三違智能抓拍監控系統在安全管理中的應用

上海大屯能源股份有限公司選煤中心 陸 峰

針對選煤中心目前作業現場點多面廣、管理人員素質良莠不齊的現狀，為了加強現場安全管理工作，必須要借助先進的信息技術支撐來提高工作實效。本文就建立三違智能抓拍監控系統來解決選煤中心所面臨的安全管理困局進行研究。

1 企業安全管理中存在的問題

傳統安全管理工作方式一直存在很多問題，大致有以下幾個方面：

（1）安全管理工作點多、面廣、難度大。每個企業都有很多需要重點關注的崗位和人員，這就造成了安全管理工作管理的點位多，涉及面廣，甚至有些工作崗位或要害部位位于較為偏遠的地方，一般安全管理人員都很少會去。

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

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

2 三違智能抓拍監控系統的組成

針對上述安全管理工作中存在的三個主要問題，大屯選煤中心經過與監控系統開發公司的共同努力，提出了建設三違智能抓拍監控系統的方案，通過利用高清攝像頭的智能抓拍和后臺智能分析系統來解決上述問題。系統由現場子系統、傳輸子系統和后臺管理系統組成。三違智能抓拍監控系統示意圖如圖1所示。

圖1 三違智能抓拍監控系統示意圖

2.1 現場子系統

三違智能抓拍監控系統的現場子系統包含網絡高清數字化抓拍攝像頭、聲光報警設備、智能終端盒、室外LED信息屏等設備。

其中，網絡高清數字化抓拍攝像頭選擇圖像分辨率不低于1080P的星光級高清數字化攝像頭，這種攝像頭具備在微光環境、無任何輔助光源的條件下，可以清晰顯示彩色圖像，確保系統在夜間或光線復雜環境下自動識別能力和抓拍清晰度的要求。攝像頭采用全新Smart H.265編碼，壓縮視頻存儲空間的同時，提升了傳輸效率。它還支持識別人員進入與離開劃定區域、區域內逗留徘徊、異常人員聚焦、特定物品識別及人臉識別等多種智能檢測手段與聯動報警，智能分析等功能。

聲光報警設備用來播放語音提示、報警燈提示等信息，當有違章行為被攝像頭抓拍檢測到，可以觸發聲光報警設備提醒安全違章行為人及時停止違章行為，并根據提示采取補救措施。

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

2.2 傳輸子系統

網絡傳輸子系統由選煤中心視頻環網及辦公局域網構建，實現前端子系統視頻圖像信號的傳輸與后端管理子系統及客戶端之間的互聯互通。

2.3 后臺管理系統

后臺管理系統主要由視頻行為分析兼存儲硬件設備（俗稱超腦NVR）和軟件平臺組成，可實現對違章行為的智能識別與處理。超腦NVR融合海康威視公司多項視頻和數據處理方面的專利技術，不僅具有傳統NVR的各項功能，更添加了基于人工智能開發的深度學習能力的視頻圖像分析、識別技術，實現人臉分析，集人臉圖片建模、搜索、比對和存儲于一體，提升監控視頻的可利用率。后臺管理系統的軟件平臺主要是以海康威視9800工業視頻監控平臺軟件為基礎構建而成的，一共可以同時接入500路視頻信號，具有實時監控、錄像回放、實時告警等功能。

3 監控系統所實現的功能

3.1 硬件設備功能

（1）安全帽動態監測功能

該功能實現的主要目的是在選煤中心范圍內的安全生產區域內部署安全帽檢測攝像頭，利用攝像頭的入侵檢測功能對攝像頭畫面內是否有人員活動進行實時監測。當檢測到有人進入畫面時，安全帽動態監測功能開始檢測進入生產區域人員是否規范佩戴安全帽，若發現該工作人員未佩戴安全帽或佩戴安全帽不規范時，則輸出報警信息到后臺服務器，通過后臺服務器發出報警信號通知安全監控管理人員，并將語音提醒內容通過現場的廣播系統警告工作人員規范佩戴安全帽。

（2）重點消防部位吸煙行為監測功能

通過在重點消防部位安裝新型融合攝像頭，實現對重點消防部位環境內的物體溫升異常報警、著火點判斷與鎖定、現場聲光語音提示、視頻中疊加報警信息、視頻復核等功能，實現重點消防部位早期吸煙行為的預警、聲光提示以及對行為人進行處罰時的證據復核管理。

