CN113554834A - 基于人工智能技术的化工园区视觉识别应用系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了基于人工智能技术的化工园区视觉识别应用系统，包括：承载有人工智能视频识别算法的算法承载服务器、承载有视觉识别应用的平台服务器、传感器、摄像头、声光电报警器，其中，视觉识别应用包括：预警报警记录模块、预警报警处理填报模块、消息通知模块。解决了在园区日常管理中，缺乏人力值守和数据资源利用，工作人员通过观测每一路视频来发现报警事件变得非常困难的问题，具有通过人工智能算法能够及时识别风险问题的优点。

Description

基于人工智能技术的化工园区视觉识别应用系统

技术领域

本发明涉及人工智能技术领域，具体是涉及一种基于人工智能技术的化工园区视觉识别应用系统。

背景技术

危险化学品企业属于高危行业，易发生安全生产事故。近年来随着视频监控技术的迅速发展，国家发布了多项政策文件，均要求化工企业加强视频监控，对作业场所和厂区安防实施全过程监控。《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》(国家安全监管总局令第40号)、《危险化学品企业安全风险隐患排查治理导则》提出：重大危险源中储存剧毒物质的场所或者设施，设置视频监控系统；《危险化学品经营企业安全技术基本要求》(GB18265-2019)：危险化学品仓库应在库区建立全覆盖的视频监控系统。

据中国石化联合会最新一次统计数据，截至2018年底，全国重点化工园区和以石油及化工为主导产业的工业园区共有676家，化工行业企业共计23306个，化工企业数量众多，每个化工企业视频监控数量众多，少则数十个，多则成百上千个，海量化的视频监控，通过人力难以充分利用起来。

化工园区信息化的发展把化工园区真正打造成为工业化与信息化两化深度融合的平台，是化工园区规范建设的重要内容。在化工园区信息化、智慧化发展基础上，基于人工智能技术的化工园区视觉识别应用系统，具有良好的发展背景和广阔的推广价值。

但随着摄像头数量的快速增多，大量的视频数据给实时监视报警和视频数据的有效使用带来了挑战。在园区日常管理中，园区没有足够的人力值守和利用数据资源，工作人员通过观测每一路视频来发现报警事件变得非常困难。

发明内容

本发明解决的技术问题是：在园区日常管理中，园区没有足够的人力值守和利用数据资源，工作人员通过观测每一路视频来发现报警事件变得非常困难。

本发明的技术方案如下：

基于人工智能技术的化工园区视觉识别应用系统，包括：

承载有烟雾火焰识别算法识别模型、人员脱岗识别算法识别模型、人员闯入识别算法识别模型和工装识别算法识别模型的算法承载服务器，

承载有视觉识别应用的平台服务器，

用于对各个化学品仓库内污染情况进行实时获取并传输至所述视觉识别应用的传感器，

用于对人员工作区域、安全受限空间及各个化学品仓库进行视频监控并传输至视觉识别应用的摄像头，

用于对异常情况进行报警的位于园区内各个区域的声光电报警器，

其中，视觉识别应用包括：

用于对易燃易爆区域烟雾火焰出现情况、人员脱岗情况、特定区域人员闯入情况及人员未按照要求着装情况进行识别、预警和处理的预警报警记录模块，所述预警报警记录模块包括：用于对通过视频进行记录的未按照要求着装情况、脱岗情况、人员闯入情况进行识别与处理的安全预警报警子模块，用于对易燃易爆区域出现烟雾火焰情况进行识别预警的消防报警子模块，用于对摄像头、传感器数据传输出现问题时进行识别预警的数据掉线报警子模块，

用于对所述预警报警记录模块所记录异常情况进行分类、通知、处理、填报的预警报警处理填报模块，所述预警报警处理填报模块包括：用于根据实际情况对未按照要求着装情况、脱岗情况、人员闯入情况进行处理填报或忽略的安全预警处理填报子模块，用于根据实际情况对烟雾火焰情况进行处理填报或忽略的消防处理填报子模块，用于根据实际情况对摄像头、传感器数据传输出现问题进行处理填报或忽略的掉线处理填报子模块，

