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原文传递地铁施工安全信息价值密度研究

论文题名：	地铁施工安全信息价值密度研究
关键词：	地铁施工;安全信息;价值密度;递归卷积网络;注意力时空池
摘要：	近年来，物联网、大数据、人工智能、5G等新兴信息技术在我国地铁施工安全管理研究中得到大量应用，产生了来源丰富、结构复杂、规模巨大的信息数据集，如果对其进行无差别的管理必然导致低效和浪费。信息价值密度是衡量信息价值的重要因素之一，可用于指导信息管理。如何识别地铁施工中不同安全信息的价值密度等级，如何提升信息价值密度以更好的支持安全管理决策，遵循何种信息管理策略来有序开展地铁安全信息的采集、传输、存储和处理分析，已成为现今地铁施工安全管理中亟待解决的重要课题。　　本文借鉴国内外相关研究，以信息管理学的相关理论为基础，综合运用模糊贝叶斯网络模型、计算机视觉技术、大数据存储技术等，系统研究了地铁施工安全信息价值密度定义、价值密度评价模型、价值密度提升方法及其信息管理框架等，实现了对现今具备大数据特点的地铁施工安全信息高效率、低成本的管理目标。主要研究工作主要包括：　　1、系统研究并提出地铁施工安全信息模型与信息价值密度定义。通过分析安全系统论、安全控制论和安全信息论的各个要素，开展地铁施工安全信息的定义及信息模型构建；在深入分析其信息特征的基础上，定义相应价值密度并提出相关影响因素。　　2、对地铁施工安全信息价值密度的质量特性、时效特性和业务特性这三项指标及分项指标进行定义，引入模糊综合评价法以实现对模糊指标的量化，然后构建基于模糊贝叶斯网络的信息价值密度评价模型，推理获得地铁施工安全相关数据集的信息价值密度等级。　　3、针对地铁施工安全视频信息价值密度低、价值提取难的问题，提出了一种基于联合注意力时空池的递归卷积网络（AttentiveSpatial-TemporalPoolingNetwork,ASTPN）的施工人员身份识别方法。该方法利用空间注意力网络提取空间特征图，利用时态注意力网络提取时间信息，然后通过计算特征之间的距离来识别工人身份。最后，将上述视频数据加工分析技术融入到地铁施工作业安全管理场景中，提出了一种地铁施工安全视频信息价值密度提升方法。　　对地铁施工安全信息实行基于信息价值密度的低成本、高效率的管理策略是提高地铁施工安全管理水平，减少安全事故的重要工作。本文构建了地铁施工安全信息模型并定义了其信息价值密度，开展了信息价值密度评价模型及信息价值密度提升方法的研究，设计研发基于信息价值密度特点的地铁施工安全信息管理框架、存储方案及系统架构等，并在武汉地铁建设工程中进行了系统应用实例的验证，为实现地铁施工安全信息价值密度的落地应用提供了指导和参考。
作者：	魏然
专业：	土木工程建造与管理
导师：	丁烈云
授予学位：	博士
授予学位单位：	华中科技大学
学位年度：	2021