智能安防監(jiān)控在糧庫安全生產(chǎn)中的應用探索*

邵 輝 龐歡歡 張 強 曹雪韜

(浪潮通用軟件有限公司 250000)

國務院在《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》中指出利用人工智能提升公共安全保障能力。促進人工智能在公共安全領域的深度應用，推動構建公共安全智能化監(jiān)測預警與控制體系。圍繞社會綜合治理、新型犯罪偵查、反恐等迫切需求，研發(fā)集成多種探測傳感技術、視頻圖像信息分析識別技術、生物特征識別技術的智能安防與警用產(chǎn)品，建立智能化監(jiān)測平臺。加強對重點公共區(qū)域安防設備的智能化改造升級，支持有條件的社區(qū)或城市開展基于人工智能的公共安防區(qū)域示范。強化人工智能對食品安全的保障，圍繞食品分類、預警等級、食品安全隱患及評估等，建立智能化食品安全預警系統(tǒng)。加強人工智能對自然災害的有效監(jiān)測，圍繞地震災害、地質災害、氣象災害、水旱災害和海洋災害等重大自然災害，構建智能化監(jiān)測預警與綜合應對平臺。

1 概述

隨著智能化新技術的不斷迭代與糧庫各子系統(tǒng)的不斷完善，糧庫視頻監(jiān)控系統(tǒng)也不再停留在簡單的監(jiān)控層面。目前其發(fā)展方向主要有兩個：一是智能視頻監(jiān)控技術的研究與運用，通過借助目標檢測，目標跟蹤，分類識別以及行為分析算法，采用智能圖像分析技術與方法，對視頻中的火情，人員異常流動，危險作業(yè)等信息進行智能分析預警；另一個是與智慧消防、電子巡更、門禁管理、光纖測溫、報警聯(lián)動等系統(tǒng)相結合，綜合運用多媒體視頻技術，計算機網(wǎng)絡技術和工業(yè)控制技術，實現(xiàn)視頻監(jiān)控與安防的集中、智能化管理，從而打造完善的糧庫智能安防系統(tǒng)。

2 現(xiàn)狀及隱患

2.1 出入倉糧食傳送安全

很多糧食的傳輸通過皮帶機來實現(xiàn)，而皮帶機皮帶的老化、破損會造成運轉時溫度過高，從而產(chǎn)生自燃風險，平臺采用光纖測溫技術，實時采集皮帶各個點的點溫，對高溫點產(chǎn)生聯(lián)動報警，讓相關工作人員可以隨時了解皮帶的運行狀況，對有風險的部位，可及時進行檢修，保障糧食的傳送安全。

2.2 重點區(qū)域、重要設備的安檢工作

采用目前較流行的無線巡更設備，根據(jù)糧庫對正常安全生產(chǎn)的需要，在加強技術防范的基礎上，通過電子巡更系統(tǒng)的設置，加強安保人員定時定點定線路的對各區(qū)域、各設備進行安保巡視，做到人防與技防的結合，用科學客觀的方式確保安全生產(chǎn)。

2.3 重點區(qū)域的視頻監(jiān)控工作

對重要場所和區(qū)域，平臺采用全天不間斷錄像和實時報警事件偵測，如越界、區(qū)域入侵、場景變更、進入?yún)^(qū)域、視頻遮擋、離開區(qū)域等各種智能事件，通過周界防范報警事件可及時發(fā)現(xiàn)周界入侵者，預防和減少盜竊案件的發(fā)生；通過對車間、生產(chǎn)間的視頻監(jiān)視，管理者可以及時直觀了解生產(chǎn)情況，對危險作業(yè)區(qū)域的視頻監(jiān)控，可以避免和減少人身傷害事故的發(fā)生。

2.4 車輛出入口管理

集成交通抓拍機、道閘等設備，登記管理內部車輛名單，當識別到內部車輛時自動抬閘放行，通行后，使用地感線圈感應技術，自動落閘，對外部訪客車輛或作業(yè)車輛進行實名登記，頒發(fā)臨時通行的IC卡，到訪或作業(yè)結束后，還回卡片，通行結束。同時對于一些違規(guī)或可疑的車輛自動添加到車輛黑名單中，限制其通行。

2.5 庫區(qū)消防設備的安檢

集成了智慧消防子系統(tǒng)，利用水壓力傳感技術，實時檢測消防水泵的水壓力，并對消防水泵的異常狀態(tài)及異常操作產(chǎn)生實時報警，對隱患設備、場地、危險操作每天例行檢查并記錄留痕，可有效的降低火災發(fā)生的幾率，即時發(fā)生，也可在第一時間知曉并及時進行搶救。

