智能識別技術在某水上加油站的應用

周 玥

〔中國石化燃料油銷售有限公司 北京 100029〕

水上加油站具有經營產品為危險貨物、頻繁涉水收發作業的固有特點。在當前安全環保嚴格管理態勢下，對日常收發作業安全提出了更高的要求。本文以某水上加油站為例，介紹基于智能識別技術的躉船式水上加油站智能識別管理系統的建設及應用，為同類單位應用智能識別技術提供參考。

某水上加油站位于長江下游的烏江水道。該站為躉船式水上加油站，現配備6名員工，主要從事水上船舶燃料供應和非油品業務。目前，該站已在作業區、辦公室、甲板等位置布設視頻監控，用于監控日常作業和治安防范工作。

1 智能識別管理系統需求

1.1 當前存在的問題

船舶靠泊、人員在崗、工作狀況直接影響到加油站經營效率和安全運行。目前，傳統的視頻監控為本地視頻監控系統，主要采取員工值守或錄像回放的模式實施現場監管。由于值守人員非固定崗位、值守出現疲勞麻痹、視頻輪詢遺漏信息等因素，出現的違規事件通常會被遺漏、忽略或難以及時捕捉，存在一定的隨機性、片面性、滯后性和不連續性。另外，視頻圖像異?？赡艽嬖谌藶橐蛩馗蓴_，存在未對異常狀況及時上報處理的情況。在各類因素綜合影響下導致現有安全監管存在一定程度的漏洞。

1.2 水上加油站功能區劃分

根據水上加油站實際和躉船式加油站特點劃分功能區，主要分為兩舷區(主要是船舶靠泊作業、人員上下船過程)、收發區(主要是收油和發油作業)、便利店(主要是非油品的進銷業務)、辦公區(主要是票據、收款活動)和甲板區(主要是吊機狀態、人員活動)等區域。

1.3 確定智能識別功能

對各功能區進行風險識別，確定識別比對設備的布設位置、監控角度和識別規則，用于實現智能識別功能，主要需求如下。

(1)兩舷區：通過識別比對設備識別在兩舷靠泊的船只，確定識別規則對靠泊船只識別統計，實現靠泊船只數量的統計。

(2)收發區：通過識別比對設備識別靠泊船只、風險防控措施和作業人員，確定識別規則對輸油管線對接位置、現場作業人員數量及人臉信息進行識別，匯總展示員工信息。

(3)便利店：通過識別比對設備識別工作人員，確定識別規則對工作人員數量、人臉信息進行識別，匯總展示員工信息。

(4)辦公區：通過識別比對設備識別賬務人員、財務人員，確定識別規則對相關人員信息進行識別，對接第三方系統，獲取、展示對比結果，及時上傳管理平臺。

(5)甲板區：通過識別比對設備識別吊臂姿態、工作人員，確定識別規則對吊臂姿態、工作人員、人臉信息進行識別，匯總展示員工信息。

1.4 確定集成功能

在水上加油站智能識別管理系統設計過程中，統籌與其他現行或未來部署的系統融合和數據交互，將整個水上加油站生產運營形成統一的整體，實現系統間聯動、智能化管理。

(1)液位儀集成：通過接口開發對接，獲取液位儀數據，集中展示各艙位剩余存量數據。當數據低于預警值時，提示報警。

(2)環境監測集成：通過接口開發對接，獲取環境監測數據，集中展示監測數據。當數據高于預警值時，提示報警。

(3)消費系統集成：通過接口開發對接，獲取消費數據，集中展示消費相關數據。

(4)其他系統集成：通過接口開發對接，為后續系統升級、集成提供服務。

2 智能識別管理系統建設

2.1 系統設計總體原則

(1)實用性。設計合理，結構簡單，切合實際，能有效地提高工作效率，滿足日常安全管理業務工作需求。

(2)安全性。提供安全手段，防止非法入侵和越級操作，應用系統和軟硬件符合相關的規定，采用多級用戶管理模式，保證系統信息的安全。

(3)可靠性。系統結構集成度高，能夠保證7×24 h不間斷地穩定可靠運行，適應工作環境能力強。

(4)可擴展性。統籌考慮未來網絡和業務的發展，采用模塊化設計，預留各種接口與擴展口，滿足下一步發展的需要。

(5)易操作性。基于圖形化操作界面，界面簡單，功能布局合理，易于操作、維護和管理。

(6)開放性。支持多種硬件設備和網絡系統及二次開發，以提高系統的可維護性和擴展性。

(7)抗干擾性。采取可靠的抗干擾措施，防止大氣過電壓、電磁波、無線電和靜電等干擾侵入系統內部，造成設備的損壞和誤動作。

(8)抗震性。系統采取可靠的抗震措施，防止由于外界的震動等干擾影響系統正常工作，造成設備的損壞和誤動作。

(9)經濟性。充分考慮市場經濟原則，在產品選用方面，按照可靠適用、適度、適當的原則進行配置，在保證系統安全可靠的前提下確保系統具有較高的性價比。

2.2 管理系統架構

智能識別管理系統主要包括綜合管理系統和前端識別比對設備兩部分，如圖1所示。

圖1 智能識別管理系統架構

(1)綜合管理系統部署在公司中控室，在電視墻上集中展示所屬單位生產經營數據，管理系統與水上站的前端識別比對設備連接，管理比對設備運行情況和數據信息，具有權限的管理人員通過客戶端獲取系統平臺推送的水上站運營數據。

(2)前端識別比對設備與水上加油站本地的高清數字攝像機連接，獲取攝像機的碼流。根據預設識別規則對畫面內容進行實時識別分析比對,將結果截圖并形成文字記錄存儲在本地設備中。同時，將報警數據、故障數據記錄日志上傳給系統平臺，與識別比對設備和第三方系統進行對接，獲取其比對結果和運行數據。

