電力施工場地安全監(jiān)護措施的視頻識別研究

梁豪豪

摘要：隨著我國社會主義市場經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國各行各業(yè)的發(fā)展都得到了快速的提升。電力行業(yè)的發(fā)展也不例外，當前，科學知識快速增加的時代，新的科學技術(shù)每天都在不斷涌現(xiàn)出來。隨著科學技術(shù)日新月異的變化，出現(xiàn)許多智能化的監(jiān)控系統(tǒng)，其大量應用給人們的日常生產(chǎn)生活帶來了極大的方便。就目前來說，智能化監(jiān)控系統(tǒng)所應該包括的重點內(nèi)容應該是和人類使用過程當中方便性能息息相關(guān)的門禁管理系統(tǒng)、人員定位管理系統(tǒng)、視頻與安保監(jiān)控系統(tǒng)、應急廣播以及通信系統(tǒng)?；诖?，本文主要對電力施工場地安全監(jiān)護措施的視頻識別進行相關(guān)研究，希望通過本文的分析研究，給行業(yè)內(nèi)人士以借鑒和啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：電力施工場地;安全監(jiān)護;措施;視頻識別;智能化監(jiān)控

引言

針對電力施工場地安全監(jiān)護措施的視頻識別中，要求高精度的同時滿足高實時性的問題，提出了一種使用YOLOv3算法的改進方法來識別施工現(xiàn)場監(jiān)控視頻，實現(xiàn)檢測在監(jiān)控視頻中的施工人員是否佩戴安全器具。

1無線監(jiān)護系統(tǒng)

無線監(jiān)護系統(tǒng)主要涉及到以下方面的內(nèi)容：在校準接口、計量標準模塊與試品建立的模擬信號鏈路過程中，需要現(xiàn)場操作人員人工接線。建立監(jiān)護系統(tǒng)的主要功能就是為了避免現(xiàn)場操作人員接線誤操作的發(fā)生。通過現(xiàn)場操作人員身上攜帶的監(jiān)護系統(tǒng)的移動端將現(xiàn)場音頻、視頻無線傳輸?shù)奖O(jiān)護系統(tǒng)的固定端;系統(tǒng)的固定端通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)到遠程監(jiān)督人員的計算機上，實現(xiàn)監(jiān)督人員與操作員的實時對話以及對操作員操作動作和操作對象的遠程監(jiān)護。每套監(jiān)護系統(tǒng)主要由若干系統(tǒng)移動端、一個系統(tǒng)固定端，一個無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和一個遠程監(jiān)護站組成。系統(tǒng)移動端。系統(tǒng)移動端主要由視頻解碼模塊、音頻編解碼模塊、DSPS（數(shù)字信號處理系統(tǒng)）和無線傳輸模塊組成。系統(tǒng)移動端的主要作用是通過安裝在現(xiàn)場操作員安全帽上的微型攝像頭和微型麥克及微型耳機與控制室內(nèi)的調(diào)度員進行實時視頻對話。信號處理過程為移動裝置采集現(xiàn)場的模擬音視頻信息，并由音視頻解碼器轉(zhuǎn)換為數(shù)字音視頻信號，經(jīng)過DSPS處理后的數(shù)字信號由無線傳輸模塊進行發(fā)射和接收。（2）系統(tǒng)固定端。系統(tǒng)固定端主要由無線傳輸模塊、音頻編解碼模塊、DSP和計算機組成，負責對移動端發(fā)來的圖像數(shù)據(jù)進行接收和轉(zhuǎn)發(fā)，以及通過音編解碼模塊實現(xiàn)系統(tǒng)固定端人員和操作人員語音的雙向通信。

2視頻采集模塊

視頻采集模塊相關(guān)內(nèi)容主要涉及到以下幾個方面：系統(tǒng)移動端的模擬視頻采集由微型攝像頭完成，由于系統(tǒng)移動端要求重量、體積和功耗都很小，所以攝像頭選擇采用CMOS圖像傳感器。系統(tǒng)為了減少復雜性，往往采用集成器件，CMOS圖像傳感器高度集成化不僅具有視頻采集單元還具有視頻處理單元，開發(fā)者使用CMOS圖像傳感器不僅降低了系統(tǒng)的成本，而且對獲得的圖像信息讀出及處理變得簡單而快捷，可以設(shè)計出更靈巧的小型視頻采集模塊。視頻解碼電路的工作過程為：視頻解碼器把攝像頭采集的PAL制式的模擬視頻信號經(jīng)A/D變換為ITU-RBT.656（8位數(shù)據(jù)傳輸）格式的數(shù)字信號后，通過TMS320DM642的VP0（視頻端口）端口傳送給TMS320DM642進行壓縮處理，實現(xiàn)數(shù)字視頻的采集功能。

