险点，特别是在环境参数和设备状态监控方面。本系统数据采集模块通过安装温度传感器、湿度传感器、有害气体传感器和震动传感器，实现对环境参数、设备安全情况和人员安全情况的全面监控，在申请公布号为cn116777713a的中国发明专利中，风险评估主要依赖人工复核，存在响应速度慢和准确性不足的问题，本系统的风险评估预警模块通过实时监控各项安全指标，识别异常情况，并在风险超出预设阈值时自动触发预警机制，确保预警的准确性和及时性，减少人工干预，提高响应速度，cn116777713a的中国发明专利中，未提及对数据和分析结果的可视化展示，可能导致信息传递不够直观，本系统的可视化报告模块通过可视化技术、图表和仪表盘实时展示各类安全数据，生成定期安全报告，提供直观的安全状况展示和统计分析，便于管理者快速了解和决策。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明提供了基于数据分析的智慧园区安全管理方法及系统，解决了背景技术中提到的问题。
2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于数据分析的智慧园区安全管理系统，包括数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块、风险评估预警模块和可视化报告模块；
3、所述数据采集模块用于负责在工业园区内各个关键位置安装传感器，实时采集各种安全相关数据，安装温度传感器、湿度传感器、有害气体传感器和震动传感器，监控工业园区生产设备、仓库和工作区域的环境参数、设备安全情况和人员安全情况，获取第一数据组、第二数据组和第三数据组，通过无线网络或有线网络传输数据至中央系统；
4、所述数据处理模块用于对采集的数据进行存储和初步处理，存储工业园区内的所有传感器数据，初步数据处理包括：数据去噪、格式化和校验；
5、所述数据分析模块用于通过利用先进的数据分析技术，对工业园区内采集的数据进行深度分析和预测，使用机器学习算法分析数据，根据历史数据和实时数据，计算获取：工业园区安全管理指数gygl；
6、所述风险评估预警模块用于根据数据分析结果，通过工业园区安全管理指数gygl与预设标准阈值m和预设标准阈值n进行对比，对工业园区的安全风险进行评估，建立风险评估模型，评估园区内的安全风险等级，实时监控各项安全指标，识别异常情况，并提供实时预警，当风险超出预设阈值时，自动触发预警机制，通知相关人员进行处理，根据预警信息，采取应急响应和控制措施，自动控制安全系统，包括关闭燃气阀门和启动消防系统，指挥和调度安保人员和应急人员进行现场处理，执行应急预案，快速响应安全事件；
7、所述可视化报告模块用于通过可视化技术、图表和仪表盘实时展示各类安全数据，展示工业园区的安全状况，并生成安全管理报告，生成定期安全报告，包含安全事件的统计分析和处理结果。
8、优选的，所述数据采集模块包括环境监测单元、设备安全单元和人员安全单元；
9、所述环境监测单元用于通过温度传感器、湿度传感器、有害气体传感器和空气质量监测设备，监测工业园区内环境参数，获取：温度值wdz、湿度值sdz、有害气体浓度yhqd、噪音水平值zysp和空气质量值kqzl，作为第一数据组；
10、所述设备安全单元用于通过设备温度传感器、振动传感器、电流电压监测设备、设备管理系统和运行时间记录设备，监控工业园区内设备的运行状况，获取：设备温度值sbwd、振动频率值zdpl、设备运行时间sbyx、电流电压值iv、设备故障率fr和燃气浓度值rqnd，作为第二数据组；
11、所述人员安全单元用于通过事故记录系统、门禁系统、考勤系统、健康监测设备和培训管理系统，获取：人员疲劳值pl、工伤发生率pr、工作时间gzsj、人员健康状态值ryjk和安全培训参与率aqpx，作为第三数据组。