用于对报警情况及报警通知进行管理的消息通知模块，所述消息通知模块包括：用于对报警类型进行管理的消息推送管理子模块，用于对告警规则进行管理的安全预警告警配置子模块，

用于存储各类预警情况历史记录的数据库，

用于对各类预警发生的历史记录分析以推测摄像头监控区域内各个预警情况在各个时间段发生概率的预警预测模块。

进一步地，预警预测模块包括：通过BP网络模型对输入的各类预警发生的历史记录进行分析的预警分析子模块，BP网络模型由BP算法构建，并通过遗传算法对其优化。

BP网络(Back-ProPagation Network)又称反向传播神经网络，通过样本数据的训练，不断修正网络权值和阈值使误差函数沿负梯度方向下降，逼近期望输出，但由于反向传播神经网络存在迭代次数多而导致收敛速度较慢的问题，因而，先采用遗传算法对反向传播神经网络进行优化，使得其能够在更少的迭代次数中，完成对最优解的获取。

进一步地，消息通知模块还包括：用于对通知方式进行管理的预警报警通知子模块，使用者可根据园区实际情况对预警报警情况进行配置，使得平台在应用过程中能够适应性的完成预警工作。

进一步地，视觉识别应用还包括：用于安排工作人员进行值守，对系统发送的视频识别预警报警信息进行及时核实、处理、反馈的企业值守报备模块，企业值守报备模块为预警提供检查核实，使得预警情况能快速得到解决。

更进一步地，视觉识别应用还包括：分别通过发生频率、发生时间段和响应程度对各类预警报警进行比对、统计、展示的预警报警统计模块，预警报警统计模块使得管理员能够直观地查看到各类预警的实际情况。

优选地，预警报警统计模块包括：通过园区、企业两个方面对管辖范围内各类预警报警发生频率、发生时间段和响应程度进行对比的预警报警对比子模块，用于通过图像对预警报警对比子模块内容进行趋势展示的预警报警趋势子模块，两个子模块将预警历史数据进行比对展示，使得管理员能够直观地查看到各类预警的实际情况，以便于后续对园区管理方式进行调整。

优选地，预警报警记录模块通过调用算法承载服务器内的识别模型完成预警情况的判断，成熟的人工智能识别算法可以保证识别的正确率，完成园区的闭环管理。

优选地，视觉识别应用还包括：用于视频声光电预警报警及滚动播报的预警报警一张图模块，使用者可以直接通过预警报警一张图模块实时查看报警取区域的实时情况，大大降低了风险排错成本。

进一步优选地，视觉识别应用的工作流程包括以下步骤：

S1、园区内摄像头实时将拍摄内容上传至视觉识别应用，视觉识别应用通过调用算法服务器识别模型对拍摄内容进行识别判断；

S2、在识别模型识别出预警情况后，声光电报警器进行报警；

S3、园区值班人员可通过预警报警一张图模块查看具体情况，再根据具体情况选择进行线上或线下核实，核实后如果一切正常，通过预警报警记录模块填写处理情况；

S4、如果确实存在风险问题，通知企业进行处理处置，并通知分管企业的网格员进行跟踪监备；

S5、如果风险问题未得到有效处理或风险问题升级，重复步骤S4，如果得到有效处理，通过预警报警记录模块填写处理情况。

本发明的有益效果是：

1、解决了海量化视频数据通过人力难以实时查看、及时发现隐患的难题；

2、开拓了园区、企业管理的新模式，针对企业安全风险重点领域进行视频监控与视频识别，通过无形的眼睛和嘴巴敦促企业管理规范化；

3、数据重在应用，视频智能识别预警报警信息不是目的，通过视频智能识别预警报警信息发现隐患、解决隐患、提升综合管理水平才是目的，本发明真正实现了将企业的视频监控用起来；

