基于人臉識別的電網施工安全管控系統設計

宋華松 萬磊 雷雨 王旭東

摘要：本文針對電網基建施工現場關于項目管理關鍵人、作業關鍵點方面的主要問題，設計實現了基于人臉識別的電網基建施工安全管控系統，滿足電網基建施工現場的人員身份識別、作業規范識別及日常考勤管理等需求，保證了電網施工現場的安全。

關鍵詞：電網;安全施工;人臉識別;管控系統

中圖分類號：TP391.41 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）04-0152-02

0 引言

國家電網提出“深化基礎設施建設隊伍改革，加強安全管理”的12項配套政策，其關鍵因素有兩個：抓好項目管理的關鍵人員和抓好現場操作。這兩個關鍵點目前主要存在以下幾點影響安全的因素：非持證施工人員隨意進入施工現場帶來安全隱患;從事特種作業的人員無特種作業證的違規現象;同進同出和監理旁站關鍵安全管控人員擅離崗位現象;在關鍵過程中，施工人員隨意出入，影響安全和效率。

為了解決上述影響電網基建施工的問題，本文設計基于人臉識別的電網施工安全管控系統，通過系統24小時不間斷管控施工現場，從而保證電力施工現場的安全生產。

1 系統整體設計

該系統主要功能模塊包括：供電模塊、非施工人員識別模塊、特種作業人員資質識別模塊、安全帽和安全帶佩戴識別、數據處理模塊、報警信息、報警聯動。系統拓撲結構如圖1所示。

（1）供電模塊：采用移動式太陽能+儲能電池作為電源供應，便于攜帶，清潔高效。（2）非施工人員識別模塊：采用毫米波雷達偵測技術，實時掃描偵測施工范圍內人員總數量M人，再利用RFID射頻識別技術識別施工人員N人，分析模塊做差值計算（ M-N ）計算得出施工區域內非施工人員數量。（3）特種作業人員資質識別模塊：采用GPS+射頻識別技術單元實時上傳特種人員具體位置，利用GPS采集施工人員身處高度與人員資質對比判別登高人員是否具備登高資質;利用攝像機人臉識別和行為識別算法判別地面特種作業人員是否具備相應作業資質。（4）安全帽和安全帶佩戴識別：采用安全帽和安全帶識別算法攝像機實時偵測現場未佩戴安全帽人員。（5）數據處理模塊：采用嵌入式ARM+DSP雙硬件架構，實時分析處理采集數據，給出報警信息。（6）無線通信模塊：采用4G七模全網通通信模塊，將數據分析結果和報警信息第一時間傳給監控平臺，模塊抗干擾性強，通信穩定。（7）報警信息：現場監控站會第一時間收到報警信息，另外也設計了監控平臺報警窗口，有報警信息及時彈出報警窗口和聯動報警音箱，通知值班人員。另外報警信息還及時傳達給現場施工負責人手機APP或者微信。（8）報警聯動：出現報警信息的情況下，主機會聯動現場智能識別攝像機，錄制報警點的視頻畫面，比如視頻畫面切換到非施工人員場景或者切換到不具備資質的施工人員場景。實時存儲到本地和服務器，便于留存查證。

2 系統詳細設計

2.1 無證人員身份識別

針對基建施工現場場地開放，面積不固定，區域不規則等因素，本文采用區域型機械掃描式毫米波雷達對設定的偵測區域范圍進行360度全方位實時偵測，進入防區的目標進行偵測預警，經過雷達自帶的深度識別技術辨別偵測的目標是人員還是機械，通過專用算法識別設定區域內人員數量[1]。

現場數據采集裝置通過采集毫米波雷達偵測到的施工現場范圍內所有人員數量M，采集射頻識別讀寫器識別到施工現場人員數量N，做簡單的差值計算M-N，得到進入施工現場的非持證人員數量Y。經過裝置計算分析，若Y為正數則認為施工現場有非持證人員進入施工區域，聯動現場裝置配備的聲光報警裝置提示現場負責人，并將報警信息保存至數據庫存檔，上傳至安全管控平臺，推送給需要報警信息的其他負責人。

2.2 關鍵人員身份核查

在識別施工現場所有人員都符合持證進入條件后，我們還需要進一步判斷每個作業工種人員是否具有對應的作業資質，進一步確認是否有違規作業的情況發生。

針對以上應用需求，將特種作業人員的臉部信息事先采集到數據庫中，并在數據庫中將人臉信息與特種作業證信息匹配，從而確認其身份。在實際的施工過程中，通過攝像機實時掃描特種作業區域內作業人員臉部特征，并進行信息提取與數據庫中的信息進行對比，若與數據庫中留存信息不匹配則認為存在違規操作情況，發出報警提示。

2.3 管理人員到崗履責痕跡督查

針對管理人員到崗位履責痕跡督查需求，本文設計應用單兵巡視記錄儀或者智能安全帽來實現。兩種產品都有GPS和北斗雙定位功能，佩戴于管理人員胸前或者頭上，管理人員活動軌跡，工作言語都會實時錄制存儲在記錄儀里，并上傳到監控平臺[2]。

智能安全帽是針對施工現場特別研發產品，主要應用在電力施工過程中的安全管控，作業流程監控方面。除了佩戴方式基本功能與單兵巡視記錄儀功能類似。

2.4 施工人員動態管理，進出場考勤管理方案設計

運用射頻電子標簽技術也可實現施工人員動態管理，進出場考勤管理。全體施工員工每人佩戴有源電子標簽一張，作為門禁考勤卡。用于上、下班時和一天當中考勤記錄，只要標簽處于讀寫器讀寫器有效識別范圍，則閱讀器便可自動識別自動識別到該標簽信息，通過軟件系統自動記錄考勤信息，終端閱讀器可以做到每10秒鐘掃描一次設定范圍內的人員到位情況，完全可以識別上班打卡，中途離場的情況發生[3]。

本考勤方法能有效地提高人員考勤的效率和準確性，實現遠距離無接觸自動識別。

3 結語

本文針對電網基建施工現場存在的主要問題，設計實現了基于人臉識別的電網基建施工安全管控系統，解決了電網基建施工現場的人員身份識別、作業規范識別及日常考勤管理等需求，保證了電網施工現場的安全。

參考文獻

[1] 李科選，王美焰，李暢.某毫米波雷達天線系統結構設計與分析[J].機械與電子，2019，37（3）：43-46.

[2] 李迥.施工現場智能化安全管理應用研究[J].施工技術，2017，46（20）：139-141.

[3] 陳超，童可君，楊艷.一種基于電子標簽技術的電力安全工具系統設計與應用[J].科技創新與應用，2019，4：86-87.