基于Face++智能電源管理平臺(tái)的應(yīng)用研究

朱帥

（江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院 蘇州建設(shè)交通分院，江蘇 蘇州 215104）

0 引言

建筑業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要物質(zhì)生產(chǎn)部門(mén)，關(guān)系到整個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人民生活的改善有著密切的關(guān)系。當(dāng)前我國(guó)建筑業(yè)安全形勢(shì)較為嚴(yán)峻，事故起數(shù)和死亡人數(shù)總量仍然較大，仍屬于勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，各地各企業(yè)安全管理水平差異大。

建設(shè)工程施工現(xiàn)場(chǎng)無(wú)論是施工機(jī)械、鋼筋加工設(shè)備、場(chǎng)地的臨時(shí)照明、給排水電氣暖通的安裝還是施工人員生活區(qū)用電，這些都需要用電。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展科技的進(jìn)步，科技含量不斷提高，智能化程度也不斷加強(qiáng)，建設(shè)工程項(xiàng)目的施工機(jī)械化和自動(dòng)化程度也不斷提高，用電的范圍也逐漸廣泛。但在電能給生活和工作帶來(lái)方便的同時(shí)，也存在著不利的因素。施工工地由于用電設(shè)備種類(lèi)多、用電量大、工作環(huán)境不固定、臨時(shí)使用的特點(diǎn)，容易引發(fā)觸電傷亡事故，因此，加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電管理，按照規(guī)范用電，是施工安全的一個(gè)重要保證，也是需要解決的緊急問(wèn)題。

智慧工地能夠快速發(fā)展，主要由于其具有以下優(yōu)點(diǎn)。

（1）專(zhuān)業(yè)高效的項(xiàng)目管理。在智慧工地管理理念下，面向施工全過(guò)程實(shí)行監(jiān)控、安全預(yù)警和防范，快速高效地獲取項(xiàng)目施工管理的各項(xiàng)信息，提高項(xiàng)目管理效率。

（2）網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的項(xiàng)目管理。智慧工地借助于大數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，促進(jìn)各項(xiàng)工作之間的高效協(xié)同，形成虛擬空間與實(shí)體的映射關(guān)系，較好地實(shí)現(xiàn)建筑施工現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的鏈接和共享。

（3）在線(xiàn)智能化的項(xiàng)目管理。在智慧工地理念和方法支持下，能夠?qū)崟r(shí)采集建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度、人員、環(huán)境等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的在線(xiàn)智能分析、預(yù)測(cè)和處理，能夠及時(shí)察覺(jué)建筑工程施工的安全隱患，并對(duì)其進(jìn)行快速高效的監(jiān)管和防控。

（4）集成化的項(xiàng)目管理。在智慧工地安全管理理念之下，能夠?qū)ㄖこ谈黜?xiàng)資源進(jìn)行優(yōu)化配置和應(yīng)用。并對(duì)各項(xiàng)管理軟、硬件進(jìn)行集成，快速高效地將信息整合到智慧工地系統(tǒng)之中，提高建筑工程安全管理的高效與穩(wěn)定性。

勞務(wù)實(shí)名制度管理的精準(zhǔn)化、機(jī)械設(shè)備設(shè)施管理的智能化、安全視頻監(jiān)控管理的自動(dòng)化已經(jīng)在智慧工地上得到了應(yīng)用，但是智慧工地的集成平臺(tái)還不夠完善，在用電管理方面缺乏精細(xì)化管理和節(jié)能理念。因此，通過(guò)開(kāi)發(fā)智能用電管理產(chǎn)品，對(duì)接智慧工地管理平臺(tái)，使智慧工地更加“智慧”。

1 搭建平臺(tái)

1.1 整體框架

如圖1所示，對(duì)總配電箱、分配電箱、開(kāi)關(guān)箱進(jìn)行改造升級(jí)，在配電箱和開(kāi)關(guān)箱中嵌入智能電源管理產(chǎn)品。智能電源管理產(chǎn)品是一種智能可控轉(zhuǎn)接頭。通過(guò)人臉識(shí)別技術(shù)設(shè)置身份識(shí)別組件，實(shí)現(xiàn)用電設(shè)備的通電、斷電；實(shí)現(xiàn)用電權(quán)限管理，提高設(shè)備用電安全性。

圖1 智能電源管理產(chǎn)品在智慧工地中的框圖

基于生物識(shí)別技術(shù)的智能電源管理產(chǎn)品，根據(jù)授權(quán)人員的指紋或者人臉才能接通電源與用電設(shè)備，實(shí)現(xiàn)用電設(shè)備的權(quán)限管理。

