智能识别技术在某水上加油站的应用

周 玥

〔中国石化燃料油销售有限公司 北京 100029〕

水上加油站具有经营产品为危险货物、频繁涉水收发作业的固有特点。在当前安全环保严格管理态势下，对日常收发作业安全提出了更高的要求。本文以某水上加油站为例，介绍基于智能识别技术的趸船式水上加油站智能识别管理系统的建设及应用，为同类单位应用智能识别技术提供参考。

某水上加油站位于长江下游的乌江水道。该站为趸船式水上加油站，现配备6名员工，主要从事水上船舶燃料供应和非油品业务。目前，该站已在作业区、办公室、甲板等位置布设视频监控，用于监控日常作业和治安防范工作。

1 智能识别管理系统需求

1.1 当前存在的问题

船舶靠泊、人员在岗、工作状况直接影响到加油站经营效率和安全运行。目前，传统的视频监控为本地视频监控系统，主要采取员工值守或录像回放的模式实施现场监管。由于值守人员非固定岗位、值守出现疲劳麻痹、视频轮询遗漏信息等因素，出现的违规事件通常会被遗漏、忽略或难以及时捕捉，存在一定的随机性、片面性、滞后性和不连续性。另外，视频图像异常可能存在人为因素干扰，存在未对异常状况及时上报处理的情况。在各类因素综合影响下导致现有安全监管存在一定程度的漏洞。

1.2 水上加油站功能区划分

根据水上加油站实际和趸船式加油站特点划分功能区，主要分为两舷区(主要是船舶靠泊作业、人员上下船过程)、收发区(主要是收油和发油作业)、便利店(主要是非油品的进销业务)、办公区(主要是票据、收款活动)和甲板区(主要是吊机状态、人员活动)等区域。

1.3 确定智能识别功能

对各功能区进行风险识别，确定识别比对设备的布设位置、监控角度和识别规则，用于实现智能识别功能，主要需求如下。

(1)两舷区：通过识别比对设备识别在两舷靠泊的船只，确定识别规则对靠泊船只识别统计，实现靠泊船只数量的统计。

(2)收发区：通过识别比对设备识别靠泊船只、风险防控措施和作业人员，确定识别规则对输油管线对接位置、现场作业人员数量及人脸信息进行识别，汇总展示员工信息。

(3)便利店：通过识别比对设备识别工作人员，确定识别规则对工作人员数量、人脸信息进行识别，汇总展示员工信息。

(4)办公区：通过识别比对设备识别账务人员、财务人员，确定识别规则对相关人员信息进行识别，对接第三方系统，获取、展示对比结果，及时上传管理平台。

(5)甲板区：通过识别比对设备识别吊臂姿态、工作人员，确定识别规则对吊臂姿态、工作人员、人脸信息进行识别，汇总展示员工信息。

1.4 确定集成功能

在水上加油站智能识别管理系统设计过程中，统筹与其他现行或未来部署的系统融合和数据交互，将整个水上加油站生产运营形成统一的整体，实现系统间联动、智能化管理。

(1)液位仪集成：通过接口开发对接，获取液位仪数据，集中展示各舱位剩余存量数据。当数据低于预警值时，提示报警。

(2)环境监测集成：通过接口开发对接，获取环境监测数据，集中展示监测数据。当数据高于预警值时，提示报警。

(3)消费系统集成：通过接口开发对接，获取消费数据，集中展示消费相关数据。

(4)其他系统集成：通过接口开发对接，为后续系统升级、集成提供服务。

2 智能识别管理系统建设

2.1 系统设计总体原则

(1)实用性。设计合理，结构简单，切合实际，能有效地提高工作效率，满足日常安全管理业务工作需求。

(2)安全性。提供安全手段，防止非法入侵和越级操作，应用系统和软硬件符合相关的规定，采用多级用户管理模式，保证系统信息的安全。

(3)可靠性。系统结构集成度高，能够保证7×24 h不间断地稳定可靠运行，适应工作环境能力强。

(4)可扩展性。统筹考虑未来网络和业务的发展，采用模块化设计，预留各种接口与扩展口，满足下一步发展的需要。

(5)易操作性。基于图形化操作界面，界面简单，功能布局合理，易于操作、维护和管理。

(6)开放性。支持多种硬件设备和网络系统及二次开发，以提高系统的可维护性和扩展性。

(7)抗干扰性。采取可靠的抗干扰措施，防止大气过电压、电磁波、无线电和静电等干扰侵入系统内部，造成设备的损坏和误动作。

(8)抗震性。系统采取可靠的抗震措施，防止由于外界的震动等干扰影响系统正常工作，造成设备的损坏和误动作。

(9)经济性。充分考虑市场经济原则，在产品选用方面，按照可靠适用、适度、适当的原则进行配置，在保证系统安全可靠的前提下确保系统具有较高的性价比。

2.2 管理系统架构

智能识别管理系统主要包括综合管理系统和前端识别比对设备两部分，如图1所示。

图1 智能识别管理系统架构

(1)综合管理系统部署在公司中控室，在电视墙上集中展示所属单位生产经营数据，管理系统与水上站的前端识别比对设备连接，管理比对设备运行情况和数据信息，具有权限的管理人员通过客户端获取系统平台推送的水上站运营数据。

(2)前端识别比对设备与水上加油站本地的高清数字摄像机连接，获取摄像机的码流。根据预设识别规则对画面内容进行实时识别分析比对,将结果截图并形成文字记录存储在本地设备中。同时，将报警数据、故障数据记录日志上传给系统平台，与识别比对设备和第三方系统进行对接，获取其比对结果和运行数据。

