CN104902227B - 一种变电站安全帽佩戴情况视频监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站安全帽佩戴情况视频监控系统，包括监控摄像机、网络交互设备、服务器和客户端，所述服务器中设置有系统管理服务单元、视频存储服务单元、视频分析服务单元和报警服务单元软件；所述监控摄像机的输出端经过网络与所述服务器、客户端相连接；所述系统管理服务单元管理所述监控系统，实现用户管理、配置管理、网络设备管理、资源逻辑通道管理和日志管理功能。本发明利用视频采集和分析技术，对进入变电站内部人员佩戴安全帽情况进行动态监视，发现未佩戴安全帽情况，将弹出现场图片告知监控中心操作人员，并通过短信对当值值班人员报警，同时记录当时现场图片和视频。

Description

一种变电站安全帽佩戴情况视频监控系统

技术领域

本发明公开了一种变电站安全帽佩戴情况视频监控系统，涉及视频监控技术领域。

背景技术

安全生产是变电站日常生产过程中最核心的要求。在变电站施工现场中，要面对高压危险设备，施工人员进入现场及施工时佩戴安全帽是必要的安全措施。而且对于不同身份的人员，要求佩戴的安全帽颜色也不同。因此在变电站中，要求能够实时监视进出现场、及施工过程中安全帽佩戴是否符合安全生产的要求。现有变电站中，多采用人工观察视频监控画面或现场巡视的检查方式，存在工作效率低，覆盖范围小等缺点。

因此本发明提出了一种变电站安全帽佩戴情况视频监测、监控系统，通过在监控点上对进入工作区域的人员进行动态监视，对违反安全规定未佩戴安全帽，及工作过程中摘下安全帽行为进行检测、现场预警、并记录该行为视频作为处罚依据。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，提供一种变电站安全帽佩戴情况视频监控系统，对违反安全规定未佩戴安全帽，以及工作过程中摘下安全帽行为进行监控。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种变电站安全帽佩戴情况视频监控系统，包括监控摄像机、网络交互设备、服务器和客户端，其中，所述服务器中设置有系统管理服务单元、视频存储服务单元、视频分析服务单元和报警服务单元软件；

所述监控摄像机的输出端经过网络与所述服务器、客户端相连接；

所述系统管理服务单元管理所述监控系统，实现用户管理、配置管理、网络设备管理、资源逻辑通道管理和日志管理功能；

所述视频存储服务单元接收并存储所有监控摄像机的流视频，实现存储策略配置、录像管理、录像检索功能；

所述视频分析服务单元同步接收监控摄像机的视频流，经过解码、视频分析出未佩戴安全帽情况，保存现场图片并在客户端上弹出告警，同时将目标摄像机信息上报报警服务模块，并记录下出现该情况的时间；