由于生物識(shí)別具有唯一性，因此可以根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)督人員，設(shè)置相應(yīng)權(quán)限，授權(quán)人員通過(guò)生物識(shí)別才能使電源與用電設(shè)備接通電源。如果無(wú)相應(yīng)權(quán)限，用電設(shè)備將無(wú)法接通電源。通過(guò)權(quán)限管理，避免了擅自上電、隨機(jī)上電的可能性。同時(shí)生物識(shí)別省去了監(jiān)督人員的紙登記。若發(fā)生用電事故，可以快速查詢(xún)到用電管理的監(jiān)督人員，為企業(yè)追溯事故減少了時(shí)間、人力成本，為企業(yè)管理提質(zhì)增效。

1.2 系統(tǒng)平臺(tái)

智慧工地管理平臺(tái)應(yīng)用智能電源管理產(chǎn)品，通過(guò)提供人員照片，利用Java開(kāi)發(fā)的接口搭建而成。它采用曠視Search API算法，實(shí)現(xiàn)人臉?biāo)阉鞴δ?，根?jù)臨時(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)的人員權(quán)限，判斷是否能通斷電源。搭建的智慧工地管理平臺(tái)如圖2所示。通過(guò)平臺(tái)的管理，能夠?qū)崿F(xiàn)用電安全從意識(shí)防范到技術(shù)防范的跨越。

圖2 智慧工地管理平臺(tái)的搭建

2 設(shè)計(jì)平臺(tái)

2.1 Face++Search API接口

Face++Search API[4]能夠針對(duì)一個(gè)目標(biāo)人臉，從已有的人臉集合中搜索并返回相似的人臉，同時(shí)還會(huì)返回相應(yīng)的置信度分?jǐn)?shù)與閾值。返回值confidence為比對(duì)結(jié)果的置信度，范圍為[0，100][5]。數(shù)字越大，表示兩個(gè)人臉越可能是同一個(gè)人。本平臺(tái)利用前端攝像機(jī)抓拍人臉圖像，然后與超星泛雅平臺(tái)上傳的人員圖片進(jìn)行人臉信息比對(duì)，若返回值confidence＞60，則比對(duì)成功，說(shuō)明為同一個(gè)人。

2.2 平臺(tái)權(quán)限管理

本平臺(tái)采用的人臉識(shí)別門(mén)禁一體機(jī)具有識(shí)別率＞99.8%、識(shí)別速度＜150ms的超高性能，最重要的是擁有OpenAPI接口。API接口主要分為Online-權(quán)限接口、系統(tǒng)管理、識(shí)別記錄、員工管理、考勤管理、綜合管理、人員分組、權(quán)限、時(shí)段＆假日管理、主機(jī)-系統(tǒng)管理、主機(jī)-識(shí)別。本平臺(tái)調(diào)用的API接口為Online-權(quán)限接口、主機(jī)-系統(tǒng)管理、主機(jī)-識(shí)別、權(quán)限、員工管理。Online-權(quán)限接口用于登錄并獲取cookie，退出登錄接口。主機(jī)-系統(tǒng)管理中主機(jī)NTP客戶(hù)端控制保證人臉識(shí)別機(jī)與服務(wù)器時(shí)間一致。主機(jī)識(shí)別包含1∶1認(rèn)證，靜態(tài)1∶N識(shí)別。人臉1∶1認(rèn)證是計(jì)算機(jī)對(duì)當(dāng)前已知的人臉信息與人像數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行快速人臉比對(duì)，并得出是否匹配的過(guò)程。靜態(tài)1：N識(shí)別是前端攝像機(jī)采集照片信息后，從海量的人像數(shù)據(jù)庫(kù)中找到與當(dāng)前使用者人臉數(shù)據(jù)相符合的圖像，并進(jìn)行匹配。即為Face＋＋SearchAPI接口。Face＋＋SearchAPI能夠針對(duì)一個(gè)目標(biāo)人臉，從已有的人臉集合中搜索并返回相似的人臉。同時(shí)還會(huì)返回相應(yīng)的置信度分?jǐn)?shù)與閾值，返回值confidence為比對(duì)結(jié)果置信度，范圍[0，100]，數(shù)字越大表示兩個(gè)人臉越可能是同一個(gè)人。本平臺(tái)調(diào)用靜態(tài)1：N識(shí)別，訪(fǎng)問(wèn)地址為主機(jī)地址，返回值中person為識(shí)別出來(lái)的用戶(hù)，confidence表示相似度。本平臺(tái)假定confidence＞50為同一個(gè)人。Can＿door＿open綜合考慮門(mén)禁設(shè)置、當(dāng)前時(shí)間、識(shí)別用戶(hù)是否可以開(kāi)門(mén)。門(mén)禁權(quán)限請(qǐng)求參數(shù)中name建立門(mén)禁規(guī)則名，schedule＿ids為門(mén)禁時(shí)段設(shè)置。返回值中Status為權(quán)限狀態(tài)，1代表開(kāi)啟，2代表關(guān)閉。員工管理包含上傳人員底庫(kù)、人員頭像、入庫(kù)圖片質(zhì)量檢查。上傳人員底庫(kù)將圖片轉(zhuǎn)為底庫(kù)，并加入photo表。請(qǐng)求參數(shù)中底庫(kù)圖片，不能上傳兩張相同圖片。返回值中產(chǎn)生底庫(kù)保存路徑。入庫(kù)圖片質(zhì)量檢查是否符合入庫(kù)要求，圖片格式為JPG（JPEG）或PNG，圖片像素尺寸最小48*48像素，最大4096*4096像素，圖片文件大小為2MB。若圖片符合要求通過(guò)，返回相應(yīng)數(shù)據(jù)，若質(zhì)量檢查不通過(guò)返回錯(cuò)誤信息。利用開(kāi)發(fā)的Java系統(tǒng)判斷人員是否具有用電管理權(quán)限，若為施工現(xiàn)場(chǎng)錄入系統(tǒng)的人員且人臉識(shí)別成功，那么該人員可以通斷電源；反之，則不行。

