智能分析系统在智慧油库中的应用

郝俊祥

（中国石油天然气股份有限公司河南销售分公司 信息化管理处，郑州 450001）

0 引言

视频监控是油库安全防范系统的重要组成部分，是一种防范能力较强的综合系统。目前，随着社会经济的飞速发展和科学技术的进步，视频监控系统以其直观、准确、及时和内容丰富的特点而广泛应用于许多场合，然而视频监控的规模化应用致使通过人工去辨别很难做到万无一失。计算机技术的飞速发展为视频监控的应用提供了更大的展示舞台，智能技术在数字安全防范领域也得到越来越多的应用。如果在视频监控中加入对视频的智能分析，可以对关注的视频源实时分析，有效避免信息遗漏，使各种高风险行为在发生之初就被发现，并提醒值班人员，从而避免危险发生。这不但能大大提高视频监控的效果和质量，有力降低监控工作人员的工作强度，同时也使整个监控系统得到很好的融合。

1 在视频监控中应用视频智能分析的必要性

传统的视频监控系统通常是通过人员监控和录像来实现安全防护的，实际上并不能主动有效地保障安全，尤其是监控点过多的时候，监控人员根本无法顾及所有监控场景。同时，监控人员的注意力很难保证二十四小时都能准确高效地监控所有监控场景。此外，“被动录像”通常只能在“事件”发生之后通过调用录像进行回放取证，一方面损失已经产生不可能挽回；另一方面，通过人工回放录像取证的方式效率十分低下。

智能分析视频监控则可以有效地解决以上问题。智能监控的主要特征是采用计算机视觉方式，在几乎不需要人为干预的情况下，通过对摄像机拍录的图像序列进行定位、识别和跟踪，并在此基础上分析和判断目标的行为，从而做到既能完成日常管理又能在异常情况发生的时候及时做出反应。

2 视频智能分析的实现原理

视频智能分析是计算机图像视觉技术在安防领域应用的一个分支，是一种基于目标行为的智能监控技术。区别于传统的移动侦测技术，智能视频分析首先将场景中的背景和目标分离，识别出真正的目标，去除背景干扰（如树叶抖动、水面波浪、灯光变化），进而分析并追踪在摄像机场景内出现的目标行为。智能视频分析与移动侦测的本质区别是前者可以准确识别出视频中真正活动的目标，而后者只能判断出画面变化的内容，无法区分目标和背景干扰。所以智能视频分析相对于移动侦测，其抗干扰能力有了质的提高。视频分析技术通常采用背景减除技术来进行图像变化的检测（如入侵、丢包、逆行等都是一种模式的图像变化），即将视频帧与基准背景图像进行比较，相同位置的像素（区域）变化则认为是变化了的区域，对这些区域进一步处理、识别、跟踪，得到包括目标位置、尺寸、形状、速度、停留时间等基本形态信息和动态信息，完成目标的跟踪和行为理解之后，也就完成了图像与图像描述之间的映射关系，从而使系统进一步进行规则判定，直到触发报警。

3 视频智能分析在智慧油库中的具体应用

视频智能分析在智慧油库中的应用主要分为三大类：一是识别类，二是行为分析类，三是业务规范类。识别类又分为人脸识别、车牌识别、烟火识别、安全帽检测、工作服检测等；行为分析类分为区域入侵、翻越围墙、徘徊检测、物品遗留、物品看守、违规停车、人员跌倒、人员聚集、离岗睡岗等的检测。业务规范类分为通过人体姿态识别判断操作是否符合规则，相应位置对相应人数、人员所站位置的要求，是否按照要求放置标识物，安装位置、次序等的判断。

3.1 识别类

首先是人脸识别和车牌识别，在智慧油库的进出门岗中发挥了重要作用，大大缩短了内部车辆和人员进出库区的时间，并且详细保留了所有人员、车辆的进出记录，配合后台的大数据分析，对所有进出人员和车辆进行分析统计，防患于未然，对异常情况尽早发现。对于重点油罐区，所有人员必须刷人脸才能进入，对安全人员和工作人员做人脸考勤的同时，对作业人员也起到了监督提醒的作用。对于违反作业时间的人员，在进出门禁时能及时进行提醒，违反作业时间达到系统设定次数的人员，系统会将其自动加入黑名单。对作业人员进行安全培训及处罚后，由系统管理人员将其移出黑名单，作业人员方可再次进入油罐区。

烟火对于油库来说是天敌，怎么防范都不为过。通过视频进行智能烟火检测，可以弥补烟火感应器灵敏度和监控范围的不足，同时，由于其布署灵活，可根据环境深度学习的特性，以及灵敏度高等优越条件，对智慧油库的安全管理能起到多重保障作用。

安全帽和工作服检测，一是在重点区域的入口位置进行自动检测，第一时间筛选出不按规定穿戴的人员，并提醒值班人员。二是自动检测代替人工检查，避免人工可能出现的疏忽。三是检测特定工作场所需要的工作人员数量。四是重点场所所有摄像头都可以检测安全帽和工作服，达到无死角覆盖，防止有人怀有侥幸心理。