2.3 管理系统功能

2.3.1 识别比对设备

系统实现的功能主要包括：对人员、船舶、设备设施进行智能管控，对违规情况分类报警及记录，本地存储报警时间及图片；获取比对设备的识别比对结果，本地存储记录信息；将所有记录上传到管理平台。

(1)设备具备连接摄像头的功能，可以获取摄像机推送的码流。根据码流进行抽帧识别，识别规则内容可以自行设定，同一摄像头内可以看到不同的已设置规则图形，辅助新识别规则设置包括：①识别船舶，设定后可以规划多边形识别区域，识别区域中船舶数值；②识别工作人员，设定后可以规划多边形识别区域，识别区域中工作人员数。通过接口对接人脸识别比对设备，直接获取其比对结果，汇总展示区域内员工信息；③识别收发作业，设定后可以规划多边形识别区域，设置识别区域中是否有船舶靠泊，管线是否接驳到指定位置(发油口、卸油口)，是否在作业过程中，是否摆放灭火器等防范措施，监护人员是否离岗。通过接口对接人脸识别比对设备，直接获取其比对结果，汇总展示区域内员工信息。

(2)通过基于TensorFlow框架构建的深度学习神经网络，配合多种智能识别算法，为摄像设备获取的视频画面进行实时后台识别分析。依据上述指定规则对下属摄像头提供的实时画面进行比对分析，将识别比对结果发送给管理系统平台。

(3)管理系统部署灵活，可定制特殊模型识别(如特殊安全设施、专用设施等)；可根据船舶等候情况和工作人员数量定制拥堵报警规则级别。

2.3.2 管理系统平台

系统实现的功能主要包括：对前端比对机的数据汇总并展示，管理人员可登陆平台查询报警信息，具有多种连接方式推送信息(PC端，移动端，短信)，提供标准接口与其他系统进行对接。

(1)登陆平台后可以查看水上加油站的最新时刻运营数据情况，显示最近时刻的靠泊船舶数据，显示最近时刻工作人员在便利店、办公区的分布数据，显示该站的船舶、人员统计数据。

(2)后续根据水上加油站增减情况，对平台的水上加油站进行管理，依据IP地址等要素进行水上加油站添加和删除，维护基础信息，对已设置数据进行备份或还原。

(3)数据统计模块显示当前系统所管理的各水上加油站及每个水上加油站运行数据情况，显示总体数据，同时可进入具体条件筛选栏目，查看相关的统计数据。

(4)在水上加油站模块中查看指定时间条件下，水上加油站装卸作业船舶统计数据，事件、报警数据及截图，作业提示及截图，风险预警及截图。

(5)在数据统计栏目中查看指定时间条件下，水上加油站的液位仪数据、环境监测数据、消费数据等系统统计内容。

(6)以创建总部级、分公司级、水上加油站级等多级用户，不同级别的用户只能看到权限内的数据内容，管理本级别权限内属设备及信息。

3 智能识别管理系统应用介绍

由于趸船式水上加油站地处长江经济带水域，储存着大量的危险货物，收发作业较为频繁，一旦发生油品泄漏，容易造成环境污染、火灾等突发事故事件，其后果相当严重。因此，通过建设和应用智能识别管理系统，实现对趸船、工作人员、作业船舶等进行智能化监管的目的。

3.1 安全运营

传统的人为监管往往无法覆盖全面，具有局限性和片面性、随机性[1]。运用智能识别技术，时刻捕捉作业船舶、员工行为、设施设备状况等信息，依据预先设置的报警阈值进行报警，对出现的人的不安全行为(如无人监护)、物的不安全状态(如吊臂位置变动)实现实时纠正。因此，系统的应用可以更好地帮助规范人员行为，助力企业安全运营。

3.2 降本增效

传统的视频监控系统一般采用值守员工现场监控和回复录像来实现安全监管，既增加了人员配置，也不可能做到7×24 h实时监控。同时，人为监管具有主观性，会存在大量的误判[2]。因此，系统的应用可弥补安全行为监管的不足，智能识别能做到对区域内全范围的实时监管，依靠智能算法完成对员工行为的监管，由被动的事后处理转向主动事前预警。

3.3 管理溯源

在传统模式下，所有的安全和违规事件是由管理人员发现后进行提醒及纸质记录，后续无法追溯生产时发生的违规事件。大部分企业对违规事件数据、生产数据的保存是分开的，很难与其它系统去关联，存在数据孤岛。因此，系统的应用可保存违规事件的视频及信息，与其他系统平台对接实现信息的交互和关联[3]，直观反映水上加油站的营业情况、人员信息比对和工作情况，完善整体数据展示效果。

4 结束语

基于智能识别技术的趸船式水上加油站智能识别管理系统的建设过程及应用实践，对水上加油站现场的人员位置、人员着装、船舶靠泊、管线对接、措施落实、设备管理等情况，依据预先设置不同的识别规则进行识别、记录或报警。通过数据信息比对分析上传，实现水上加油站的智能化安全监管。智能识别技术的应用解决了有限人工与海量数据的矛盾，让视频监控从人工抽检，进步到高效事前预警、事中纠正、事后分析，弥补人为监控的主观性和片面性，提升了安全监控水平，进一步提高工作效率和安全管理水平，从根本上保障企业生产安全。