所述报警服务单元接收视频分析模块上报信息，根据事先设置的目标摄像机位置发送报警通知。

作为本发明的进一步优选方案，所述监控系统的实现流程包括：

步骤1、监控摄像机采集现场视频，编码打包成标准RTSP视频流，传输到服务器；

步骤2、服务器视频存储服务单元将视频流按固定时间段进行存储；

步骤3、视频分析服务单元接收并分析步骤2所述视频，判断是否存在未佩戴安全帽；

步骤4、当判断出现未佩戴安全帽的情况时，在客户端弹出视频图片，并保存视频图片,记录时间信息；

步骤5、系统向报警服务单元推送目标摄像机信息；

步骤6、报警服务单元进行报警通知。

作为本发明的进一步优选方案，所述步骤2中，采用基于移动人头检测算法进行安全帽视频分析，具体步骤包括：

201、视频解码并转换成连续帧的数字图像；

202、进行图像降噪预处理；

203、基于均值漂移算法，将场景内物体进行图像分割；

204、利用背景差分方法提取出目标运动目标前景；

205、利用霍夫变换对运动目标进行检测得到圆形人头区域；

206、根据摄像机安装角度，提取人头安全帽对应位置的颜色均值；

207、判断提取的颜色均值和安全帽颜色匹配度，若小于预置阈值则判断未佩戴安全帽。

作为本发明的进一步优选方案，所述监控摄像机为彩色高清摄像机，视场角在40°到60°之间；

所述述监控摄像机设置于变电站的出入口以及工作人员的行进路径中。

作为本发明的进一步优选方案，所述监控摄像机的安装高度为2.5米至4米，安装角度大于或等于70度。

作为本发明的进一步优选方案，还包括GSM模块，所述GSM模块以标准USB或RS232接口同服务器硬件进行连接，GSM模块与所述报警服务单元的输出端相连接。

作为本发明的进一步优选方案，当所述监控摄像机设置于室外时，监控摄像机旁还设置有白光LED照明灯。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：利用视频采集和分析技术，对进入变电站内部人员佩戴安全帽情况进行动态监视，一旦发现未佩戴安全帽情况，将弹出现场图片告知监控中心操作人员，并通过短信对当值值班人员报警，同时记录当时现场图片和视频。该系统的使用大大提高了变电站安全帽佩戴情况检测效率，有效规范了变电站安全施工现场。

附图说明

图1系统硬件部署示意图；

图3系统运行流程；

图2监控摄像机架设示意图；

图4有效检测区域示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

所述变电站安全帽佩戴视频监控系统包括了监控摄像机、网络交互设备、管理中心服务器和客户端。服务器上运行了系统管理服务单元，视频存储服务单元，视频分析服务单元，报警服务单元软件，如图1所示。

监控摄像机安装在变电站的出入口，以及工作人员主要的行进路径中，采用以IP为核心的网络与中心机房中的服务器及客户端进行连接。所述网络可以采用有线通信、无线通信、或有线和无线组合方式进行通信，但必须满足视频流传输基本带宽要求。另外需要说明的是：本发明中的服务器单元表示可以运行在服务器硬件上的软件单元，服务器硬件的具体配置和数量根据实际需求而定。而图中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸，具体实施时根据实际情况进行改变。

系统按照以下流程和策略运行如图2所示：

1、监控摄像机采集现场视频，编码打包成标准RTSP视频流，传输到中心服务器；

2、中心服务器视频存储服务单元将视频流按固定时间段进行存储；

3、同时视频分析服务单元接收并分析该视频，判断是否存在未佩戴安全帽；

4、若检测出未佩戴，在客户端软件上弹出该帧图片提示监控中心操作人员，并保存图片及“时间戳”信息；

5、同时向报警服务单元推送目标摄像机信息；

6、报警服务单元收到后，以短信方式向对应值班人员进行报警通知；

7、事后通过客户端软件可以对存储视频进行回放浏览，并可根据报警“时间戳”快速调阅该时段视频及现场图片。

监控摄像机选用通用彩色高清摄像机，视场角约在40°到60°之间，要求色彩还原准确，镜头畸变小。安装在变电站的出入口，以及工作人员主要的行进路径中，组成完整的现场覆盖网络。由于系统采用的安全帽视频分析算法基于移动人头检测算法，因此监控摄像机要求以70度及以上安装在待检测的定点区域的上方，如图3所示。根据区域范围的大小，可适当调整安装的高度，室内一般为2.5米～4米之间。同时为了满足室外夜间观察要求，可在监控摄像机旁安装高亮白光LED照明灯，作为夜间补光，并根据所选LED色温配置摄像机白平衡参数。采集视频经过编码后，采用标准RTSP流传输。

系统软件采用“服务器-客户端(C/S)”架构，服务器上运行了四个基本的服务模块：系统管理服务单元，视频存储服务单元，视频分析服务单元，报警服务单元软件。

其中系统管理服务单元用来管理整个监控系统，主要功能包括：用户管理、配置管理、网络设备管理、资源逻辑通道管理和日志管理等功能。

视频存储服务单元用来接收并存储所有安装监控摄像机的流视频，包含基本的存储策略配置、录像管理、录像检索等功能。录像文件按照可配置的固定时间段进行存储，存储路径信息保存在数据库中用于检索。

视频分析服务单元接收现场实时画面，自动检测出移动目标，并提出人头部的颜色特征，判断是否佩戴安全帽。为了避免画面中其他固定物体的干扰，用户需要首先通过分析工具绘制检测区域，只有在该区域中的人头才会被用来检测，如图4所示。同时根据现场条件对检测区域内亮度、色度等进行调节，保证该区域内目标人物清晰可见，颜色可分辨。视频分析服务单元采取以下流程对出现在指定检测区域内的移动人员进行安全帽佩戴情况检测分析：