3.2 行为分析类

区域入侵、翻越围墙等行为分析在解决传统红外对射危险性和误报等问题的基础上，能够随时布署，随时改变位置和区域，并且能够灵活设置检测物体的大小，判断物体在区域内停留的时间，大大地减少误报，并且配合完善的预警系统，出现报警，第一时间语音提醒值班人员，自动弹出现场视频，对现场视频进行抓图和报警预录像，在留下报警记录的同时，第一时间方便快速地回看事件发生的整个过程（报警预录像可以设置录制报警事件前后的延时时间，因为报警存在延时性，预录像确保录下事件完整的过程）。徘徊检测在人员心里犹豫、纠结时即提出预警，防患于未然。物品遗留主要防止施工区域内施工人员遗留下施工工具及材料，也可防止背包、纸箱等物品遗留在油库内，防止危险发生。物品看守主要对一些重要设施（如消防设施等）或材料等进行看守，物品遗留和物品看守可以设置检测时间，过滤掉一些遮挡或适时停留的误报。违规停车检测车辆是否按规定停放，是否停入对应停车位等。人员跌倒检测在作业区域内是否有人突然跌倒或异常躺下的情况，防止作业人员中毒、突发疾病等危险情况的出现，尤其在一些高危险作业区。人员聚集检测多人聚集在一起的情况，人员聚集一是可能有危险情况或奇怪事情出现，二是可能有作业区内工作人员聚集聊天的情况，人员聚集可以设定聚集人数、聚集时间等参数，在指定区域内首先检测到人，然后每个人员有对应编号，从而可以确定区域内每个人员的停留时间。离岗、睡岗主要检测值班人员是否有离开值班室超过设定时间和在值班室内睡觉的情况，从而对值班人员提出更高的要求，也确保重要岗位不离人。

3.3 业务规范类

业务规范类是通过人体姿态，识别作业人员的手、脚、头等部分的动作细节和方向、速度等。一是判断某个作业区内的工作人员是否按规定流程进行操作，动作是否到位等情况，同时对一些激烈动作进行判断，比如奔跑、打架等动作。二是一些作业过程是否达到或超过作业人数，对人和数量进行判断。三是判断作业人员是否到达某个区域或者执行了某个动作。四是某个作业区域内有人作业时，是否有放置警示牌等，结合区域入侵检测、物品识别、人员识别等多个算法。

4 油库管理提升

4.1 对人员的管理

可通过人脸识系统及人脸门禁考勤管理系统对外来人员及内部人员进行管理，防止非授权人员进入禁入区域。通过监控智能分析系统实现库区周边可能存在的人员翻墙、徘徊、遗留、越界等行为的分析，提醒相关人员进行处理。通过人脸识别系统的设定完成各个工作区的相关管理，人员进入库区的时间、人数、人员名录、出入管理等通过服帽分析及公共广播系统可实现对工作人员进行库区的安全提醒及作业纠正。

4.2 对于机器和设备的管理

通过监控管理系统与工业自动化系统进行数据采集，将设定完成的参数呈现在大屏幕上进行预警管理，通过公共广播系统及监控联动可提示相关人员查看并处理报警信息，同时也可将数据回馈给工业控制系统进行非人为干预自动关闭相应电动阀等设备。还可通过车辆测重系统对进行库区的车辆进行快速称重管理，并且对人脸、证件、车牌进行智能视频识别，保证进入库区作业所有车辆合规合法，司机及车辆情况符合规定要求。

4.3 对物料的管理

通过监控系统的智能分析可准确地定位物品所在的位置是否发生了变化，如有变化时可在后台系统上显示并报警，通过大屏幕实现监控，也可以通过RFID 电子标签的功能，准确定位物品的位置。

4.4 对法规和流程的管理

通过单兵系统及智能视频视图分析系统可实现以上所有作业的监管及指挥。可通过3G＼4G＼WiFi 等将实时的音视频数据回传至中控管理中心，中心可通过视频分析监督合规性，系统也可通过前端和后台同时进行实时存储，以备事后查询。库区可通过自建WiFi 系统对所有设备进行覆盖管理。

4.5 对环境的管理

通过高点智能烟火分析系统及气象管理系统，可实现对库区内外进行管理，如有天气和烟火方面的问题，系统自动报警并进行跟踪，指导相关工作人员进行处理，也可通过便携监控系统通过WiFi 传输至中控室进行点对点的管理，保证施工人员的作业规范性，通过巡更系统可对库区内相关情况进行管理，防止安全事故的发生。消防系统与智能分析系统的对接可以做到消安防无缝对接，实现联动管理，自动激活运行，保证生产安全。

综上所述，视频智能分析在智慧油库中发挥着非常重要的作用。当然智能分析算法是死板的，需要结合现场环境、业务逻辑、预警功能、地图定位、大数据分析、报表统计等一系列的关联动作不断调整，并在多个油库试点之后，才能真正应用于智慧油库管理。