12、优选的，所述数据处理模块包括数据存储单元和初步数据处理单元；
13、所述数据存储单元用于构建和维护一个高效的数据库系统，对从数据采集模块传输来的数据进行存储，定期对数据进行备份，防止数据丢失；
14、所述初步数据处理单元用于对原始数据进行去噪处理，消除传感器噪声和数据中的异常值，将数据转换为统一的格式，对数据进行校验，确保数据的完整性和一致性。
15、优选的，所述数据分析模块包括数据分析单元和指标计算单元；
16、所述数据分析单元用于利用数据分析技术，对采集的数据进行深度分析，识别潜在的安全隐患和趋势，进一步清洗和预处理数据，从处理后的数据中提取关键特征，为后续的机器学习算法提供输入，使用历史数据训练各种机器学习模型，对实时数据进行分析，与历史数据对比，识别异常情况和趋势；
17、所述指标计算单元用于基于数据分析结果，进行安全风险的预测，并计算：工业园区安全管理指数gygl、环境安全系数hjaq、设备安全系数sbaq和人员安全系数ryaq；
18、所述工业园区安全管理指数gygl通过以下公式计算获取：
19、gygl＝t1*hjaq+t2*sbaq+t3*ryaq；
20、式中，gygl表示工业园区安全管理指数，hjaq表示环境安全系数，sbaq表示设备安全系数，ryaq表示人员安全系数，t1、t2和t3分别表示环境安全系数hjaq、设备安全系数sbaq和人员安全系数ryaq的比例系数；
21、其中，0≤t1≤1，0≤t2≤1，0≤t3≤1，且t1+t2+t3≤1.0；
22、所述环境安全系数hjaq通过以下公式计算获取：
23、hjaq＝s1*wdz+s2*sdz+s3*yhqd+s4*zysp+s5*kqzl；
24、式中，wdz表示温度值，sdz表示湿度值，yhqd表示有害气体浓度，zysp表示噪音水平值，kqzl表示空气质量值，s1、s2、s3、s4和s5分别表示温度值wdz、湿度值sdz、有害气体浓度yhqd、噪音水平值zysp和空气质量值kqzl的比例系数；
25、其中，0≤s1≤1，0≤s2≤1，0≤s3≤1，0≤s4≤1，0≤s5≤1，且s1+s2+s3+s4+s5≤1.0。
26、优选的，所述设备安全系数sbaq通过以下公式计算获取：
27、sbaq＝k1*sbwd+k2*zdpl+k3*sbyx+k4*iv+k5*fr+k6*rqnd；
28、式中，sbwd表示设备温度值，zdpl表示振动频率值，sbyx表示设备运行时间，iv表示电流电压值，fr表示设备故障率，rqnd表示燃气浓度值，k1、k2、k3、k4、k5和k6分别表示设备温度值sbwd、振动频率值zdpl、设备运行时间sbyx、电流电压值iv、设备故障率fr和燃气浓度值rqnd的比例系数；
29、其中，0≤k1≤1，0≤k2≤1，0≤k3≤1，0≤k4≤1，0≤k5≤1，0≤k6≤1，且k1+k2+k3+k4+k5+k6≤1.0。
30、优选的，所述人员安全系数ryaq通过以下公式计算获取：
31、ryaq＝pl*a1+pr*a2+gzsj*a3+ryjk*a4+aqpx*a5；
32、式中，pl表示人员疲劳值，pr表示工伤发生率，gzsj表示工作时间，ryjk表示人员健康状态值，aqpx表示安全培训参与率，a1、a2、a3、a4和a5分别表示人员疲劳值pl、工伤发生率pr、工作时间gzsj、人员健康状态值ryjk和安全培训参与率aqpx的比例系数；
33、所述工伤发生率pr通过事故记录系统记录内容获取，包括事故发生时间、地点、人员、伤害程度和次数；人员疲劳值pl通过心率监测器和员工问卷获取；
34、其中，0≤a1≤1，0≤a2≤1，0≤a3≤1，0≤a4≤1，0≤a5≤1，且a1+a2+a3+a4+a5≤1.0。