2.3 管理系統功能

2.3.1 識別比對設備

系統實現的功能主要包括：對人員、船舶、設備設施進行智能管控，對違規情況分類報警及記錄，本地存儲報警時間及圖片；獲取比對設備的識別比對結果，本地存儲記錄信息；將所有記錄上傳到管理平臺。

(1)設備具備連接攝像頭的功能，可以獲取攝像機推送的碼流。根據碼流進行抽幀識別，識別規則內容可以自行設定，同一攝像頭內可以看到不同的已設置規則圖形，輔助新識別規則設置包括：①識別船舶，設定后可以規劃多邊形識別區域，識別區域中船舶數值；②識別工作人員，設定后可以規劃多邊形識別區域，識別區域中工作人員數。通過接口對接人臉識別比對設備，直接獲取其比對結果，匯總展示區域內員工信息；③識別收發作業，設定后可以規劃多邊形識別區域，設置識別區域中是否有船舶靠泊，管線是否接駁到指定位置(發油口、卸油口)，是否在作業過程中，是否擺放滅火器等防范措施，監護人員是否離崗。通過接口對接人臉識別比對設備，直接獲取其比對結果，匯總展示區域內員工信息。

(2)通過基于TensorFlow框架構建的深度學習神經網絡，配合多種智能識別算法，為攝像設備獲取的視頻畫面進行實時后臺識別分析。依據上述指定規則對下屬攝像頭提供的實時畫面進行比對分析，將識別比對結果發送給管理系統平臺。

(3)管理系統部署靈活，可定制特殊模型識別(如特殊安全設施、專用設施等)；可根據船舶等候情況和工作人員數量定制擁堵報警規則級別。

2.3.2 管理系統平臺

系統實現的功能主要包括：對前端比對機的數據匯總并展示，管理人員可登陸平臺查詢報警信息，具有多種連接方式推送信息(PC端，移動端，短信)，提供標準接口與其他系統進行對接。

(1)登陸平臺后可以查看水上加油站的最新時刻運營數據情況，顯示最近時刻的靠泊船舶數據，顯示最近時刻工作人員在便利店、辦公區的分布數據，顯示該站的船舶、人員統計數據。

(2)后續根據水上加油站增減情況，對平臺的水上加油站進行管理，依據IP地址等要素進行水上加油站添加和刪除，維護基礎信息，對已設置數據進行備份或還原。

(3)數據統計模塊顯示當前系統所管理的各水上加油站及每個水上加油站運行數據情況，顯示總體數據，同時可進入具體條件篩選欄目，查看相關的統計數據。

(4)在水上加油站模塊中查看指定時間條件下，水上加油站裝卸作業船舶統計數據，事件、報警數據及截圖，作業提示及截圖，風險預警及截圖。

(5)在數據統計欄目中查看指定時間條件下，水上加油站的液位儀數據、環境監測數據、消費數據等系統統計內容。

(6)以創建總部級、分公司級、水上加油站級等多級用戶，不同級別的用戶只能看到權限內的數據內容，管理本級別權限內屬設備及信息。

3 智能識別管理系統應用介紹

由于躉船式水上加油站地處長江經濟帶水域，儲存著大量的危險貨物，收發作業較為頻繁，一旦發生油品泄漏，容易造成環境污染、火災等突發事故事件，其后果相當嚴重。因此，通過建設和應用智能識別管理系統，實現對躉船、工作人員、作業船舶等進行智能化監管的目的。

3.1 安全運營

傳統的人為監管往往無法覆蓋全面，具有局限性和片面性、隨機性[1]。運用智能識別技術，時刻捕捉作業船舶、員工行為、設施設備狀況等信息，依據預先設置的報警閾值進行報警，對出現的人的不安全行為(如無人監護)、物的不安全狀態(如吊臂位置變動)實現實時糾正。因此，系統的應用可以更好地幫助規范人員行為，助力企業安全運營。

3.2 降本增效

傳統的視頻監控系統一般采用值守員工現場監控和回復錄像來實現安全監管，既增加了人員配置，也不可能做到7×24 h實時監控。同時，人為監管具有主觀性，會存在大量的誤判[2]。因此，系統的應用可彌補安全行為監管的不足，智能識別能做到對區域內全范圍的實時監管，依靠智能算法完成對員工行為的監管，由被動的事后處理轉向主動事前預警。

3.3 管理溯源

在傳統模式下，所有的安全和違規事件是由管理人員發現后進行提醒及紙質記錄，后續無法追溯生產時發生的違規事件。大部分企業對違規事件數據、生產數據的保存是分開的，很難與其它系統去關聯，存在數據孤島。因此，系統的應用可保存違規事件的視頻及信息，與其他系統平臺對接實現信息的交互和關聯[3]，直觀反映水上加油站的營業情況、人員信息比對和工作情況，完善整體數據展示效果。

4 結束語

基于智能識別技術的躉船式水上加油站智能識別管理系統的建設過程及應用實踐，對水上加油站現場的人員位置、人員著裝、船舶靠泊、管線對接、措施落實、設備管理等情況，依據預先設置不同的識別規則進行識別、記錄或報警。通過數據信息比對分析上傳，實現水上加油站的智能化安全監管。智能識別技術的應用解決了有限人工與海量數據的矛盾，讓視頻監控從人工抽檢，進步到高效事前預警、事中糾正、事后分析，彌補人為監控的主觀性和片面性，提升了安全監控水平，進一步提高工作效率和安全管理水平，從根本上保障企業生產安全。