三違智能抓拍監(jiān)控系統(tǒng)在安全管理中的應(yīng)用

上海大屯能源股份有限公司選煤中心 陸 峰

針對(duì)選煤中心目前作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)多面廣、管理人員素質(zhì)良莠不齊的現(xiàn)狀，為了加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)安全管理工作，必須要借助先進(jìn)的信息技術(shù)支撐來(lái)提高工作實(shí)效。本文就建立三違智能抓拍監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)解決選煤中心所面臨的安全管理困局進(jìn)行研究。

1 企業(yè)安全管理中存在的問(wèn)題

傳統(tǒng)安全管理工作方式一直存在很多問(wèn)題，大致有以下幾個(gè)方面：

（1）安全管理工作點(diǎn)多、面廣、難度大。每個(gè)企業(yè)都有很多需要重點(diǎn)關(guān)注的崗位和人員，這就造成了安全管理工作管理的點(diǎn)位多，涉及面廣，甚至有些工作崗位或要害部位位于較為偏遠(yuǎn)的地方，一般安全管理人員都很少會(huì)去。

（2）安全監(jiān)管人員緊缺。現(xiàn)在選煤中心采取的管理方式仍是作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)派駐安全管理人員實(shí)施盯守，雖然這種“人盯人”式的做法一定程度上減少了現(xiàn)場(chǎng)安全事故發(fā)生的概率，但隨著近年來(lái)用工成本的提升，還有煤炭行業(yè)逐年實(shí)施的減人增效工作開展，再去招聘大量安全監(jiān)管人員的想法根本不切實(shí)際。

（3）安全監(jiān)管中人的問(wèn)題。人的僥幸心理會(huì)造成安全違章的情況隨機(jī)性出現(xiàn)，而安全監(jiān)管人員的素質(zhì)也存在良莠不齊，部分管理人員可能會(huì)礙于情面，對(duì)違章行為人采取睜一眼閉一眼的措施，使得安全監(jiān)管失控。

2 三違智能抓拍監(jiān)控系統(tǒng)的組成

針對(duì)上述安全管理工作中存在的三個(gè)主要問(wèn)題，大屯選煤中心經(jīng)過(guò)與監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)公司的共同努力，提出了建設(shè)三違智能抓拍監(jiān)控系統(tǒng)的方案，通過(guò)利用高清攝像頭的智能抓拍和后臺(tái)智能分析系統(tǒng)來(lái)解決上述問(wèn)題。系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)子系統(tǒng)、傳輸子系統(tǒng)和后臺(tái)管理系統(tǒng)組成。三違智能抓拍監(jiān)控系統(tǒng)示意圖如圖1所示。

圖1 三違智能抓拍監(jiān)控系統(tǒng)示意圖

2.1 現(xiàn)場(chǎng)子系統(tǒng)

三違智能抓拍監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)子系統(tǒng)包含網(wǎng)絡(luò)高清數(shù)字化抓拍攝像頭、聲光報(bào)警設(shè)備、智能終端盒、室外LED信息屏等設(shè)備。

其中，網(wǎng)絡(luò)高清數(shù)字化抓拍攝像頭選擇圖像分辨率不低于1080P的星光級(jí)高清數(shù)字化攝像頭，這種攝像頭具備在微光環(huán)境、無(wú)任何輔助光源的條件下，可以清晰顯示彩色圖像，確保系統(tǒng)在夜間或光線復(fù)雜環(huán)境下自動(dòng)識(shí)別能力和抓拍清晰度的要求。攝像頭采用全新Smart H.265編碼，壓縮視頻存儲(chǔ)空間的同時(shí)，提升了傳輸效率。它還支持識(shí)別人員進(jìn)入與離開劃定區(qū)域、區(qū)域內(nèi)逗留徘徊、異常人員聚焦、特定物品識(shí)別及人臉識(shí)別等多種智能檢測(cè)手段與聯(lián)動(dòng)報(bào)警，智能分析等功能。

聲光報(bào)警設(shè)備用來(lái)播放語(yǔ)音提示、報(bào)警燈提示等信息，當(dāng)有違章行為被攝像頭抓拍檢測(cè)到，可以觸發(fā)聲光報(bào)警設(shè)備提醒安全違章行為人及時(shí)停止違章行為，并根據(jù)提示采取補(bǔ)救措施。

智能終端盒配套室外LED信息屏可以用來(lái)播放違法警示信息以及歷史違法記錄，起到對(duì)“三違”人員起到威懾作用，最終減少和杜絕“三違”行為的發(fā)生。

2.2 傳輸子系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)由選煤中心視頻環(huán)網(wǎng)及辦公局域網(wǎng)構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)前端子系統(tǒng)視頻圖像信號(hào)的傳輸與后端管理子系統(tǒng)及客戶端之間的互聯(lián)互通。

2.3 后臺(tái)管理系統(tǒng)

