昝銀忠 江 鵬 母超彬

（山東能源棗礦集團(tuán)岱煤公司，山東 濟(jì)寧 277606）

1 引言

岱莊選煤廠經(jīng)過多年建設(shè)，在設(shè)備的自動(dòng)化、集中化控制方面頗有成效，逐步建立起了集中控制系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了松散式控制到集中式控制的轉(zhuǎn)變，降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了選煤廠的洗選效率。近年來，隨著國家大力提倡智能化選煤廠的建設(shè)，岱莊選煤廠在洗選工藝、安全防控、智能信息化等方面也不斷加大投入，逐步摸索出了適用于自身的智能化建設(shè)之路。特別是在視頻安全防控領(lǐng)域，率先將AI 智能識別技術(shù)應(yīng)用于選煤廠的日常生產(chǎn)和管理工作中，以集中控制系統(tǒng)為核心，視頻智能聯(lián)動(dòng)為輔助手段，為安全、高效、智能型選煤廠的建設(shè)提供了重要保障。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

岱莊選煤廠視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由調(diào)度大屏、B21 一體機(jī)、視頻集中綜合管理平臺(tái)、海康超腦NVR、環(huán)網(wǎng)交換機(jī)、前端攝像儀等設(shè)備組成，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的安裝部署組成如圖1 所示。視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要覆蓋選煤廠的廠區(qū)入口、原煤生產(chǎn)車間、重介工藝車間、配電室、化驗(yàn)中心、調(diào)度室和設(shè)備機(jī)房。不同的場景區(qū)域根據(jù)安防監(jiān)控的需求不同，設(shè)計(jì)安裝不同類型的視頻監(jiān)控設(shè)備，從而滿足不同類型的視頻監(jiān)控、AI 識別、報(bào)警和抓拍需要。

圖1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

調(diào)度大屏由?？?5 寸液晶顯示屏組成，拼接縫隙小于3.5 mm，顯示由B21 一體機(jī)通過HDMI接口驅(qū)動(dòng)，滿足選煤廠日常視頻監(jiān)視和生產(chǎn)管理調(diào)度需要。B21 一體機(jī)支持模擬及數(shù)字視頻的矩陣切換、視頻編解碼、存儲(chǔ)管理、網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)預(yù)覽等功能。集中監(jiān)控管理平臺(tái)選用iSecure Center Emb 系統(tǒng)軟件，該平臺(tái)軟件通過接入視頻監(jiān)控、報(bào)警檢測等系統(tǒng)的設(shè)備，獲取邊緣節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)信息化集成與聯(lián)動(dòng)，整合選煤廠各子系統(tǒng)資源實(shí)現(xiàn)豐富的智能應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)128路視頻接入管理功能，具備視頻上墻、實(shí)時(shí)預(yù)覽、錄像回放、圖片查詢、AI 模型管理、AI應(yīng)用、報(bào)警事件查詢等多種功能，支持B/S 和C/S架構(gòu)，滿足選煤廠日常生產(chǎn)和調(diào)度管理的移動(dòng)應(yīng)用需求。為滿足AI 視頻識別的應(yīng)用需求，配置?？党XNVR 用于AI 識別的軟硬件承載平臺(tái)。該超腦不僅具有傳統(tǒng)NVR 的各項(xiàng)功能特性，更是承載了基于深度學(xué)習(xí)算法的視頻圖像結(jié)構(gòu)化技術(shù)，集人臉圖片建模、比對、檢索、存儲(chǔ)于一體，支持Smart IPC 越界、區(qū)域入侵、快速移動(dòng)等智能偵測接入與聯(lián)動(dòng)、智能配置與分析。

3 AI 智能應(yīng)用

選煤廠設(shè)備眾多，且屬于高危生產(chǎn)運(yùn)行環(huán)境，因此在關(guān)鍵崗點(diǎn)或重要生產(chǎn)區(qū)域安裝部署智能AI攝像儀，從而滿足穿越警戒面、區(qū)域入侵、周界入侵、人臉識別等應(yīng)用需求，進(jìn)而保障設(shè)備運(yùn)行安全環(huán)境，加強(qiáng)人員約束管理。系統(tǒng)利用前端攝像儀本體支持的Smart 事件，即可完成人員越界、區(qū)域入侵、穿越警戒面等區(qū)域闖入的識別、報(bào)警和圖像抓拍；借助Modbus TCP 通訊協(xié)議，實(shí)現(xiàn)集中控制系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享、智能聯(lián)動(dòng)；實(shí)現(xiàn)在集中控制上位機(jī)上彈框突出抓拍圖像，調(diào)度人員也可以根據(jù)此抓拍情況，綜合判斷是否需要停止正在運(yùn)行的設(shè)備，進(jìn)而保障人身安全。