3YOLOv3改進方法

YOLOv3是由YOLOv1、YOLOv2演變過來的，其大大提高了檢測準確率，并且檢測速度也較快。本文提出一種以YOLOv3為基礎(chǔ)模型。同時對檢測出的佩戴安全帽工人及其部件（安全帽、工人）采用多部件結(jié)合方法，進一步提高了安全帽佩戴檢測的準確率。改進后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：本文對YOLOv3進行改進，提出了特征圖深度融合的快速安全帽檢測方法。DF-YOLOv3是一個直接預測施工人員佩戴的安全帽位置和類別的多目標檢測算法，主網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是深度殘差網(wǎng)絡(luò)。針對YOLOv3特征圖尺度偏大，預測不準確的問題，DF-YOLOv3在主網(wǎng)絡(luò)之后又增加了3個卷積層，與YOLOv3原有的3個卷積層共同構(gòu)建成含有6個不同尺度卷積層的特征金字塔，即：64×64，32×32，16×16，8×8，4×4和2×2分辨率;同時，以2倍步長對該特征金字塔執(zhí)行上采樣操作，與前面的深度殘差網(wǎng)絡(luò)進行融合，形成深度融合的快速安全帽檢測模型。這樣，提出的DF-YOLOv3可以防止復雜場景中安全帽的錯誤檢測，顯著提高施工人員是否佩戴安全帽的檢測精度。

4智能化監(jiān)控在電力施工場地中的應用

4.1定位器的使用

智能化監(jiān)控在電力施工場地中的應用之一是定位器的使用。在電力工程建設(shè)的過程當中，在施工現(xiàn)場當中的工作人員大多數(shù)都是一些文化水平相對來說比較低的農(nóng)民工人這些工作人員由于自身的文化水平有限，因此對一些新生事物的接受能力并不是那么強，更別說對一些電子產(chǎn)品進行熟練操作了。因此廠家要進一步使得系統(tǒng)的人機操作界面能夠變得更加人性化，更加方便工作人員進行操作，保證建設(shè)過程當中施工工人能夠?qū)@些電子產(chǎn)品進行正常操作。一旦電池不夠用的時候，要能夠發(fā)出相應的警告信息，告知工作人員進行更換電池。整個定位器要方便由于現(xiàn)場工作人員的實際使用。

4.2運維工作與系統(tǒng)建設(shè)同步

智能化監(jiān)控在電力施工場地中的應用之二是運維工作與系統(tǒng)建設(shè)同步。在電力工程施工建設(shè)的過程當中，由于整個工程的工具非常的復雜而且跨度相對來說比較大。整個工程在施工當中所遇到的一系列問題也有待于人們采取積極的措施進行解決。因此整個電力工程從開始施工到施工完成這個階段所需要的時間非常的長。由于這一問題的存在，就需要整個工程在建設(shè)的過程當中，同時開展一定的維護手段對工程進行維護，為了方便維護工作能夠跟上施工的進度。最好是在智能化監(jiān)控系統(tǒng)管理招標設(shè)計的過程當中，把系統(tǒng)建設(shè)和運維工作委托給同一家單位，只有這樣才能夠讓電力工程的建設(shè)進度跟上人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活對電力的使用情況。

4.2視頻與安保監(jiān)控

智能化監(jiān)控在電力施工場地中的應用之三是視頻與安保監(jiān)控。該系統(tǒng)可以保證位于室內(nèi)的工作人員同時對進場道路入口進廠交通通道以及通風兼安全通道口等部位進行視頻上的實時監(jiān)控，并且可以使管理人員隨時掌握施工現(xiàn)場的實際情況。

結(jié)語

綜上所著，通過將施工現(xiàn)場監(jiān)控視頻作為數(shù)據(jù)集進行安全器具佩戴檢測實驗，利用基于圖像金字塔的多尺度特征檢測和改進的YOLOv3網(wǎng)絡(luò)的多尺度訓練方法，來檢測施工人員是否佩戴安全器具。網(wǎng)絡(luò)在保持較高檢測精度的同時仍具有相對較快的速度，基本上滿足了作業(yè)環(huán)境監(jiān)控視頻中安全器具佩戴檢測的精度和實時性需求。

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