2.6 高溫設備、易發(fā)生火災區(qū)域檢測

利用紅外熱成像技術，實時監(jiān)測物體表面溫度，可按線檢測，也可按區(qū)域檢測，會觸發(fā)相應的高溫報警、低溫報警、溫差報警，同時也可檢測煙火，觸發(fā)煙火報警，可提前做好準備，避免火災的發(fā)生。

3 智能安防應用實踐

智慧安防物聯(lián)平臺集成了視頻監(jiān)控、智慧消防、電子巡更、光纖測溫等子系統(tǒng)。

3.1 視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

監(jiān)控是各行業(yè)重點部門或重要場所進行實時監(jiān)控的物理基礎，管理部門可通過它獲得有效數(shù)據(jù)、圖像或聲音信息，對突發(fā)性異常事件的過程進行及時的監(jiān)視和記憶，用以提供高效、及時地指揮和安全管理等。隨著當前計算機應用的迅速發(fā)展和推廣，全世界掀起了一股強大的數(shù)字化浪潮，各種設備數(shù)字化已成為安全防護的首要目標。數(shù)碼監(jiān)控報警的性能特點是：監(jiān)控畫面實時顯示，錄像圖象質量單路調節(jié)功能，每路錄像速度可分別設置，快速檢索，多種錄像方式設定功能，自動備份，云臺/鏡頭控制功能，網(wǎng)絡傳輸?shù)?。視頻監(jiān)控子系統(tǒng)包括鷹眼追視、熱成像測溫、視頻巡查、電視墻、報警偵測、無人機機動巡視、狀態(tài)監(jiān)控、監(jiān)控區(qū)域管理、監(jiān)控設備管理、聯(lián)動配置、靈活錄像等功能，重點介紹如下功能。

鷹眼追視：提供360°全景高清視覺效果，實現(xiàn)無盲點、無死角的監(jiān)控。可快速跟蹤并定位到入侵的目標，多個目標之間的切換非常快速，確保不會跟丟每一個入侵的目標。支持區(qū)域入侵、越界、進入?yún)^(qū)域、離開區(qū)域、徘徊、停車、人員聚集、快速移動、物品遺留、物品拿取事件偵測功能;支持檢測直徑300 m范圍內運動目標，可同時檢測60個目標;支持點擊聯(lián)動功能，通過在平臺端點擊或者框選全景攝像機畫面任意位置，細節(jié)跟蹤攝像機可自動通過云臺調整與變焦，將該區(qū)域置于畫面中心，支持目標自動跟蹤功能，通過設置智能事件規(guī)則，對設定區(qū)域內觸發(fā)事件的運動目標在設定的跟蹤時間內進行持續(xù)穩(wěn)定跟蹤。并可在跟蹤過程中手動切換跟蹤目標，在設定跟蹤時間內進行持續(xù)穩(wěn)定跟蹤。多目標會自動切換，切換時間小于1 s。同時對低照度的夜晚，監(jiān)控畫質一點也不遜于白天正常天氣下的監(jiān)控畫質。

熱成像測溫：采用森林防火級別攝像機，可覆蓋5 km范圍，通過可見光和熱成像雙光譜成像，不受霧霾、煙塵、雨雪、黑夜等惡劣環(huán)境因素影響；被動式紅外熱成像，滿足隱蔽監(jiān)控需求，同時支持200個重點區(qū)域預置點設置；對出現(xiàn)異常情況，如高溫、低溫、煙火等，可聯(lián)動可疑事故點附近的相關監(jiān)控設備，快速跳轉到預制的可疑事故地點，并進行自動聚焦、放大監(jiān)控畫面，及時讓相關人員發(fā)現(xiàn)異常，實現(xiàn)火情的自動預警功能。

視頻巡查：支持巡查攝像機組的自定義，攝像機組包含的攝像機個數(shù)沒有限制。根據(jù)攝像機組編排巡查計劃，定時按照編排的計劃啟動攝像機的巡檢任務，若在自動巡檢過程發(fā)現(xiàn)異常情況，錄制異常視頻并抓拍照片，并將異常信息推送至相關負責人，相關責任人可隨時回放異常視頻并查看異常照片，及時處理異常情況。

電視墻：大屏可視化無縫多路視頻展示，可支持64路高清視頻同時播放。提供電視墻場景列表、電視墻大屏信息、電視墻窗口信息查詢、電視墻批量上墻和批量下墻、電視墻場景切換能力等能力。

錄像回放：借助硬盤錄像機、磁盤列陣等設備實時存儲錄像文件，可按時間段、報警事件類型、設備等檢索并回放錄像文件，同時支持對錄像文件的打標簽、刪減、下載、水印顯示等功能。

