熊江宜

摘要：目前，國內(nèi)采油工程精細(xì)化管控要求日益提高，現(xiàn)場(chǎng)安全管理是精細(xì)化管理核心內(nèi)容，傳統(tǒng)企業(yè)使用的視頻安全監(jiān)控系統(tǒng)性能單一，只能依賴人工識(shí)別員工不安全行為，效率低下。本文對(duì)石油工程視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，以深度學(xué)習(xí)圖像識(shí)別技術(shù)為核心，對(duì)石油工程視頻監(jiān)控系統(tǒng)予以優(yōu)化，使系統(tǒng)能主動(dòng)預(yù)防和控制安全生產(chǎn)事故，及時(shí)警報(bào)和處理因石油工人不安全行為形成的安全隱患。

關(guān)鍵詞：圖像識(shí)別;石油工程;視頻監(jiān)控;安全檢查

中圖分類號(hào)：TP311 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）25-0171-02

1 引言

石油工程工作場(chǎng)所充滿了危險(xiǎn)性，安全生產(chǎn)事故時(shí)有發(fā)生。在工作現(xiàn)場(chǎng)對(duì)石油工人進(jìn)行安全裝備檢查和安全行為監(jiān)測(cè)能夠有效減少事故發(fā)生，減輕事故造成的損失。視頻監(jiān)控技術(shù)不斷普及，在工程現(xiàn)場(chǎng)管理越來越多的應(yīng)用，企業(yè)管理人員通過直觀圖像可以方便地進(jìn)行管理和監(jiān)控，及時(shí)糾正違章、防范風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)在突發(fā)應(yīng)急情況時(shí)，能夠遠(yuǎn)程指揮應(yīng)急處置，提高應(yīng)急處置能力。隨著人工智能、互聯(lián)網(wǎng)+、5G等技術(shù)的興起，傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)需與這些前沿技術(shù)結(jié)合，使監(jiān)控系統(tǒng)逐步實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化，形成石油工程現(xiàn)場(chǎng)安全管理“人防”“技防”相結(jié)合的監(jiān)管系統(tǒng)。

2 構(gòu)建石油工人智能安全檢查系統(tǒng)

2.1監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀

大多數(shù)石油礦井施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控采用的為數(shù)字錄像視頻技術(shù)，對(duì)信號(hào)傳輸?shù)姆绞綖榫W(wǎng)線傳輸，具體過程為采用專用設(shè)備進(jìn)行管理視頻管控器和終端，從而達(dá)到在工作時(shí)間內(nèi)對(duì)油礦井的施工監(jiān)控需求。但在實(shí)際施工過程中，不同礦井之間的信號(hào)傳輸能力以及礦井?dāng)?shù)量等問題，會(huì)導(dǎo)致采用傳統(tǒng)視頻傳輸方式會(huì)被網(wǎng)絡(luò)波動(dòng)所影響，以及面對(duì)終端訪問量的增加，最終導(dǎo)致實(shí)效性不足以滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，對(duì)于傳統(tǒng)的視頻管控過程大多采用人工方式，工作量大、晝夜值班等方式會(huì)導(dǎo)致值班人員出現(xiàn)視覺上的疲倦，在工作過程中難免出現(xiàn)走神的情況，在特出情況發(fā)出時(shí)，存在不能及時(shí)進(jìn)行預(yù)警的可能性。以及對(duì)工人的違規(guī)操作和可能出現(xiàn)的安全隱患難以做出“提前預(yù)警、提前干預(yù)、提前處理”。

2.2構(gòu)建新型石油礦井施工安全監(jiān)測(cè)體系

（1）油礦井檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化操作流程

對(duì)石油礦井施工安全監(jiān)控體系的線路的客觀分析，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際油礦井?dāng)?shù)目以及油礦工作施工作業(yè)實(shí)際需要進(jìn)行構(gòu)建。首先要要嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)體系，讓安全施工生產(chǎn)能夠確實(shí)落到實(shí)處，然后加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，讓整個(gè)安全監(jiān)管體系在技術(shù)方面得到支持。除此之外，在應(yīng)用視頻技術(shù)的過程中，注重視頻編碼和視頻輸送不同技術(shù)的融合，不但要做到整體安全監(jiān)測(cè)體系可視化，而且保證遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控在視頻傳輸過程中做到實(shí)時(shí)性。

（2）油礦井安全檢測(cè)體系構(gòu)架

對(duì)于油礦井的安全監(jiān)測(cè)體系實(shí)際工作過程中是通過監(jiān)控的手段將實(shí)地工作場(chǎng)景通過視頻編碼的形式采用無線網(wǎng)絡(luò)的形式進(jìn)行實(shí)時(shí)存檔、實(shí)時(shí)傳輸，對(duì)應(yīng)的安全管理員借助油礦井的現(xiàn)場(chǎng)施工傳輸過來的視頻對(duì)一些違規(guī)操作、安全隱患、預(yù)災(zāi)難進(jìn)行整體管理。通過存檔等方式，可以將現(xiàn)場(chǎng)工作視頻通過數(shù)據(jù)庫做出歷史比對(duì)，以及讓油礦井設(shè)計(jì)人員進(jìn)行分析處理，做出災(zāi)難預(yù)處理方案、安全救援方案等一系列安全措施。

