AI智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)在企業(yè)安全管理中的應(yīng)用研究

關(guān)鍵詞：AI;視頻監(jiān)控；安全管理

中圖法分類號：TP277 文獻標(biāo)識碼：A

1問題的提出

因企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營過程中存在火災(zāi)、爆炸、觸電、高處墜落、起重傷害、機械傷害、車輛傷害等危險因素，安全風(fēng)險較高，應(yīng)用傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控方法，已經(jīng)不能適應(yīng)新一代信息技術(shù)環(huán)境下企業(yè)安全管理工作的需要。隨著5G、計算機、傳感器技術(shù)的進一步發(fā)展及應(yīng)用，企業(yè)安全管理將由傳統(tǒng)的粗放式管理模式不斷向自動化、信息化、智能化的方式轉(zhuǎn)變。因此，采用AI智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)加強對企業(yè)安全生產(chǎn)進行管控，預(yù)防安全事故的發(fā)生，成為當(dāng)前企業(yè)安全管理工作的迫切需求。

數(shù)字智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)是以壓縮數(shù)字編碼處理技術(shù)為核心，采用互聯(lián)網(wǎng)進行傳輸，應(yīng)用計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行智能化分析與云端存儲，并由攝像頭、傳輸載體及相關(guān)控制軟件組成的一種新型監(jiān)控系統(tǒng)，其有助于安全管理部門實施遠程多作業(yè)場景的視頻圖像監(jiān)控與管理。智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)對生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境，危險作業(yè)、登高作業(yè)等作業(yè)場所進行監(jiān)控，能夠?qū)崿F(xiàn)對動態(tài)監(jiān)控對象的數(shù)據(jù)分析和檢測，確保監(jiān)控作業(yè)面操作人員的人身安全，提高對突發(fā)事件的預(yù)警能力，并能夠有效實現(xiàn)對企業(yè)安全生產(chǎn)的遠程監(jiān)管，實時獲取員工生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境的數(shù)據(jù)，便于工作人員進行分析，進而實現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)由單一的管理系統(tǒng)向多功能化的方向發(fā)展。

2傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在的弊端

傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控裝置，只能用來記錄和查看視頻，通常是發(fā)生了安全事故，使用回放等功能調(diào)查事故原因，追溯源頭和事故過程。現(xiàn)有的智能攝像頭，只能針對個別簡單的諸如人員闖入、異常聲音等狀況進行識別報警，無法實現(xiàn)監(jiān)控作業(yè)現(xiàn)場安全、安全風(fēng)險識別以及風(fēng)險預(yù)先報警功能。其存在的弊端主要有：一是存在時滯性，反映問題的時效性差。傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要是由人根據(jù)實際情況對回放資源做出判斷，目前的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)缺乏完善的智能技術(shù)。比如，某個作業(yè)場景發(fā)生了安全事故，雖然可以通過視頻監(jiān)控看到發(fā)生的全過程，但是對于安全部門來說并沒有及時通過系統(tǒng)得知，因而問題并不能在第一時間得到妥善處理，因此就視頻監(jiān)控的目的性而言，傳統(tǒng)視頻監(jiān)控功能距離目標(biāo)功能還是有一定的距離的。二是空間的有限性，造成資源浪費。在傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)中，大量的視頻數(shù)據(jù)需要被存儲以便日后調(diào)取查看，數(shù)據(jù)存儲時間長達好幾個月，造成存儲系統(tǒng)壓力巨大，需要大量的存儲硬件設(shè)備，另外還需要專門的工作人員來實時觀看，造成人力資源的浪費。三是用戶體驗差，不能滿足信息化需求。傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)需要花費較多時間回觀錄像才能找到現(xiàn)場記錄問題，甚至需要增加電子設(shè)備來提高圖像顯示的清晰度，其時間長，速度慢，不僅增加了設(shè)備成本，而且管理費用也大幅度提高。

3 AI智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)及實現(xiàn)

AI智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)將人工智能技術(shù)與安全管理工作有機結(jié)合，實現(xiàn)了安全管理工作的實時監(jiān)控、自動發(fā)現(xiàn)問題、安全風(fēng)險主動預(yù)警，以及控制預(yù)防為主，關(guān)口前移，防患于未然的目的。系統(tǒng)平臺主要功能模塊包括web端推理管理平臺、數(shù)據(jù)可視化展示模塊、設(shè)備管理模塊、智能預(yù)警模塊、事件日志模塊等，支持報警事件及時推送、展示，事件回溯查詢，歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、支持設(shè)備、算法集中配置，為無人化綜合監(jiān)控提供了有力支撐。公司配置了平臺硬件，主要包括：智能算法裝置、智能攝像頭、智能手機、擴音器、高音喇叭。

3.1系統(tǒng)的總體架構(gòu)