35、优选的，所述风险评估预警模块包括风险评估预警单元；
36、所述风险评估预警单元用于根据数据分析结果和工业园区安全管理指数gygl，对工业园区的安全风险进行评估和预警，通过工业园区安全管理指数gygl与预设标准阈值m和预设标准阈值n进行对比，对工业园区的安全风险进行评估，建立风险评估模型，评估园区内的安全风险等级：
37、工业园区安全管理指数gygl≤预设标准阈值m，获取第一评估等级，表示园区当前风险状态低于标准阈值20％，固定周期对传感器和设备进行检查与维护，确保其正常运行，避免因设备故障导致的数据误差，持续优化工作环境，改善通风，增加30％的照明设备；
38、预设标准阈值m≤工业园区安全管理指数gygl≤预设标准阈值n，获取第二评估等级，表示园区低于标准风险状态30％，识别导致指数上升的具体原因，加强对特定区域和设备的监控与巡检频率至每周一次，对老旧或性能不佳的设备进行升级或更换，定期组织人员应急演练；
39、工业园区安全管理指数gygl>预设标准阈值n，获取第三评估等级，表示园区状态高于标准风险状态50％，立即启动紧急响应机制，通知相关人员采取应急措施，包括停工、人员疏散和整改，对所有设备和环境进行检查，找出并修复所有潜在问题，增加10位安保人员和相应地区监控设备。
40、优选的，所述风险评估预警模块还包括自动控制单元和应急响应单元；
41、所述自动控制单元用于在接收到预警信息后，自动采取必要的安全控制措施，以迅速应对潜在的安全事件，在检测到燃气泄漏和火灾的紧急情况时，自动关闭燃气阀门和其他导致危害的系统，在发生火灾时，自动启动消防系统，包括洒水喷头、灭火器和其他消防设备，自动启动或关闭通风、排烟和气体过滤系统，在发现电力系统异常时，自动切断电源，防止电气火灾和其他电力事故；
42、所述应急响应单元用于协调和指挥安保人员和应急人员进行现场处理，通过应急指挥系统，实时指挥和调度安保人员和应急人员到达现场，组织和指挥人员执行预定的应急措施，进行人员疏散和现场封锁。
43、优选的，所述可视化报告模块包括数据可视化单元；
44、所述数据可视化单元用于将数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块和风险评估预警模块提供的数据进行整合，为可视化展示提供基础数据，使用动态仪表盘和图表，实时展示关键安全指标，包括温度、湿度、有害气体浓度、振动情况和设备运行状态，提供历史数据的可视化展示功能，根据风险评估结果，通过颜色和图标方式展示不同区域和设备的风险等级，实时显示当前的预警信息和应急响应状态，自动生成定期安全管理报告。
45、基于数据分析的智慧园区安全管理方法，包括以下步骤：
46、步骤一：在工业园区内各个关键位置安装传感器，实时采集各种安全相关数据，安装温度传感器、湿度传感器、有害气体传感器和震动传感器，监控工业园区生产设备、仓库和工作区域的环境参数、设备安全情况和人员安全情况，获取第一数据组、第二数据组和第三数据组，通过无线网络或有线网络传输数据至中央系统；
47、步骤二：对采集的数据进行存储和初步处理，存储工业园区内的所有传感器数据，初步数据处理包括：数据去噪、格式化和校验；
48、步骤三：通过利用先进的数据分析技术，对工业园区内采集的数据进行深度分析和预测，使用机器学习算法分析数据，根据历史数据和实时数据，计算获取：工业园区安全管理指数gygl；
49、步骤四：根据数据分析结果，通过工业园区安全管理指数gygl与预设标准阈值m和预设标准阈值n进行对比，对工业园区的安全风险进行评估，建立风险评估模型，评估园区内的安全风险等级，实时监控各项安全指标，识别异常情况，并提供实时预警，当风险超出预设阈值时，自动触发预警机制，通知相关人员进行处理，根据预警信息，采取应急响应和控制措施，自动控制安全系统，包括关闭燃气阀门和启动消防系统，指挥和调度安保人员和应急人员进行现场处理，执行应急预案，快速响应安全事件；