報警偵測：支持越界、區(qū)域入侵、場景變更、進入?yún)^(qū)域、視頻遮擋、離開區(qū)域、快速移動、人臉識別等多種智能報警事件的偵測，歷史報警事件檢索、異常事件錄像回放和歷史報警照片查看。對重要場地、崗位、設備進行實時監(jiān)視，有異常情況及時報警聯(lián)動，針對異常情況快速做出反應。重點介紹如下幾種智能事件的使用：

越界偵測是在監(jiān)控區(qū)域繪制一根或多根參考界線，當有物體穿越該參考線時，會觸發(fā)攝像機聯(lián)動報警。越界偵測功能可以主動防御能夠降低異常的發(fā)生。

區(qū)域入侵可偵測視頻中是否有物體進入設置的某個區(qū)域，根據(jù)判斷結算聯(lián)動報警。主要應用在重點監(jiān)控區(qū)域，閑雜人等禁止通行或停留。

場景變更用于檢測攝像機監(jiān)視的畫面有沒有發(fā)生變化，若變化了則會聯(lián)動報警，一般指的是非法挪動了攝像機的位置或轉動了鏡頭。

無人機機動巡視：管理無人機的巡視路線，通過多個關鍵點繪制一條飛行軌跡；按照預設的軌跡進行穩(wěn)定拍攝圖像和錄像，并通過數(shù)字微波圖傳和數(shù)字跳頻傳輸技術，將采集的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由地面站傳輸?shù)桨卜榔脚_中心，進行分析處理。

3.2 智慧消防子系統(tǒng)

充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術來提高糧庫消防安全治理水平，來完善滅火救援決策指揮模式，提升各類災害事故處置綜合效能。

系統(tǒng)主要包括：可燃氣體檢測、安全隱患巡查、水壓力檢測、煙感檢測、視頻監(jiān)控等功能。

可燃氣體監(jiān)測：安裝無線可燃氣體探測器用于檢測可燃氣體泄漏，預防氣體泄漏造成的危害。采用NB-IOT或LORA通信技術，實現(xiàn)信號的無線上傳。適用于可燃氣體泄漏的室內場所，比如糧庫的油罐周圍。

安全隱患巡查：傳統(tǒng)防火巡查廣泛存在不到位、記錄不真實、有限警力承擔無限責任的現(xiàn)狀。智慧消防安全隱患巡查系統(tǒng)通過運用NFC等物聯(lián)網(wǎng)技術搭配智能手機、將單位消防巡查人員的現(xiàn)場檢查痕跡通過云服務器端自動進行記錄，代替?zhèn)鹘y(tǒng)紙質檢查記錄，為單位內部的巡查績效考核和厘清消防責任提供依據(jù)。

水壓力監(jiān)測：據(jù)統(tǒng)計，在撲救失利的火災案例中，81.5%的原因是缺乏供水，通過智慧消防用水監(jiān)測系統(tǒng)可以有效避免消防水栓、噴淋系統(tǒng)無水可用的情況。系統(tǒng)通過傳感器可以實現(xiàn)對各消防設備水壓力的檢測。監(jiān)測數(shù)據(jù)實時通過電腦端和手機端進行查看，出現(xiàn)水壓力不足的情況系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動報警。

智慧煙感監(jiān)測：用到的硬件產(chǎn)品：聯(lián)網(wǎng)型獨立式感煙探測報警器，具有安裝簡單，低功耗，網(wǎng)絡穩(wěn)定等特點，煙感報警器在使用中當煙霧濃度達到設定預警閾值，自動報警，并向平臺發(fā)送警情信息，響應時間(8 s內)，使用智慧煙感監(jiān)測系統(tǒng)對封閉場所進行24 h的遠程在線監(jiān)測。

視頻監(jiān)控：是通過安裝監(jiān)控攝像頭，對重點部位時刻都處于被監(jiān)控中。傳統(tǒng)的設備是只能“監(jiān)”不能“控”，需要有人值守在電視墻前，時刻關注屏幕上的動靜。圖像分析技術的成熟，高清產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，帶來了視頻監(jiān)控行業(yè)的一次變革。人員在崗情況、消防通道監(jiān)控、聯(lián)動報警等功能已經(jīng)可以實現(xiàn)。

3.3 電子巡更子系統(tǒng)

采用目前較流行的無線巡更手持設備，根據(jù)糧庫對正常安全生產(chǎn)的需要，在加強技術防范的基礎上，通過電子巡更系統(tǒng)的設置，加強安保人員定時定點定線路的對各區(qū)域、各設備進行安保巡視，做到人防與技防的結合，用科學客觀的方式確保安全生產(chǎn)。