（3）臨邊起吊作業未穿戴安全帶行為監測功能

通過后臺深度學習算法的視頻圖像結構化技術實現對工作現場中起吊作業的臨邊位置實施安全監控，當出現在監控內的人員未穿戴安全帶時，則輸出報警信息到后臺服務器，通過后臺服務器發出報警信號通知安全監控管理人員，并將語音提醒內容通過現場的廣播系統警告工作人員規范穿戴安全帶。

（4）平車作業時走車幫行為監測功能

大屯選煤中心在精煤外運裝車時，需要對裝車后的精煤進行平車作業，雖然已經安裝了自動化的平車裝置，但是還是經常會有工作人員為了圖省事，在穿越鐵路時采取走車幫的行為。通過安裝違章智能監控系統可以實現人臉識別、比對及報警聯動，在出現人員走車幫行為時及時用聲光報警裝置予以及時警告，并通過固定違章行為證據為事后處罰提供依據。

（5）皮帶運行中清理下方積煤行為監測功能

皮帶運行中清理下方掉落的積煤也是選煤中心典型違章作業的行為之一，選煤中心的皮帶運輸走廊距離長、條數多，安排安全人員經常性巡邏不切實際。因此，使用監控攝像頭抓拍的方式就可以很好的解決這個問題，智能監控抓拍球機可以設置一個自定義路徑自動旋轉監控代替人員進行巡視，并可以設置多臺球機互相配合，全方位覆蓋巡視范圍，避免出現巡視盲區。

（6）動火作業時滅火器檢測功能

動火作業是指在禁火區域進行焊接與切割作業及在易燃易爆場所使用噴燈、電鉆、砂輪等進行可能產生火焰、火花和熾熱表面的臨時性作業。因此，當作業現場必須要動火作業時，滅火器是否準備妥當，也是選煤中心日常安全監管的重點內容。

超腦NVR通過事先準備的大量圖片建模，再配合高清攝像頭實時采集圖像比對，可以準確在作業環境中識別出滅火器的形態。當動火現場未檢測到滅火器的存在時，攝像頭將報警信號反饋給后臺的超腦NVR，再通過后臺超腦NVR發出報警信號通知安全監控管理人員趕赴現場，并將語音提醒內容通過現場的聲光報警設備發出報警，警告工作人員現場不具備動火作業前提條件，應立即停止作業采取補救措施。直至滅火器出現在鏡頭內，警報自動解除。

3.2 視頻行為分析軟件的功能

（1）實現人臉分析，集人臉圖片建模、比對、檢索、存儲于一體，支持人臉以圖搜圖，人臉比對報警、報警可聯動錄像功能。

（2）后臺大量的報警抓拍圖片自動甄別和管理人員人工核對，對確認過的正確報警圖片能夠實現獨立存儲，防覆蓋、誤刪除功能。

（3）具有視頻和圖片任意導入導出功能，導入后可實現自動恢復功能。

（4）可自動及人工設定抓拍次數，對同一違章行為能夠實現抓拍時間設定。

4 系統所能達到的效果

（1）通過智能監控攝像頭的自動抓拍功能，實現對“三違”行為的自動識別、自動報警、自動抓拍、自動錄像；實現物的不安全狀態自動識別、自動報警、自動抓拍、自動錄像。

（2）通過智能監控系統配合后臺智能違章識別分析服務器的數據處理功能，實現對“三違”人員、“三違”時間、“三違”地點、“三違”行為信息的自動獲取以及違章證據固定作用，做到處罰時有理有據。

（3）通過物聯網技術，實現地面遠程一鍵抓“三違”行為，人臉識別比對及聲光報警聯動功能。

（4）通過選煤中心三違智能抓拍監控系統的建設，規范職工的操作行為，促使職工養成按章操作的習慣，對“三違”人員起到威懾作用，最終減少和杜絕“三違”行為的發生。

結語：選煤中心三違智能抓拍監控系統能將現場作業人員的行為和設備狀態進行實時抓拍、錄像、分析、查詢以及推送到選煤中心違章智能管理平臺，能夠通過語音、聲光報警等方式及時制止“三違”行為，防止了事故隱患向事故轉變，解決了很久以來困擾選煤中心安全管理工作的一個難題，所以構建一個立體化、多層次、全天候、全方位的選煤中心三違智能抓拍監控系統，對選煤中心安全監管和安全生產起到了重要的作用。