2.3 時(shí)間管理

智慧用電安全監(jiān)控系統(tǒng)在施工工地的主要作用是強(qiáng)化對(duì)施工區(qū)域、生活區(qū)、辦公區(qū)的用電管理，可實(shí)現(xiàn)以下功能。

（1）分時(shí)段控制電路通斷功能（即通，斷電時(shí)間預(yù)設(shè)）。施工人員的生活區(qū)臨時(shí)用電是否符合規(guī)定關(guān)系到工人生活的安全性，也是整個(gè)工程項(xiàng)目高效穩(wěn)健建設(shè)的重要保障。在施工高峰期已過(guò)項(xiàng)目往往有上千甚至幾千建筑工人同時(shí)居住，這么多人集中生活在臨建設(shè)施中，如何安全合理地使用電能尤其是大負(fù)荷用電就顯得特別重要。在工人上班時(shí)間對(duì)生活區(qū)宿舍進(jìn)行遠(yuǎn)程斷電，避免因工人疏忽大意未關(guān)閉電源致用電設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行引發(fā)電氣火災(zāi)。同時(shí)根據(jù)數(shù)據(jù)分析，施工現(xiàn)場(chǎng)的鋼筋彎曲機(jī)、電焊機(jī)、對(duì)焊機(jī)等用電設(shè)備長(zhǎng)期處于空載狀態(tài)，用電浪費(fèi)。

（2）對(duì)于夜間大燈照明也可實(shí)現(xiàn)定時(shí)送、斷電，節(jié)能控制方便快捷。智慧用電監(jiān)控系統(tǒng)適合于施工工地使用的一大特點(diǎn)就是拆裝方便，智慧用電系統(tǒng)的終端采用的都是無(wú)線(xiàn)安裝的方式，只需安裝在需要監(jiān)測(cè)區(qū)域的配電箱內(nèi)，不用單獨(dú)走線(xiàn)，安裝方便，數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)上傳；在需要轉(zhuǎn)移的時(shí)候，只需把設(shè)備拆除轉(zhuǎn)移即可，不用多次購(gòu)買(mǎi)設(shè)備，一套設(shè)備可多個(gè)項(xiàng)目反復(fù)使用。

原有智慧工地管理平臺(tái)中的智能電表主要是監(jiān)測(cè)耗電量。從結(jié)果上分析用電量，優(yōu)化用電，是一種滯后的用電管理?，F(xiàn)有方案是在智慧工地平臺(tái)上對(duì)產(chǎn)品的后臺(tái)數(shù)據(jù)深化研究，統(tǒng)計(jì)授權(quán)人員以及常用設(shè)備的工作時(shí)間，在平臺(tái)上設(shè)置權(quán)限與設(shè)備用電時(shí)間，遠(yuǎn)程或者現(xiàn)場(chǎng)都可通過(guò)權(quán)限管理和時(shí)間限制，提高用電者的節(jié)電意識(shí)，確保建筑工地用電的科學(xué)性和節(jié)能性。

2.4 關(guān)鍵代碼

3 結(jié)語(yǔ)

隨著智慧工地的大力推廣，建筑工地施工現(xiàn)場(chǎng)的用電安全管理必須實(shí)現(xiàn)智能化。通過(guò)開(kāi)發(fā)智能電源管理產(chǎn)品，利用人臉識(shí)別技術(shù)和API接口搭建平臺(tái)，設(shè)置用電使用權(quán)限，解決了原來(lái)施工現(xiàn)場(chǎng)用電管理混亂及事故追責(zé)難的問(wèn)題，為企業(yè)的管理提質(zhì)增效。同時(shí)智慧工地管理平臺(tái)還可以遠(yuǎn)程設(shè)置用電設(shè)備的時(shí)間，提高了用電者的節(jié)能意識(shí)，確保建筑工地用電的科學(xué)性和節(jié)能性，完美填補(bǔ)了智慧工地對(duì)電源管理的薄弱一環(huán)。