系統(tǒng)為每個巡檢設備和巡檢地點都有一個唯一的設備編號和地點編號，每個編號都生成一個二維碼，巡更人員根據(jù)巡更任務到達指定巡更地點，通過手持巡更設備采集當前巡更區(qū)域、設備的情況，可拍照、錄像，添加文字描述等，設備自動將巡更信息上傳到系統(tǒng)，系統(tǒng)生成巡更記錄。結合實際巡更管理要求，系統(tǒng)可設定巡更路線、安全責任人，并靈活根據(jù)安全責任人、巡更時間、巡更路線，制定出不同的巡更計劃，該計劃下發(fā)到指定巡更人員。系統(tǒng)可統(tǒng)計匯總當前單位的巡更記錄，同時上級單位也可以查看下級單位的巡更記錄。電子巡更系統(tǒng)通過諸多手段來實現(xiàn)安全監(jiān)管，從最大程度上降低糧庫生產(chǎn)、作業(yè)的風險。

3.4 光纖測溫子系統(tǒng)

光纖測溫的原理是依據(jù)后向拉曼(Raman)散射效應。激光脈沖與光纖分子相互作用，發(fā)生散射，散射有多種，如：瑞利(Rayleigh)散射、布里淵(Brillouin)散射和拉曼(Raman)散射等。其中拉曼散射是由于光纖分子的熱振動，它會產(chǎn)生一個比光源波長長的光，稱斯托克斯(Stokes)光，和一個比光源波長短的光，稱為反斯托克斯(Anti-Stokes)光。光纖受外部溫度的調制使光纖中的反斯托克斯(Anti-Stokes)光強發(fā)生變化，Anti-Stokes與Stokes的比值提供了溫度的絕對指示，利用這一原理可以實現(xiàn)對沿光纖溫度場的分布式測量。

結合高品質的脈沖光源和高速的信號采集處理技術，就可以得到沿光纖所有點的準確溫度值。分布式光纖測溫預警系統(tǒng)目前性能能夠實現(xiàn)測量距離最長25 km的溫度進行測量。測溫主機包括2 km、4 km、10 km、25 km等系統(tǒng)型號，根據(jù)實際工程的大小，可以選擇相應的產(chǎn)品型號。

利用光纖傳感技術，實時檢測倉儲內皮帶機的傳輸帶點溫度，對異常溫度點進行分析并產(chǎn)生聯(lián)動報警，防止因皮帶設備老化產(chǎn)生高溫自然現(xiàn)象，有效防控庫區(qū)安全作業(yè)。

4 平臺特點

先進性：采用目前最先進的物聯(lián)網(wǎng)技術及計算機技術設計、建設智能化糧庫安防管理系統(tǒng)平臺。

實用性：所有子系統(tǒng)的建設都符合糧庫的實際業(yè)務及智能化作業(yè)需求，切實提高作業(yè)的質量和安全生產(chǎn)。

安全性：本平臺著重考慮的因素是安全性，糧庫全范圍攝像機的覆蓋，安防各子系統(tǒng)間協(xié)同工作，及高效的聯(lián)動報警機制，為糧庫的安全管理、安全生成提供了有力的保障。

可靠性和穩(wěn)定性：平臺采取成熟可靠的技術和體系結構，選用可靠性高、穩(wěn)定性好的軟、硬件產(chǎn)品。

可擴展性：平臺提供良好的數(shù)據(jù)接口，具有很好的可擴展性和可移植性，可以輕松實現(xiàn)各種子系統(tǒng)的集成。

5 結束語

隨著以“互聯(lián)網(wǎng)+”為代表的新一輪科技浪潮的到來，我國糧食產(chǎn)業(yè)轉型發(fā)展、糧食市場監(jiān)管調控以及糧食倉儲管理手段創(chuàng)新迎來了新契機。近年來，各地方糧食行政管理部門、涉糧央企和糧食倉儲企業(yè)正在穩(wěn)步推進信息化工作，主要圍繞安防視頻監(jiān)控、智能行為分析、動環(huán)監(jiān)控、報警聯(lián)動等幾個方面進行信息化建設試點與經(jīng)驗探索，通過對實時視頻圖像大數(shù)據(jù)進行分析及處理，提取海量視頻中的人、車、活動目標等內容信息，將海量非結構化視頻、半結構化圖片變成有價值的結構化信息的系統(tǒng)?？蓪崿F(xiàn)火情報警、高溫預警，可疑行為鑒別報警，人物軌跡分析追蹤等等，支持對人、車、事、物、地、組織”信息進行全面感知，可以說糧庫的深入建設與智能安防息息相關，因此需要我們將已實現(xiàn)的智慧安防成果應用到糧庫數(shù)字化建中并繼續(xù)深入探索其更深層的應用。