三违智能抓拍监控系统在安全管理中的应用

上海大屯能源股份有限公司选煤中心 陆 峰

针对选煤中心目前作业现场点多面广、管理人员素质良莠不齐的现状，为了加强现场安全管理工作，必须要借助先进的信息技术支撑来提高工作实效。本文就建立三违智能抓拍监控系统来解决选煤中心所面临的安全管理困局进行研究。

1 企业安全管理中存在的问题

传统安全管理工作方式一直存在很多问题，大致有以下几个方面：

（1）安全管理工作点多、面广、难度大。每个企业都有很多需要重点关注的岗位和人员，这就造成了安全管理工作管理的点位多，涉及面广，甚至有些工作岗位或要害部位位于较为偏远的地方，一般安全管理人员都很少会去。

（2）安全监管人员紧缺。现在选煤中心采取的管理方式仍是作业现场派驻安全管理人员实施盯守，虽然这种“人盯人”式的做法一定程度上减少了现场安全事故发生的概率，但随着近年来用工成本的提升，还有煤炭行业逐年实施的减人增效工作开展，再去招聘大量安全监管人员的想法根本不切实际。

（3）安全监管中人的问题。人的侥幸心理会造成安全违章的情况随机性出现，而安全监管人员的素质也存在良莠不齐，部分管理人员可能会碍于情面，对违章行为人采取睁一眼闭一眼的措施，使得安全监管失控。

2 三违智能抓拍监控系统的组成

针对上述安全管理工作中存在的三个主要问题，大屯选煤中心经过与监控系统开发公司的共同努力，提出了建设三违智能抓拍监控系统的方案，通过利用高清摄像头的智能抓拍和后台智能分析系统来解决上述问题。系统由现场子系统、传输子系统和后台管理系统组成。三违智能抓拍监控系统示意图如图1所示。

图1 三违智能抓拍监控系统示意图

2.1 现场子系统

三违智能抓拍监控系统的现场子系统包含网络高清数字化抓拍摄像头、声光报警设备、智能终端盒、室外LED信息屏等设备。

其中，网络高清数字化抓拍摄像头选择图像分辨率不低于1080P的星光级高清数字化摄像头，这种摄像头具备在微光环境、无任何辅助光源的条件下，可以清晰显示彩色图像，确保系统在夜间或光线复杂环境下自动识别能力和抓拍清晰度的要求。摄像头采用全新Smart H.265编码，压缩视频存储空间的同时，提升了传输效率。它还支持识别人员进入与离开划定区域、区域内逗留徘徊、异常人员聚焦、特定物品识别及人脸识别等多种智能检测手段与联动报警，智能分析等功能。

声光报警设备用来播放语音提示、报警灯提示等信息，当有违章行为被摄像头抓拍检测到，可以触发声光报警设备提醒安全违章行为人及时停止违章行为，并根据提示采取补救措施。

智能终端盒配套室外LED信息屏可以用来播放违法警示信息以及历史违法记录，起到对“三违”人员起到威慑作用，最终减少和杜绝“三违”行为的发生。

2.2 传输子系统

网络传输子系统由选煤中心视频环网及办公局域网构建，实现前端子系统视频图像信号的传输与后端管理子系统及客户端之间的互联互通。

2.3 后台管理系统

后台管理系统主要由视频行为分析兼存储硬件设备（俗称超脑NVR）和软件平台组成，可实现对违章行为的智能识别与处理。超脑NVR融合海康威视公司多项视频和数据处理方面的专利技术，不仅具有传统NVR的各项功能，更添加了基于人工智能开发的深度学习能力的视频图像分析、识别技术，实现人脸分析，集人脸图片建模、搜索、比对和存储于一体，提升监控视频的可利用率。后台管理系统的软件平台主要是以海康威视9800工业视频监控平台软件为基础构建而成的，一共可以同时接入500路视频信号，具有实时监控、录像回放、实时告警等功能。

3 监控系统所实现的功能

3.1 硬件设备功能

（1）安全帽动态监测功能

该功能实现的主要目的是在选煤中心范围内的安全生产区域内部署安全帽检测摄像头，利用摄像头的入侵检测功能对摄像头画面内是否有人员活动进行实时监测。当检测到有人进入画面时，安全帽动态监测功能开始检测进入生产区域人员是否规范佩戴安全帽，若发现该工作人员未佩戴安全帽或佩戴安全帽不规范时，则输出报警信息到后台服务器，通过后台服务器发出报警信号通知安全监控管理人员，并将语音提醒内容通过现场的广播系统警告工作人员规范佩戴安全帽。