（3）油礦井檢測(cè)體系應(yīng)用范圍

油礦井在實(shí)際施工過程中監(jiān)測(cè)安全的單位有：基層安全監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)、油礦井基建施工單位;油礦井設(shè)計(jì)施工單位。也就是說參與整個(gè)項(xiàng)目具體施工操作單位都需要視頻數(shù)據(jù)，對(duì)工地安全進(jìn)行監(jiān)管和保證。

油礦井安全監(jiān)測(cè)體系使用的范圍是：通過油礦井基層安全管理員使用無線監(jiān)控器對(duì)施工場(chǎng)地中工人施工行為進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);油礦井項(xiàng)目基層管理處對(duì)傳輸視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，對(duì)編碼視頻進(jìn)行預(yù)處理，做好預(yù)案工作，對(duì)所有施工過程中可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)及時(shí)準(zhǔn)備應(yīng)急方案;通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的上傳使油礦井設(shè)計(jì)施工單位工程人員開展統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)工作和監(jiān)管工作，實(shí)時(shí)掌控現(xiàn)場(chǎng)施工安全狀況。

3對(duì)視頻監(jiān)測(cè)體系優(yōu)化步驟

上文提到在實(shí)際施工過程中由于網(wǎng)絡(luò)、工作人員精力有限、客戶端訪問等問題會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)安全隱患，為了解決視頻檢測(cè)機(jī)制出現(xiàn)的問題。在對(duì)國內(nèi)外先進(jìn)視頻傳輸技術(shù)和硬件設(shè)備結(jié)合的基礎(chǔ)上，深入研究符合油礦井實(shí)際施工過程中出現(xiàn)的問題，對(duì)一些特定情況進(jìn)行優(yōu)化，提升視頻傳輸過程中的實(shí)時(shí)效應(yīng)，降低安全隱患出現(xiàn)的可能性。下文分別從：組建符合油礦井需求的局域網(wǎng)、采用新型流媒體技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)、采用智能分析識(shí)別技術(shù)、采用智能分析識(shí)別技術(shù)、因地制宜，建立“一油井一政策”體系，五個(gè)方面提出問題解決思路。

3.1組建符合油礦井需求的局域網(wǎng)

對(duì)于實(shí)際施工過程中的油礦井，數(shù)據(jù)的傳輸和圖像的實(shí)時(shí)性需要有嚴(yán)格地把控，需要對(duì)實(shí)地施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行觀察布線并做現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，對(duì)比不同局域網(wǎng)的優(yōu)劣，可以選擇Mesh網(wǎng)進(jìn)行構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于油礦井局域網(wǎng)構(gòu)建模式可以采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的布線模式，對(duì)施工過程中的實(shí)時(shí)視頻、圖像進(jìn)行傳輸。圖像、視頻傳輸分別采用不同的傳輸通道，提升傳輸效率。

3.2采用新型流媒體技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)

上文提到由于可能存在多個(gè)客戶終端在有限的網(wǎng)絡(luò)帶寬中觀看同一個(gè)實(shí)時(shí)視頻，所以在每個(gè)終端都會(huì)占用一個(gè)帶寬資源，使得網(wǎng)絡(luò)堵塞，造成多終端無法進(jìn)行同時(shí)觀看實(shí)時(shí)視頻。經(jīng)過對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，通過新型流媒體技術(shù)對(duì)實(shí)時(shí)視頻進(jìn)行整合、合并、分發(fā)，極大地節(jié)約了視頻上傳過程中消耗的流量，極大提升了多終端對(duì)實(shí)時(shí)視頻同時(shí)訪問的成功率。

實(shí)際操作中，在多終端在同一時(shí)刻訪問實(shí)時(shí)視頻過程中，讓首先訪問的用戶產(chǎn)生一份訪問流量，讓實(shí)時(shí)視頻下載到對(duì)應(yīng)的流媒體服務(wù)器中，別的用戶在進(jìn)行訪問的過程中可以通過再流媒體服務(wù)器中進(jìn)行獲取視頻資源，不用消耗額外的流量，從而解決多終端同時(shí)訪問實(shí)時(shí)視頻的問題。

3.3采用智能分析識(shí)別技術(shù)

具體操作過程是將視頻傳輸、采集融合智能分析模塊，使得處理層品平臺(tái)能夠變成“智能檢測(cè)”監(jiān)控體系的核心層。在整個(gè)過程中采用多分析模式，對(duì)違規(guī)作業(yè)、高空作業(yè)、高壓作業(yè)等場(chǎng)地進(jìn)行全方位監(jiān)控，對(duì)施工人員行為進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，出現(xiàn)異常立馬報(bào)警，有效緩解傳統(tǒng)意義上通過人工觀察檢測(cè)報(bào)警的滯后性。與人工值班相結(jié)合，出現(xiàn)監(jiān)控信息與預(yù)設(shè)計(jì)算法有不一致行為立馬報(bào)警，并且向服務(wù)器上傳數(shù)據(jù)，學(xué)習(xí)此次行為是否屬于高危行為，并且通知值守人員是否采用人工干預(yù)措施。