在皮帶機(jī)道劃定警戒面，在給煤機(jī)周邊劃定關(guān)鍵區(qū)域，當(dāng)人員越過警戒面或闖入關(guān)鍵區(qū)域，系統(tǒng)進(jìn)行識別、報(bào)警和抓拍。

進(jìn)入選煤廠原煤車間、重介車間、配電室等場所，均需要按標(biāo)準(zhǔn)正確佩戴安全帽。為能夠正確有效地識別未戴安全帽行為，設(shè)計(jì)在原煤車間、重介車間、配電室等區(qū)域安裝部署智能AI 攝像儀，借助?？党X和?？礎(chǔ)I 一站式訓(xùn)練平臺(tái)，基于安全帽識別深度學(xué)習(xí)智能算法，從而實(shí)現(xiàn)未戴安全帽行為的識別、報(bào)警和抓拍，同時(shí)配合現(xiàn)場語音廣播系統(tǒng)，及時(shí)提醒有關(guān)人員正確佩戴安全帽。

針對調(diào)度室、配電室、化驗(yàn)中心、設(shè)備機(jī)房等重點(diǎn)場所，設(shè)置PTZ 半球攝像儀。該型攝像儀支持對運(yùn)動(dòng)人臉進(jìn)行檢測、跟蹤、抓拍、篩選；基于人臉識別深度學(xué)習(xí)智能算法，通過與數(shù)據(jù)庫中已有人臉信息比對，從而實(shí)現(xiàn)陌生人人臉識別、報(bào)警和抓拍；配合攝像機(jī)本體的雙向語音對講功能，及時(shí)呼喚、提醒或驅(qū)離有關(guān)陌生人員。

4 視頻智能聯(lián)動(dòng)

傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般都采用獨(dú)立運(yùn)行的模式，調(diào)度人員若想了解現(xiàn)場的視頻監(jiān)控情況，需要操控視頻監(jiān)控系統(tǒng)，且多次拖動(dòng)投屏才能達(dá)到想要的效果。為解決這一問題，可以通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)與集中控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，調(diào)度人員只需在集控系統(tǒng)上位機(jī)上操作，即可將對應(yīng)的視頻自動(dòng)切換到上位機(jī)或調(diào)度大屏上。要實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)與集中控制系統(tǒng)的智能聯(lián)動(dòng)，必須借助相應(yīng)的編解碼設(shè)備和視頻聯(lián)動(dòng)控件才可以完成。考慮到岱莊選煤廠視頻監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)度大屏、解碼器、錄像機(jī)、攝像儀均是?？低暺放?，集中控制系統(tǒng)的上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)使用西門子WinCC 軟件開發(fā)。因此，為實(shí)現(xiàn)兩套系統(tǒng)的智能聯(lián)動(dòng)控制，必須借助海康威視提供的SDK 開發(fā)包進(jìn)行二次開發(fā)，才可以完成本文設(shè)計(jì)的報(bào)警聯(lián)動(dòng)、故障彈窗、視頻隨動(dòng)、場景聯(lián)動(dòng)等視頻智能聯(lián)動(dòng)控制功能。

基于?？低曁峁┑腟DK 開發(fā)包，利用VS 軟件開發(fā)了HikvisionVideoPlayer.dll 視頻控件。該控件具有RSTP 流媒體播放、視頻解碼上墻、球機(jī)控制、?？禂z像機(jī)與錄像機(jī)解碼顯示等功能，可實(shí)現(xiàn)PC 端顯示和電視墻顯示。

（1）報(bào)警聯(lián)動(dòng)

由上節(jié)論述可知，在選煤廠應(yīng)用的AI 視頻識別系統(tǒng)更多的是依托?？低暪逃械能浻布Y源，其本身就是視頻監(jiān)控系統(tǒng)中一套相對獨(dú)立的智能識別系統(tǒng)。為更好地輔助集中控制系統(tǒng)完成選煤廠的日常生產(chǎn)和調(diào)度管理，必須將此AI 智能識別系統(tǒng)與集中控制系統(tǒng)進(jìn)行智能聯(lián)動(dòng)。借助SDK 開發(fā)包，開發(fā)Modbus TCP 通訊接口，從而實(shí)現(xiàn)AI 智能系統(tǒng)與集中控制之間的數(shù)據(jù)通訊，進(jìn)而將有關(guān)人臉識別、區(qū)域入侵、穿越警戒面等報(bào)警信息傳輸?shù)郊锌刂葡到y(tǒng)的上位機(jī)平臺(tái)，借助此上位機(jī)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)有關(guān)報(bào)警信息的文字報(bào)警、語音報(bào)警和抓拍圖像彈窗。

（2）視頻隨動(dòng)

基于開發(fā)的HikvisionVideoPlayer.dll 控制，通過編寫VB 腳本，進(jìn)而在集中控制系統(tǒng)上位機(jī)上實(shí)現(xiàn)選煤廠設(shè)備啟動(dòng)、停止、日常運(yùn)行等模式下的視頻監(jiān)控。