后臺(tái)管理系統(tǒng)主要由視頻行為分析兼存儲(chǔ)硬件設(shè)備（俗稱超腦NVR）和軟件平臺(tái)組成，可實(shí)現(xiàn)對(duì)違章行為的智能識(shí)別與處理。超腦NVR融合?？低暪径囗?xiàng)視頻和數(shù)據(jù)處理方面的專利技術(shù)，不僅具有傳統(tǒng)NVR的各項(xiàng)功能，更添加了基于人工智能開發(fā)的深度學(xué)習(xí)能力的視頻圖像分析、識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人臉?lè)治?，集人臉圖片建模、搜索、比對(duì)和存儲(chǔ)于一體，提升監(jiān)控視頻的可利用率。后臺(tái)管理系統(tǒng)的軟件平臺(tái)主要是以?？低?800工業(yè)視頻監(jiān)控平臺(tái)軟件為基礎(chǔ)構(gòu)建而成的，一共可以同時(shí)接入500路視頻信號(hào)，具有實(shí)時(shí)監(jiān)控、錄像回放、實(shí)時(shí)告警等功能。

3 監(jiān)控系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的功能

3.1 硬件設(shè)備功能

（1）安全帽動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)功能

該功能實(shí)現(xiàn)的主要目的是在選煤中心范圍內(nèi)的安全生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)部署安全帽檢測(cè)攝像頭，利用攝像頭的入侵檢測(cè)功能對(duì)攝像頭畫面內(nèi)是否有人員活動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。當(dāng)檢測(cè)到有人進(jìn)入畫面時(shí)，安全帽動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)功能開始檢測(cè)進(jìn)入生產(chǎn)區(qū)域人員是否規(guī)范佩戴安全帽，若發(fā)現(xiàn)該工作人員未佩戴安全帽或佩戴安全帽不規(guī)范時(shí)，則輸出報(bào)警信息到后臺(tái)服務(wù)器，通過(guò)后臺(tái)服務(wù)器發(fā)出報(bào)警信號(hào)通知安全監(jiān)控管理人員，并將語(yǔ)音提醒內(nèi)容通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的廣播系統(tǒng)警告工作人員規(guī)范佩戴安全帽。

（2）重點(diǎn)消防部位吸煙行為監(jiān)測(cè)功能

通過(guò)在重點(diǎn)消防部位安裝新型融合攝像頭，實(shí)現(xiàn)對(duì)重點(diǎn)消防部位環(huán)境內(nèi)的物體溫升異常報(bào)警、著火點(diǎn)判斷與鎖定、現(xiàn)場(chǎng)聲光語(yǔ)音提示、視頻中疊加報(bào)警信息、視頻復(fù)核等功能，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)消防部位早期吸煙行為的預(yù)警、聲光提示以及對(duì)行為人進(jìn)行處罰時(shí)的證據(jù)復(fù)核管理。

（3）臨邊起吊作業(yè)未穿戴安全帶行為監(jiān)測(cè)功能

通過(guò)后臺(tái)深度學(xué)習(xí)算法的視頻圖像結(jié)構(gòu)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)工作現(xiàn)場(chǎng)中起吊作業(yè)的臨邊位置實(shí)施安全監(jiān)控，當(dāng)出現(xiàn)在監(jiān)控內(nèi)的人員未穿戴安全帶時(shí)，則輸出報(bào)警信息到后臺(tái)服務(wù)器，通過(guò)后臺(tái)服務(wù)器發(fā)出報(bào)警信號(hào)通知安全監(jiān)控管理人員，并將語(yǔ)音提醒內(nèi)容通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的廣播系統(tǒng)警告工作人員規(guī)范穿戴安全帶。

（4）平車作業(yè)時(shí)走車幫行為監(jiān)測(cè)功能

大屯選煤中心在精煤外運(yùn)裝車時(shí)，需要對(duì)裝車后的精煤進(jìn)行平車作業(yè)，雖然已經(jīng)安裝了自動(dòng)化的平車裝置，但是還是經(jīng)常會(huì)有工作人員為了圖省事，在穿越鐵路時(shí)采取走車幫的行為。通過(guò)安裝違章智能監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別、比對(duì)及報(bào)警聯(lián)動(dòng)，在出現(xiàn)人員走車幫行為時(shí)及時(shí)用聲光報(bào)警裝置予以及時(shí)警告，并通過(guò)固定違章行為證據(jù)為事后處罰提供依據(jù)。

（5）皮帶運(yùn)行中清理下方積煤行為監(jiān)測(cè)功能

皮帶運(yùn)行中清理下方掉落的積煤也是選煤中心典型違章作業(yè)的行為之一，選煤中心的皮帶運(yùn)輸走廊距離長(zhǎng)、條數(shù)多，安排安全人員經(jīng)常性巡邏不切實(shí)際。因此，使用監(jiān)控?cái)z像頭抓拍的方式就可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題，智能監(jiān)控抓拍球機(jī)可以設(shè)置一個(gè)自定義路徑自動(dòng)旋轉(zhuǎn)監(jiān)控代替人員進(jìn)行巡視，并可以設(shè)置多臺(tái)球機(jī)互相配合，全方位覆蓋巡視范圍，避免出現(xiàn)巡視盲區(qū)。