3.4組建油礦井綜合視頻信息監(jiān)控體系

對(duì)于油礦井的實(shí)際施工場(chǎng)景，要充分對(duì)實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)油溫油壓等信息進(jìn)行備份，讓數(shù)據(jù)做到集中調(diào)控、多層共享，打開管理人員的觀看權(quán)限，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控錄像進(jìn)行備份、上傳數(shù)據(jù)庫。同時(shí)建立油礦井施工過程中綜合信息管理體系，要對(duì)不同時(shí)段施工過程中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)信息、視頻信息、圖像信息做到可視化處理，并且管理人員定期分析視頻中出現(xiàn)的高危行為，做出預(yù)處理方案，并對(duì)高危行為進(jìn)行總結(jié)歸納，對(duì)一線施工人員開展安全培訓(xùn)教育，降低出現(xiàn)安全事故的概率。

3.5因地制宜，建立“一油井一政策”體系

由于油礦井的情況不盡相同，所以在油礦井的視頻監(jiān)控體系建設(shè)過程中應(yīng)該選擇“一油井一政策”體系，從而實(shí)現(xiàn)不同復(fù)雜環(huán)境選擇更為合理的政策進(jìn)行監(jiān)管，對(duì)于不同工種的監(jiān)控區(qū)域所選擇的構(gòu)建方案，應(yīng)該因地制宜，嚴(yán)防教條主義，嚴(yán)格以實(shí)際施工過程中出現(xiàn)的問題考慮解決方案，實(shí)事求是，最大限度地提升檢測(cè)效率，從而降低施工事故出現(xiàn)的可能性。

4安全應(yīng)用效果

（1）對(duì)施工工地工人的行為進(jìn)行監(jiān)控，并且能夠提供詳細(xì)的管理規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)施工過程中安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、施工策劃評(píng)估做出預(yù)案。使用油礦井檢測(cè)體系能夠讓整體施工流程更加科學(xué)化、合理化，讓整體施工行為變得安全可控，對(duì)科學(xué)管控提供了便利。

（2）智能視頻傳輸。油礦井安全監(jiān)測(cè)體系采用實(shí)時(shí)監(jiān)控智能化處理，根據(jù)基層指揮部或者風(fēng)險(xiǎn)安全管控部門監(jiān)控的實(shí)時(shí)安全情況，再結(jié)合安全施工管理?xiàng)l例，通過客戶端、手機(jī)端對(duì)工作人員施工過程進(jìn)行隨時(shí)監(jiān)控，對(duì)高危工作區(qū)域劃分安全等級(jí)，實(shí)施調(diào)控對(duì)應(yīng)的安全保護(hù)措施，配合動(dòng)態(tài)圖像處理算法，無死角對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)控，保證工作人員的作業(yè)安全以及施工安全，從而達(dá)到提升整體安全管理水準(zhǔn)。

5成果預(yù)估

本文主要針對(duì)油礦井工作環(huán)境特殊，危險(xiǎn)系數(shù)較高而設(shè)計(jì)的監(jiān)控體系，通過智能圖像識(shí)別系統(tǒng)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法技術(shù)，再結(jié)合傳統(tǒng)油礦井安全管理?xiàng)l例。對(duì)施工人員的穿著要求、施工作業(yè)要求、安全區(qū)域等做出了系統(tǒng)規(guī)范，通過手機(jī)端、施工現(xiàn)場(chǎng)屏幕警示、擴(kuò)音設(shè)備等手段進(jìn)行實(shí)時(shí)警報(bào)，降低使用風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)傳統(tǒng)的人工監(jiān)控體系進(jìn)行逐步替代，幫助提升油礦井監(jiān)測(cè)管理水平。

（1）采用深度學(xué)習(xí)人像處理技術(shù)，進(jìn)行多特征分析建模，并且采用多特征向量融合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、聚合特征目標(biāo)提取技術(shù)等手段解決施工現(xiàn)場(chǎng)可能出現(xiàn)的安全問題，從而解決傳統(tǒng)人工監(jiān)控手段效率低、出錯(cuò)率高的問題。逐步實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化監(jiān)督體系，保障了油礦井施工人員的安全。

（2）提出了深度學(xué)習(xí)中目標(biāo)跟蹤算法、結(jié)合多特征處理的數(shù)據(jù)融合檢測(cè)技術(shù)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工過程中同時(shí)存在多個(gè)施工違規(guī)行為進(jìn)行同時(shí)報(bào)警，提升了施工過程中安全水平。

（3）采用了基于光學(xué)相機(jī)深度學(xué)習(xí)預(yù)報(bào)警處理算法，對(duì)現(xiàn)有監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行升級(jí)調(diào)試，連接監(jiān)控系統(tǒng)到服務(wù)器終端傳輸數(shù)據(jù)，將傳統(tǒng)的監(jiān)控?cái)z像變成主動(dòng)防護(hù)，實(shí)現(xiàn)智能化處理，提升監(jiān)控過程中的工作效率。

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【通聯(lián)編輯：梁書】