4、本发明通过调用算法承载服务器内的识别模型对各类预警情况进行识别并通报，在获取到历史数据后，再通过神经网络对历史数据进行分析，对各类预警情况未来一段时间内各个时段的发生概率进行预测，便于园区管理者根据预测结果进行人员分配，从根源上降低预警情况的发生概率，大大提高了在预警情况发生时的解决效率。

附图说明

图1是本发明实施例2的工作流程图；

图2是本发明实施例3的工作流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。

应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述……，但这些……不应限于这些术语。这些术语仅用来将……区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一……也可以被称为第二……，类似地，第二……也可以被称为第一……。

实施例1

基于人工智能技术的化工园区视觉识别应用系统，包括：

承载有烟雾火焰识别算法识别模型、人员脱岗识别算法识别模型、人员闯入识别算法识别模型和工装识别算法识别模型的算法承载服务器，

承载有视觉识别应用的平台服务器，

用于对各个化学品仓库内污染情况进行实时获取并传输至视觉识别应用的传感器，

用于对人员工作区域、安全受限空间及各个化学品仓库进行视频监控并传输至视觉识别应用的摄像头，

用于对异常情况进行报警的位于园区内各个区域的声光电报警器，

其中，视觉识别应用包括：

用于对易燃易爆区域烟雾火焰出现情况、人员脱岗情况、特定区域人员闯入情况及人员未按照要求着装情况进行识别、预警和处理的预警报警记录模块，预警报警记录模块包括：用于对通过视频进行记录的未按照要求着装情况、脱岗情况、人员闯入情况进行识别与处理的安全预警报警子模块，用于对易燃易爆区域出现烟雾火焰情况进行识别预警的消防报警子模块，用于对摄像头、传感器数据传输出现问题时进行识别预警的数据掉线报警子模块，

用于对预警报警记录模块所记录异常情况进行分类、通知、处理、填报的预警报警处理填报模块，预警报警处理填报模块包括：用于根据实际情况对未按照要求着装情况、脱岗情况、人员闯入情况进行处理填报或忽略的安全预警处理填报子模块，用于根据实际情况对烟雾火焰情况进行处理填报或忽略的消防处理填报子模块，用于根据实际情况对摄像头、传感器数据传输出现问题进行处理填报或忽略的掉线处理填报子模块，

用于对报警情况及报警通知进行管理的消息通知模块，消息通知模块包括：用于对报警类型进行管理的消息推送管理子模块，用于对告警规则进行管理的安全预警告警配置子模块，用于对通知方式进行管理的预警报警通知子模块，

用于安排工作人员进行值守，对系统发送的视频识别预警报警信息进行及时核实、处理、反馈的企业值守报备模块，

用于存储各类预警情况历史记录的数据库，

用于对各类预警发生的历史记录分析以推测摄像头监控区域内各个预警情况在各个时间段发生概率的预警预测模块，预警预测模块包括：通过BP网络模型对输入的各类预警发生的历史记录进行分析的预警分析子模块，BP网络模型由BP算法构建，并由遗传算法进行优化。

BP网络模型的输入为某监测区域内各类预警发生的历史记录，BP网络模型的输出为预测未来15天内，该区域每天各个时段各类预警情况的发生概率，每个时段间隔为3小时，系统管理员可通过预警预测模块查询到特定区域内未来15天的各类预警情况的发生概率，在获取预测结果后，通过企业值守报备模块完成对重点时段的人员安排，以尽可能降低预警处理不及时、人员调配不合理导致的经济损失。