當(dāng)“右鍵”點(diǎn)擊旋流器，即可彈出相應(yīng)的視頻監(jiān)控畫面，此視頻隨動(dòng)控制功能主要由HikvisionVideoPlayer.dll 控 件 中 的VLCIniPlayer 和VLCPlayURI 兩個(gè)函數(shù)實(shí)現(xiàn)。其中VLCIniPlayer為視頻控件初始化函數(shù)，VLCPlayURI 為RTSP實(shí)時(shí)視頻流調(diào)取函數(shù)，命令格式如下："rtsp://admin:zh83995668@10.123.2.239:554/Streaming/Channels/102"。

命令格式包括攝像儀的登錄用戶名、密碼、IP 地址、RTSP 端口號，102 表示取第1 個(gè)通道的子碼流。為避免視頻監(jiān)控帶來的上位機(jī)資源占用問題，通常在關(guān)閉視頻窗口或切換界面時(shí)，通過調(diào)用CloseVLCPlayer 函數(shù)進(jìn)行視頻資源的釋放。

（3）故障彈窗

選煤廠的視頻眾多，包括帶式輸送機(jī)、刮板運(yùn)輸機(jī)、旋流器、浮選機(jī)、脫介篩、磁選機(jī)、振動(dòng)篩等。選煤工作是環(huán)環(huán)相扣的工藝流程，如若某個(gè)設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障，導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)或無法正常工作，都將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，為及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)和排除設(shè)備故障，設(shè)備故障時(shí)，相應(yīng)的視頻信息窗口在集中控制系統(tǒng)上位機(jī)上或調(diào)度大屏上立即彈出，并觸發(fā)語音報(bào)警。上位機(jī)上的故障彈窗觸發(fā)方式與視頻隨動(dòng)控制方法類似，均是利用VLCPlayURI 函數(shù)即可。調(diào)度大屏故障彈窗，需要通過控制解碼器解碼視頻信息從而實(shí)現(xiàn)上墻顯示，需要調(diào)用視頻控件中的LoginDecoder 和StartDynamicDecode 兩個(gè)函數(shù)，其中LoginDecoder 函數(shù)為解碼器登錄函數(shù)。

命令格式包括解碼器的IP 地址、端口號、登錄明戶名和密碼。之后通過調(diào)用StartDynamicDecode函數(shù)，即可完成視頻信息上墻操作，命令格式如下：

1,3,"10.123.2.239",8000,"admin","zh83995668",1。

1,3 表示第一個(gè)窗口的第3 個(gè)子窗口，即調(diào)度大屏最左上角第一塊大屏四分割后的第三個(gè)小窗口；"10.123.2.239"為錄像機(jī)的IP 地址；最后的1是指錄像機(jī)的通道1，即需要調(diào)取的視頻信息在錄像機(jī)中的通道號。

（4）場景聯(lián)動(dòng)

針對岱莊選煤廠的生產(chǎn)需要，設(shè)計(jì)了迎檢場景、原煤流程啟動(dòng)場景、重介流程啟動(dòng)場景、日常調(diào)度場景共計(jì)四個(gè)視頻場景。所有的視頻場景均通過解碼器事先設(shè)定完畢，并進(jìn)行有效保存，當(dāng)需要調(diào)用某個(gè)場景時(shí)，只需在上位機(jī)上點(diǎn)擊相應(yīng)的場景控制按鈕，即可將該場景投切到調(diào)度大屏上。場景聯(lián)動(dòng)需要調(diào)用視頻控件中的SwitchScene（uint sceneNumber）函數(shù)。上述四個(gè)場景，依次保存，其保存后的場景識別號分別為1、2、3、4，通過調(diào)用相應(yīng)的標(biāo)識號即表示調(diào)用相應(yīng)的視頻場景。

5 總結(jié)

針對選煤廠傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)相對獨(dú)立、操控不便，無AI 智能應(yīng)用的問題，結(jié)合岱莊選煤廠實(shí)際情況，通過在關(guān)鍵崗點(diǎn)增加部署智能攝像機(jī)，進(jìn)而完成陌生人識別、區(qū)域入侵、穿越警戒面等AI識別、報(bào)警。同時(shí)通過開發(fā)視頻聯(lián)動(dòng)控件，將視頻監(jiān)控系統(tǒng)與集中控制系統(tǒng)進(jìn)行智能聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備啟動(dòng)、停止、流程啟動(dòng)、設(shè)備故障等狀況的視頻聯(lián)動(dòng)控制，解決了視頻監(jiān)控系統(tǒng)與集控系統(tǒng)相互對立、信息孤立的問題，提高了調(diào)度人員的工作效率和管理水平，為智能化選煤廠建設(shè)添磚加瓦。