由于公司生產(chǎn)作業(yè)場景的多樣化，需要對不同空間場景的作業(yè)面進行監(jiān)管。根據(jù)公司生產(chǎn)作業(yè)安全管理的需求，系統(tǒng)的架構(gòu)除了實現(xiàn)傳統(tǒng)的監(jiān)視系統(tǒng)功能外，還需具備遠程視頻傳輸、自動異常檢測與報警、結(jié)構(gòu)化的視頻數(shù)據(jù)存儲等功能。在系統(tǒng)終端安裝數(shù)字視頻錄像、數(shù)字視頻服務(wù)器以及數(shù)字視頻控制設(shè)備。

具體分為以下3個部分。

（1）視頻監(jiān)控系統(tǒng)。其主要由前端攝像機、拾音器、攝像機供電電源、傳輸網(wǎng)路；后端視頻監(jiān)控接入交換機、網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機、顯示器等一些外圍設(shè)備組成。其中，前端設(shè)備負(fù)責(zé)現(xiàn)場視頻信號的采集，并通過網(wǎng)絡(luò)、光纖、交換機等系統(tǒng)將采集的圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶蠖嗽O(shè)備，以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集、傳輸、回放、預(yù)覽操作。

（2）信息傳輸系統(tǒng)。通過構(gòu)建統(tǒng)一平臺，使用WEB瀏覽器和手機客戶端兩種門戶服務(wù)方式，降低使用的復(fù)雜性，將視頻監(jiān)控、安全管控、消防監(jiān)測、車間作業(yè)監(jiān)控、外場作業(yè)監(jiān)控等多個系統(tǒng)，根據(jù)不同使用場景和使用習(xí)慣，在WEB瀏覽器和手機客戶端之間進行界面交互，以提升用戶體驗感。

（3）數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。能夠明確企業(yè)各管理級對數(shù)據(jù)的使用權(quán)限，提供不同場景的手機監(jiān)管應(yīng)用服務(wù)，隨時查看車間、施工作業(yè)場所的安全生產(chǎn)狀態(tài)，接收可能發(fā)現(xiàn)的異常情況并及時做出預(yù)警和跟進處理，發(fā)起或參與安全事故的協(xié)同辦公。對作業(yè)面的每個場景進行觀察，并通過指令對分布式服務(wù)器上的數(shù)據(jù)進行調(diào)用，實現(xiàn)每個分控中心主機的監(jiān)控視頻和數(shù)據(jù)的共享。

3.2系統(tǒng)的實現(xiàn)過程

本系統(tǒng)是基于視頻采集卡技術(shù)，采用深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法來完成智能分析任務(wù)，進而對整個企業(yè)不同地區(qū)的生產(chǎn)場所進行安全生產(chǎn)監(jiān)控管理。應(yīng)用智能算法對攝像頭捕捉到的圖像進行比對并不斷修正，通過計算機或者手機等可移動設(shè)備實現(xiàn)信息采集、匯總與反饋，以加強信息傳遞的時效性，提升其對環(huán)境變化的感應(yīng)與決策能力。

將視頻傳輸數(shù)據(jù)、錄像參數(shù)系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)等通過網(wǎng)絡(luò)回傳至中心服務(wù)器進行處理：推理平臺計算服務(wù)獲取視頻流數(shù)據(jù)后進行解碼，將解碼出的圖片輸入到算法中進行計算識別：平臺將獲取到的識別結(jié)果根據(jù)設(shè)置好的算法報警策略進行過濾，之后將過濾出的結(jié)果和對應(yīng)的圖片進行存儲，同時報警信息通過云平臺實時推送到監(jiān)控中心。視頻監(jiān)控系統(tǒng)承載于企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，借助互聯(lián)網(wǎng)出口實現(xiàn)手機、計算機遠程訪問與視頻監(jiān)控。

4 AI智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用分析

4.1應(yīng)用場景

該系統(tǒng)以管理平臺為載體，以實現(xiàn)子系統(tǒng)的集成化。監(jiān)控中心作為安全指揮調(diào)度的根據(jù)地，對視頻監(jiān)控、報警、語音對講等進行集成接人，實現(xiàn)集成化管理，并采取報警聯(lián)動視頻、視頻開啟對講、上傳報警等多種聯(lián)動機制在企業(yè)實際應(yīng)用作業(yè)面場景中實現(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)場各種安全違章的實時自動抓拍及報警，安全管理人員能夠通過智能手機連接現(xiàn)場攝像頭查看確認(rèn)后，及時喊話制止，消除安全風(fēng)險，避免安全事故的發(fā)生。

公司研發(fā)團隊通過自主開發(fā)，實現(xiàn)了在原有視頻監(jiān)控系統(tǒng)上加裝AI智能算法裝置，在需要警示提示的作業(yè)場所加裝智能攝像頭和擴音器，通過編寫AI算法程序，實現(xiàn)了對諸如人員進入危險區(qū)域不戴安全帽、在禁火區(qū)動火、車輛違反規(guī)定逆行、人員不按規(guī)定走安全通道、人員在禁煙場所吸煙、登高作業(yè)未做防護、禁入?yún)^(qū)域有人員闖入等安全風(fēng)險的全天候監(jiān)管。攝像頭捕捉發(fā)現(xiàn)的問題能及時報警并發(fā)送至安全管理人員的智能手機上，安全管理人員可以直接查看現(xiàn)場狀況并遠程喊話，以確保消除安全隱患，避免釀成安全事故。