（6）動(dòng)火作業(yè)時(shí)滅火器檢測(cè)功能

動(dòng)火作業(yè)是指在禁火區(qū)域進(jìn)行焊接與切割作業(yè)及在易燃易爆場(chǎng)所使用噴燈、電鉆、砂輪等進(jìn)行可能產(chǎn)生火焰、火花和熾熱表面的臨時(shí)性作業(yè)。因此，當(dāng)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)必須要?jiǎng)踊鹱鳂I(yè)時(shí)，滅火器是否準(zhǔn)備妥當(dāng)，也是選煤中心日常安全監(jiān)管的重點(diǎn)內(nèi)容。

超腦NVR通過(guò)事先準(zhǔn)備的大量圖片建模，再配合高清攝像頭實(shí)時(shí)采集圖像比對(duì)，可以準(zhǔn)確在作業(yè)環(huán)境中識(shí)別出滅火器的形態(tài)。當(dāng)動(dòng)火現(xiàn)場(chǎng)未檢測(cè)到滅火器的存在時(shí)，攝像頭將報(bào)警信號(hào)反饋給后臺(tái)的超腦NVR，再通過(guò)后臺(tái)超腦NVR發(fā)出報(bào)警信號(hào)通知安全監(jiān)控管理人員趕赴現(xiàn)場(chǎng)，并將語(yǔ)音提醒內(nèi)容通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的聲光報(bào)警設(shè)備發(fā)出報(bào)警，警告工作人員現(xiàn)場(chǎng)不具備動(dòng)火作業(yè)前提條件，應(yīng)立即停止作業(yè)采取補(bǔ)救措施。直至滅火器出現(xiàn)在鏡頭內(nèi)，警報(bào)自動(dòng)解除。

3.2 視頻行為分析軟件的功能

（1）實(shí)現(xiàn)人臉?lè)治?，集人臉圖片建模、比對(duì)、檢索、存儲(chǔ)于一體，支持人臉以圖搜圖，人臉比對(duì)報(bào)警、報(bào)警可聯(lián)動(dòng)錄像功能。

（2）后臺(tái)大量的報(bào)警抓拍圖片自動(dòng)甄別和管理人員人工核對(duì)，對(duì)確認(rèn)過(guò)的正確報(bào)警圖片能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立存儲(chǔ)，防覆蓋、誤刪除功能。

（3）具有視頻和圖片任意導(dǎo)入導(dǎo)出功能，導(dǎo)入后可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恢復(fù)功能。

（4）可自動(dòng)及人工設(shè)定抓拍次數(shù)，對(duì)同一違章行為能夠?qū)崿F(xiàn)抓拍時(shí)間設(shè)定。

4 系統(tǒng)所能達(dá)到的效果

（1）通過(guò)智能監(jiān)控?cái)z像頭的自動(dòng)抓拍功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)“三違”行為的自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)抓拍、自動(dòng)錄像；實(shí)現(xiàn)物的不安全狀態(tài)自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)抓拍、自動(dòng)錄像。

（2）通過(guò)智能監(jiān)控系統(tǒng)配合后臺(tái)智能違章識(shí)別分析服務(wù)器的數(shù)據(jù)處理功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)“三違”人員、“三違”時(shí)間、“三違”地點(diǎn)、“三違”行為信息的自動(dòng)獲取以及違章證據(jù)固定作用，做到處罰時(shí)有理有據(jù)。

（3）通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)地面遠(yuǎn)程一鍵抓“三違”行為，人臉識(shí)別比對(duì)及聲光報(bào)警聯(lián)動(dòng)功能。

（4）通過(guò)選煤中心三違智能抓拍監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，規(guī)范職工的操作行為，促使職工養(yǎng)成按章操作的習(xí)慣，對(duì)“三違”人員起到威懾作用，最終減少和杜絕“三違”行為的發(fā)生。

結(jié)語(yǔ)：選煤中心三違智能抓拍監(jiān)控系統(tǒng)能將現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的行為和設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)抓拍、錄像、分析、查詢以及推送到選煤中心違章智能管理平臺(tái)，能夠通過(guò)語(yǔ)音、聲光報(bào)警等方式及時(shí)制止“三違”行為，防止了事故隱患向事故轉(zhuǎn)變，解決了很久以來(lái)困擾選煤中心安全管理工作的一個(gè)難題，所以構(gòu)建一個(gè)立體化、多層次、全天候、全方位的選煤中心三違智能抓拍監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)選煤中心安全監(jiān)管和安全生產(chǎn)起到了重要的作用。