其中，预警报警记录模块通过调用算法承载服务器内的识别模型完成预警情况的判断。

本发明将烟雾、火焰识别、人员闯入识别、人员脱岗识别、工装识别这样的视频智能识别应用于化工企业管理，主要应用场景如下：

1、烟雾、火焰识别场景：化工企业化学品仓库等易燃易爆区域。

2、人员闯入场景：安全受限空间等特定区域是否有人闯入。

3、人员脱岗场景：对于生产车间等特定区域内，人员是否按规在岗。

4、人员睡岗场景：对于监控室等特定区域内，人员是否存在睡岗行为。

5、工装识别场景：化工企业二道门内人员是否佩戴安全帽、穿安全服。

实施例2

本实施例为基于实施例1视觉识别应用的工作流程，包括以下步骤：

S1、园区内摄像头实时将拍摄内容上传至视觉识别应用，视觉识别应用通过调用算法服务器识别模型对拍摄内容进行识别判断；

S2、在识别模型识别出预警情况后，声光电报警器进行报警；

S3、园区值班人员进行线下核实，核实后如果一切正常，通过预警报警记录模块填写处理情况；

S4、如果确实存在风险问题，通知企业进行处理处置，并通知分管企业的网格员进行跟踪监备；

S5、如果风险问题未得到有效处理或风险问题升级，重复步骤S4，如果得到有效处理，通过预警报警记录模块填写处理情况。

实施例3

本实施例为基于实施例1视觉识别应用的另一种应用场景，包括以下步骤：

S1、系统管理员通过预警预测模块查询化学品仓库未来15天各个时段内各类预警情况(烟雾火焰识别、人员闯入、人员脱岗、人员睡岗、人员未佩戴安全帽、人员未穿安全服)的发生概率，每个时段间隔为3小时；

S2、系统管理员获取预警预测模块输出的结果后，通过企业值守报备模块完成化学品仓库重点时段的人员安排，以尽可能降低预警处理不及时、人员调配不合理导致的经济损失；

S3、化学品仓库内摄像头实时将拍摄内容上传至视觉识别应用，视觉识别应用通过调用算法服务器识别模型对拍摄内容进行识别判断；

S2、在识别模型识别出预警情况后，声光电报警器进行报警；

S3、化学品仓库值班人员进行线下核实，核实后如果一切正常，通过预警报警记录模块填写处理情况；

S4、如果确实存在风险问题，通知企业进行处理处置，并通知分管企业的网格员进行跟踪监备；

S5、如果风险问题未得到有效处理或风险问题升级，重复步骤S4，如果得到有效处理，通过预警报警记录模块填写处理情况。

实施例4

视觉识别应用还包括：用于视频声光电预警报警及滚动播报的预警报警一张图模块。

实施例5

本实施例为基于实施例4视觉识别应用的工作流程，包括以下步骤：

S1、园区内摄像头实时将拍摄内容上传至视觉识别应用，视觉识别应用通过调用算法服务器识别模型对拍摄内容进行识别判断；

S2、在识别模型识别出预警情况后，声光电报警器进行报警；

S3、园区值班人员可通过预警报警一张图模块查看具体情况，再根据具体情况选择进行线上或线下核实，核实后如果一切正常，通过预警报警记录模块填写处理情况；

S4、如果确实存在风险问题，通知企业进行处理处置，并通知分管企业的网格员进行跟踪监备；

S5、如果风险问题未得到有效处理或风险问题升级，重复步骤S4，如果得到有效处理，通过预警报警记录模块填写处理情况。

实施例6

分别通过发生频率、发生时间段和响应程度对各类预警报警进行比对、统计、展示的预警报警统计模块，预警报警统计模块包括：

通过园区、企业两个方面对管辖范围内各类预警报警发生频率、发生时间段和响应程度进行对比的预警报警对比子模块，用于通过图像对预警报警对比子模块内容进行趋势展示的预警报警趋势子模块。

Claims (9)

1.基于人工智能技术的化工园区视觉识别应用系统，其特征在于，包括：

承载有烟雾火焰识别算法识别模型、人员脱岗识别算法识别模型、人员闯入识别算法识别模型和工装识别算法识别模型的算法承载服务器，

承载有视觉识别应用的平台服务器，

用于对各个化学品仓库内污染情况进行实时获取并传输至所述视觉识别应用的传感器，

用于对人员工作区域、安全受限空间及各个化学品仓库进行视频监控并传输至视觉识别应用的摄像头，

用于对异常情况进行报警的位于园区内各个区域的声光电报警器，

其中，视觉识别应用包括：

用于对易燃易爆区域烟雾火焰出现情况、人员脱岗情况、特定区域人员闯入情况及人员未按照要求着装情况进行识别、预警和处理的预警报警记录模块，所述预警报警记录模块包括：用于对通过视频进行记录的未按照要求着装情况、脱岗情况、人员闯入情况进行识别与处理的安全预警报警子模块，用于对易燃易爆区域出现烟雾火焰情况进行识别预警的消防报警子模块，用于对摄像头、传感器数据传输出现问题时进行识别预警的数据掉线报警子模块，