4.2應(yīng)用優(yōu)勢

4.2.1實用性

智能化的視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用智能識別代替?zhèn)鹘y(tǒng)系統(tǒng)中的人工實時觀看，只要監(jiān)控系統(tǒng)一直處于工作狀態(tài)，就可以保證實時監(jiān)控，減少了人工監(jiān)控中的一些不可控因素。比如，監(jiān)控人員中途有事出門幾分鐘、上洗手間等。系統(tǒng)還有一個更加“誘人”的特點——節(jié)約成本。它采用智能識別代替人工監(jiān)察，實現(xiàn)24小時實時監(jiān)控和精準(zhǔn)分析，企業(yè)只需安排技術(shù)人員定期對系統(tǒng)設(shè)備進行維護，從而減少了企業(yè)雇傭和管理安保人員的一系列費用，另一方面，智能化的監(jiān)控系統(tǒng)能夠及時處理系統(tǒng)收集的視頻資源，系統(tǒng)不需要過大的存儲空間，進而減少了物理存儲設(shè)備的成本。

4.2.2可靠性

智能化的實時監(jiān)控系統(tǒng)在工作效率方面要比傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)高出許多，它能夠快速又準(zhǔn)確地找到問題并及時發(fā)出警報，工作人員能夠根據(jù)警報的類型在第一時間獲取事故的發(fā)生地點和事故類型，節(jié)省了大量的反應(yīng)時間以及根據(jù)事故類型做出相應(yīng)措施的時間。在事故發(fā)生時，時間就是生命，智能化的監(jiān)控系統(tǒng)在很大程度上降低了發(fā)生重大事故的風(fēng)險，當(dāng)事故發(fā)生時也可以阻止事故的進一步惡化。由于傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)并不能做到真正意義上的全天候監(jiān)控，作業(yè)人員往往抱著僥幸心理，所以安全違章行為屢抓屢犯。由此也可看出傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)并不能在根源上遏制安全事故的發(fā)生，而智能化的系統(tǒng)能通過精準(zhǔn)的實時監(jiān)控給人們敲響警鐘，一旦員工有不符合安全的行為，如忘記戴安全帽，系統(tǒng)就會馬上警報，還能夠通過智能手機查看并直接干預(yù)，從而提高員工的安全意識，從根源上減少安全事故的發(fā)生，提高安全管理水平。

4.2.3安全性

本系統(tǒng)采用自主研發(fā)的算法，結(jié)合行業(yè)交叉的大數(shù)據(jù)，融合網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲、應(yīng)用核心能力的開放平臺，實現(xiàn)敏捷連接、實時業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化，以及實現(xiàn)智能、安全等方面的關(guān)鍵需求。采用深度學(xué)習(xí)算法，對視頻數(shù)據(jù)進行結(jié)構(gòu)化處理，并做不同維度的分析，以提高目標(biāo)的識別準(zhǔn)確性。實現(xiàn)多元視頻監(jiān)控，支持高清視頻監(jiān)控、智能視頻監(jiān)控、移動視頻監(jiān)控，全面提升視頻質(zhì)量和監(jiān)管水平；實現(xiàn)系統(tǒng)融合，實現(xiàn)視頻監(jiān)控、報警等系統(tǒng)的集成，各子系統(tǒng)根據(jù)預(yù)案進行聯(lián)動；實現(xiàn)可視業(yè)務(wù)管理，當(dāng)進行操作時啟動指令發(fā)送至視頻監(jiān)管系統(tǒng)，聯(lián)動相應(yīng)的攝像機預(yù)置位，并可實現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的OSD視頻疊加；實現(xiàn)立體監(jiān)管模式，實現(xiàn)移動網(wǎng)絡(luò)通過移動終端（手機、平臺等）對現(xiàn)場進行監(jiān)管，促進實現(xiàn)本質(zhì)安全，提高安全管理水平。

5結(jié)束語

針對AI智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，一方面要不斷擴展新的智能監(jiān)控程序，全面覆蓋企業(yè)存在的安全違章行為，另一方面，應(yīng)用各種智能傳感器，將生產(chǎn)過程涉及的設(shè)備安全風(fēng)險自動報警納入安全管理系統(tǒng)平臺中，實現(xiàn)對作業(yè)現(xiàn)場設(shè)備安全風(fēng)險的自動報警。下一步，還將在深度和廣度上對其不斷挖掘，在大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)驅(qū)動下，逐步向全過程實現(xiàn)本質(zhì)安全的方向邁進。

作者簡介：

張鵬（1970—），本科，工程師，研究方向：安全管理。