50、步骤五：通过可视化技术、图表和仪表盘实时展示各类安全数据，展示工业园区的安全状况，并生成安全管理报告，生成定期安全报告，包含安全事件的统计分析和处理结果。
51、本发明提供了基于数据分析的智慧园区安全管理方法及系统，具备以下有益效果：
52、(1)系统运行时，在工业园区内各个关键位置安装传感器，实时采集各种安全相关数据，获取第一数据组、第二数据组和第三数据组，通过无线网络或有线网络传输数据至中央系统，对采集的数据进行存储和初步处理，根据历史数据和实时数据，计算获取：工业园区安全管理指数gygl，并与预设标准阈值m和预设标准阈值n进行对比，对工业园区的安全风险进行评估，建立风险评估模型，评估园区内的安全风险等级，实时监控各项安全指标，识别异常情况，并提供实时预警，通过可视化技术、图表和仪表盘实时展示各类安全数据，展示工业园区的安全状况，并生成安全管理报告，生成定期安全报告，包含安全事件的统计分析和处理结果。
53、(2)实时监控工业园区内的环境参数、设备状态和人员安全情况，及时发现异常和潜在风险。提高数据的准确性和及时性，确保安全管理的基础数据可靠。实现对工业园区不同区域和设备的全方位覆盖，避免监控盲区。确保数据的完整性和可用性，为后续分析提供高质量的数据基础。通过数据去噪和格式化处理，提升数据分析的准确性和有效性。
54、(3)数据校验过程能够及时发现和纠正数据采集过程中的错误，保证数据的一致性。通过先进的数据分析技术和机器学习算法，深入挖掘数据中的安全隐患和趋势。及时通知相关人员采取措施，减少事故响应时间，提高事故处置的及时性和有效性，避免或减少安全事件的损失。迅速采取自动控制措施，有效遏制和控制突发安全事件。指挥和调度应急人员进行现场处理，确保应急响应的迅速和协调。
55、(4)执行应急预案，快速响应安全事件，减少人员伤亡和财产损失。通过可视化技术和图表直观展示安全数据，帮助管理人员快速了解园区的安全状况。生成定期安全报告，包括安全事件的统计分析和处理结果，为安全管理决策提供依据。提高安全管理的透明度和科学性，增强管理人员的信心和决策能力。
1.基于数据分析的智慧园区安全管理系统，其特征在于：包括数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块、风险评估预警模块和可视化报告模块；
2.根据权利要求1所述的基于数据分析的智慧园区安全管理系统，其特征在于：所述数据采集模块包括环境监测单元、设备安全单元和人员安全单元；
3.根据权利要求1所述的基于数据分析的智慧园区安全管理系统，其特征在于：所述数据处理模块包括数据存储单元和初步数据处理单元；
4.根据权利要求1所述的基于数据分析的智慧园区安全管理系统，其特征在于：所述数据分析模块包括数据分析单元和指标计算单元；
5.根据权利要求4所述的基于数据分析的智慧园区安全管理系统，其特征在于：所述设备安全系数sbaq通过以下公式计算获取：
6.根据权利要求4所述的基于数据分析的智慧园区安全管理系统，其特征在于：所述人员安全系数ryaq通过以下公式计算获取：
7.根据权利要求1所述的基于数据分析的智慧园区安全管理系统，其特征在于：所述风险评估预警模块包括风险评估预警单元；
8.根据权利要求1所述的基于数据分析的智慧园区安全管理系统，其特征在于：所述风险评估预警模块还包括自动控制单元和应急响应单元；
9.根据权利要求1所述的基于数据分析的智慧园区安全管理系统，其特征在于：所述可视化报告模块包括数据可视化单元；
10.基于数据分析的智慧园区安全管理方法，应用于权利要求1～9任一项所述的基于数据分析的智慧园区安全管理系统，其特征在于：包括以下步骤：