用于对所述预警报警记录模块所记录异常情况进行分类、通知、处理、填报的预警报警处理填报模块，所述预警报警处理填报模块包括：用于根据实际情况对未按照要求着装情况、脱岗情况、人员闯入情况进行处理填报或忽略的安全预警处理填报子模块，用于根据实际情况对烟雾火焰情况进行处理填报或忽略的消防处理填报子模块，用于根据实际情况对摄像头、传感器数据传输出现问题进行处理填报或忽略的掉线处理填报子模块，

用于对报警情况及报警通知进行管理的消息通知模块，所述消息通知模块包括：用于对报警类型进行管理的消息推送管理子模块，用于对告警规则进行管理的安全预警告警配置子模块，

用于存储各类预警情况历史记录的数据库，

用于对各类预警发生的历史记录分析以推测摄像头监控区域内各个预警情况在各个时间段发生概率的预警预测模块。

2.如权利要求1所述的基于人工智能技术的化工园区视觉识别应用系统，其特征在于，所述预警预测模块包括：通过BP网络模型对输入的各类预警发生的历史记录进行分析的预警分析子模块。

3.如权利要求1所述的基于人工智能技术的化工园区视觉识别应用系统，其特征在于，所述消息通知模块还包括：用于对通知方式进行管理的预警报警通知子模块。

4.如权利要求1所述的基于人工智能技术的化工园区视觉识别应用系统，其特征在于，所述视觉识别应用还包括：用于安排工作人员进行值守，对系统发送的视频识别预警报警信息进行及时核实、处理、反馈的企业值守报备模块。

5.如权利要求1所述的基于人工智能技术的化工园区视觉识别应用系统，其特征在于，所述视觉识别应用还包括：分别通过发生频率、发生时间段和响应程度对各类预警报警进行比对、统计、展示的预警报警统计模块。

6.如权利要求5所述的基于人工智能技术的化工园区视觉识别应用系统，其特征在于，所述预警报警统计模块包括：通过园区、企业两个方面对管辖范围内各类预警报警发生频率、发生时间段和响应程度进行对比的预警报警对比子模块，用于通过图像对预警报警对比子模块内容进行趋势展示的预警报警趋势子模块。

7.如权利要求1所述的基于人工智能技术的化工园区视觉识别应用系统，其特征在于，所述预警报警记录模块通过调用算法承载服务器内的识别模型完成预警情况的判断。

8.如权利要求1所述的基于人工智能技术的化工园区视觉识别应用系统，其特征在于，视觉识别应用还包括：用于视频声光电预警报警及滚动播报的预警报警一张图模块。

9.如权利要求1-8任一所述的基于人工智能技术的化工园区视觉识别应用系统，其特征在于，所述视觉识别应用的工作流程包括以下步骤：

S1、园区内摄像头实时将拍摄内容上传至视觉识别应用，视觉识别应用通过调用算法服务器识别模型对拍摄内容进行识别判断；

S2、在识别模型识别出预警情况后，声光电报警器进行报警；

S3、园区值班人员可通过预警报警一张图模块查看具体情况，再根据具体情况选择进行线上或线下核实，核实后如果一切正常，通过预警报警记录模块填写处理情况；

S4、如果确实存在风险问题，通知企业进行处理处置，并通知分管企业的网格员进行跟踪监备；

S5、如果风险问题未得到有效处理或风险问题升级，重复步骤S4，如果得到有效处理，通过预警报警记录模块填写处理情况。

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