尽管建筑行业不断努力改善工作场所安全，但它仍然是全球最危险的行业之一：建筑行业的工作死亡或致命工伤比例为25%。在这些致命伤害中，大约36%是由高空坠落造成的，这是建筑行业从业者意外死亡的主要原因之一。其他国家——包括澳大利亚、中国和韩国，也因高空坠落而产生了巨大的经济、生产和人员损失。

为防止高空坠落的发生，来自韩国的Hunsang Choo科研团队研发了一套自动监测系统。该系统由安装在每层地板上的底座模块、安全带模块和工人佩戴的安全钩模块组成（图1左侧）。每个模块中都嵌入了气压计传感器和IMU（惯性测量单元）。该系统根据气压计测得的大气压和IMU收集的数据来估计工人的高度，通过IMU和机器学习算法收集的数据，确定高空作业人员安全挂钩的松紧状态。

为了验证本研究的系统，团队进行了现场实验。图2列出了在现场实验中进行的四种高空作业和两种较低高度的工作类型。由于移动式脚手架和梯子任务是在2m以上进行的，它们被归类为高空作业，并进一步分为安全钩牢固附着和安全钩不附着两类。木马架和地面任务被归类为较低高度的工作。

参与者执行了两次六项任务，为避免固定的实验顺序可能产生的数据偏差，任务的顺序是随机的，每个场景耗时3分钟，实验持续了三周。

在对实际施工现场收集的20名建筑工人的数据去掉异常值进行滤波处理消除噪声后，用留一交叉验证的处理方式对模型的性能进行了评估。结果表明，高空作业识别系统的准确率为96%，安全钩附着检测系统的准确率为86%。

本次实验中的安全监测系统(结合了工人高空识别系统和安全钩附着检测系统)的识别准确性为83%，足以在实际中高效使用。该系统能够帮助施工现场的安全主管监测作业人员在高空中安全挂钩的松紧状态，有效防止高空坠落事故的发生。

【Choo H, Lee B, Kim H, et al. Automated detection of construction work at heights and deployment of safety hooks using IMU with a barometer[J]. Automation in Construction, 2023, 147: 104714.】