（2）重点消防部位吸烟行为监测功能

通过在重点消防部位安装新型融合摄像头，实现对重点消防部位环境内的物体温升异常报警、着火点判断与锁定、现场声光语音提示、视频中叠加报警信息、视频复核等功能，实现重点消防部位早期吸烟行为的预警、声光提示以及对行为人进行处罚时的证据复核管理。

（3）临边起吊作业未穿戴安全带行为监测功能

通过后台深度学习算法的视频图像结构化技术实现对工作现场中起吊作业的临边位置实施安全监控，当出现在监控内的人员未穿戴安全带时，则输出报警信息到后台服务器，通过后台服务器发出报警信号通知安全监控管理人员，并将语音提醒内容通过现场的广播系统警告工作人员规范穿戴安全带。

（4）平车作业时走车帮行为监测功能

大屯选煤中心在精煤外运装车时，需要对装车后的精煤进行平车作业，虽然已经安装了自动化的平车装置，但是还是经常会有工作人员为了图省事，在穿越铁路时采取走车帮的行为。通过安装违章智能监控系统可以实现人脸识别、比对及报警联动，在出现人员走车帮行为时及时用声光报警装置予以及时警告，并通过固定违章行为证据为事后处罚提供依据。

（5）皮带运行中清理下方积煤行为监测功能

皮带运行中清理下方掉落的积煤也是选煤中心典型违章作业的行为之一，选煤中心的皮带运输走廊距离长、条数多，安排安全人员经常性巡逻不切实际。因此，使用监控摄像头抓拍的方式就可以很好的解决这个问题，智能监控抓拍球机可以设置一个自定义路径自动旋转监控代替人员进行巡视，并可以设置多台球机互相配合，全方位覆盖巡视范围，避免出现巡视盲区。

（6）动火作业时灭火器检测功能

动火作业是指在禁火区域进行焊接与切割作业及在易燃易爆场所使用喷灯、电钻、砂轮等进行可能产生火焰、火花和炽热表面的临时性作业。因此，当作业现场必须要动火作业时，灭火器是否准备妥当，也是选煤中心日常安全监管的重点内容。

超脑NVR通过事先准备的大量图片建模，再配合高清摄像头实时采集图像比对，可以准确在作业环境中识别出灭火器的形态。当动火现场未检测到灭火器的存在时，摄像头将报警信号反馈给后台的超脑NVR，再通过后台超脑NVR发出报警信号通知安全监控管理人员赶赴现场，并将语音提醒内容通过现场的声光报警设备发出报警，警告工作人员现场不具备动火作业前提条件，应立即停止作业采取补救措施。直至灭火器出现在镜头内，警报自动解除。

3.2 视频行为分析软件的功能

（1）实现人脸分析，集人脸图片建模、比对、检索、存储于一体，支持人脸以图搜图，人脸比对报警、报警可联动录像功能。

（2）后台大量的报警抓拍图片自动甄别和管理人员人工核对，对确认过的正确报警图片能够实现独立存储，防覆盖、误删除功能。

（3）具有视频和图片任意导入导出功能，导入后可实现自动恢复功能。

（4）可自动及人工设定抓拍次数，对同一违章行为能够实现抓拍时间设定。

4 系统所能达到的效果

（1）通过智能监控摄像头的自动抓拍功能，实现对“三违”行为的自动识别、自动报警、自动抓拍、自动录像；实现物的不安全状态自动识别、自动报警、自动抓拍、自动录像。

（2）通过智能监控系统配合后台智能违章识别分析服务器的数据处理功能，实现对“三违”人员、“三违”时间、“三违”地点、“三违”行为信息的自动获取以及违章证据固定作用，做到处罚时有理有据。

（3）通过物联网技术，实现地面远程一键抓“三违”行为，人脸识别比对及声光报警联动功能。

（4）通过选煤中心三违智能抓拍监控系统的建设，规范职工的操作行为，促使职工养成按章操作的习惯，对“三违”人员起到威慑作用，最终减少和杜绝“三违”行为的发生。

结语：选煤中心三违智能抓拍监控系统能将现场作业人员的行为和设备状态进行实时抓拍、录像、分析、查询以及推送到选煤中心违章智能管理平台，能够通过语音、声光报警等方式及时制止“三违”行为，防止了事故隐患向事故转变，解决了很久以来困扰选煤中心安全管理工作的一个难题，所以构建一个立体化、多层次、全天候、全方位的选煤中心三违智能抓拍监控系统，对选煤中心安全监管和安全生产起到了重要的作用。