1、视频解码并转换成连续帧的数字图像；

2、适当的图像降噪预处理；

3、基于均值漂移算法，将场景内物体进行图像分割；

4、利用背景差分方法提取出目标运动目标前景；

5、利用霍夫变换对运动目标进行检测得到圆形人头区域；

6、根据摄像机安装角度，提取人头安全帽对应位置的颜色均值；

7、判断提取的颜色均值和安全帽颜色匹配度，若小于预置阈值则判断未佩戴安全帽。

若检测出未佩戴安全帽情况，则在客户端软件上自动弹出该帧图片提示监控中心操作人员，记录目标摄像机信息，保存图片及当前时间戳信息；同时向报警服务单元发出违规触发信号，并推送目标摄像机信息。

报警服务单元连接到GSM模块输入端，实时接收视频分析模块的上报信息，根据事先设置的目标摄像机位置和录入的人员排班信息，找到该区域当前值班人员联系方式，以短信方式控制GSM模块进行报警通知。系统采用的GSM模块支持标准USB或RS232接口同服务器硬件进行连接。

客户端软件为服务单元为用户提供的运行程序，包括了系统管理服务单元，视频存储服务单元，视频分析服务单元，报警服务单元的用户管理配置接口。同时用户可以按时间段对存储录像进行回放，根据违规的“时间戳”信息，快速浏览当时现场图片及调阅回放该时段录像。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种变电站安全帽佩戴情况视频监控系统，其特征在于：包括监控摄像机、网络交互设备、服务器和客户端，其中，所述服务器中设置有系统管理服务单元、视频存储服务单元、视频分析服务单元和报警服务单元软件；

所述监控摄像机的输出端经过网络与所述服务器、客户端相连接；

所述系统管理服务单元管理所述监控系统，实现用户管理、配置管理、网络设备管理、资源逻辑通道管理和日志管理功能；

所述视频存储服务单元接收并存储所有监控摄像机的流视频，实现存储策略配置、录像管理、录像检索功能；

所述视频分析服务单元同步接收监控摄像机的视频流，经过解码、视频分析出未佩戴安全帽情况，保存现场图片并在客户端上弹出告警，同时将目标摄像机信息上报报警服务模块，并记录下出现该情况的时间；

所述报警服务单元接收视频分析模块上报信息，根据事先设置的目标摄像机位置发送报警通知；

所述监控系统的实现流程包括：

步骤1、监控摄像机采集现场视频，编码打包成标准RTSP视频流，传输到服务器；

步骤2、服务器视频存储服务单元将视频流按固定时间段进行存储；

步骤3、视频分析服务单元接收并分析步骤2所述视频，判断是否存在未佩戴安全帽；

步骤4、当判断出现未佩戴安全帽的情况时，在客户端弹出视频图片，并保存视频图片,记录时间信息；

步骤5、系统向报警服务单元推送目标摄像机信息；

步骤6、报警服务单元进行报警通知；

所述步骤2中，采用基于移动人头检测算法进行安全帽视频分析，具体步骤包括：

201、视频解码并转换成连续帧的数字图像；

202、进行图像降噪预处理；

203、基于均值漂移算法，将场景内物体进行图像分割；

204、利用背景差分方法提取出目标运动目标前景；

205、利用霍夫变换对运动目标进行检测得到圆形人头区域；

206、根据摄像机安装角度，提取人头安全帽对应位置的颜色均值；

207、判断步骤206提取的颜色均值和安全帽颜色匹配度，若小于预置阈值则判断未佩戴安全帽。

2.如权利要求1所述的一种变电站安全帽佩戴情况视频监控系统，其特征在于：所述监控摄像机为彩色高清摄像机，视场角在40°到60°之间；

所述述监控摄像机设置于变电站的出入口以及工作人员的行进路径中。

3.如权利要求2所述的一种变电站安全帽佩戴情况视频监控系统，其特征在于：所述监控摄像机的安装高度为2.5米至4米，安装角度大于或等于70度。

4.如权利要求1所述的一种变电站安全帽佩戴情况视频监控系统，其特征在于：还包括GSM模块，所述GSM模块以标准USB或RS232接口同服务器硬件进行连接，GSM模块与所述报警服务单元的输出端相连接。

5.如权利要求1所述的一种变电站安全帽佩戴情况视频监控系统，其特征在于：当所述监控摄像机设置于室外时，监控摄像机旁还设置有白光LED照明灯。