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摘要：基于视频结构化分析技术，结合电力视频建设现状，设计了电力作业安全管控平台。针对电力作业中少量较为突出的违章行为，基于变电站复杂背景环境，研发安全帽佩戴识别、攀高行为检测、非工作区域闯入、安全标示标牌检测等视频分析技术，主动发现变电站作业过程的违章行为，避免安全事故的发生；同时研究了视频结构化描述技术，通过将视频数据及其他文本信息进行关联存储，方便异常事件的事后检索。
关键词：视频结构化；安全管控
1引言
安全监督检查是电力公司持续健康发展的重要支柱，是将安全措施落实到位，消除人身、环境和设备等各环节安全隐患的重要手段，在电力公司内部至关重要。但是传统的安全监督检查无法完全满足电力公司快速发展的需求，目前电力生产现场呈现出点多面广、工作量大、作业人员地点分散等特点，安全监督人员无法满足对每一个工作现场都能够进行全过程的监督，容易造成安全监督的盲区。因此，必须针对以上主要因素，引入一种新的电力生产现场安全监督方式，与人员到现场监督的方式形成互补，及时消除安全监督管理的盲区，实现更为精准的电力安全监督管理体系，提高安全监督检查工作的威慑力。
2系统功能概述
本次课题根据电力行业生产作业特点，结合变电站视频监控系统建设现状，设计了基于视频结构化分析的电力作业安全管控平台。平台优化了整个视频监控系统的软件架构，保证了视频结构化分析的并行处理能力；平台针对电力作业中少量较为突出的违章行为，基于变电站复杂背景环境，研发安全帽检测、攀高检测、开关柜违章闯入检测等视频分析技术，主动发现变电站作业过程的违章行为，避免安全事故的发生；同时研究了视频结构化描述技术，通过将视频数据及其他文本信息进行关联存储，方便异常事件的事后检索。
3系统设计
3.1系统物理架构
按照电力公司网络规划，在专用网络部署视频监控系统，变电站视频数据流通过专用网络逐级接入。在站内部署视频分析主机对站内多路视频同时分析，需要分析的视频信号直接从站内获取，减少网络传输带宽需求。系统相关网络拓扑图如下：
客户端使用B/S模式和C/S模式研发，PC端直接使用浏览器进行访问操作，移动APP端基于Android SDK研发。
3.2软件架构
系统采用分层式、模块化设计，以不同用户需求、不同规模接入为应用目标设计。系统分为数据接入层、数据处理层和用户界面层。
数据接入层，参照国家电网公司颁布的企业标准《Q/GDW517.1- 2010视频监控系统及接口》，在该标准接口B部分的基础上，为满足变电站辅助综合监控系统的功能要求，进行一些必要的扩展，从而可以接入变电站的安防系统、消防系统、动力环境动力环境系统、灯光和空调控制系统。
数据处理层提供包括数据分析、数据检索、事件处理、实时智能分析、录像智能分析、信息存储管理等功能在内的数据处理模块。平台模块为开发面向具体应用逻辑的用户界面层提供统一、可靠、易用的接口，并可以通过配置及脚本语言，根据不同工程要求进行逻辑组合。
用户界面层由处理具体业务逻辑的软件模块组成，各模块相互独立，提供相应子系统的业务配置和展示功能。
分层式、模块化的设计使系统具有很高的灵活性和通用性。通过模块的灵活搭配组合，可以适应不同的应用需求。
4智能分析功能设计
通过变电站工作区域定点的监控视频，利用智能视频分析技术，通过安全帽佩戴识别、攀高行为检测、非工作区域闯入、安全标示标牌检测等功能，确保变电站作业人员行为符合规范要求。
（1）安全帽佩戴识别
安全帽确认功能在变电站的使用，可以保证进入变电站区域作业的人员，都符合现场作业安全规范要求，正确佩戴安全帽及安全作业必须的安保物品。此功能可以阻止未佩戴安全帽的人员进入作业现场，防患于未然。
（2）攀高行为检测
在变电站场区中，用户可根据工作需要设置攀高监控区域，一旦区域内有作业人员攀爬，系统自动产生报警，同时使用告警框进行标识。此功能可有效检测变电站作业攀高的行为，并对违规攀爬立即警告，保证作业人员对带电体的有效安全距离。
（3）非工作区域闯入检测
在整个视频区域中由操作员设置非工作区域，当有机械设备或人员进入到设定的非工作区域时，触发报警，系统向后台推送报警信息，提示运维人员（监护人）有非工作区域闯入行为发生。
（4）安全标示标牌检测
在变电站场区中，可对高压设备开关柜或者非工作间隔布置安全标志物，当监视到安全标志物被移除，综合判断施工人员是否闯入作业范围外的开关柜，立即进行语音告警处理。
5视频信息结构化描述设计
视频结构化描述是通过对视频数据从底层、中层再到高层的处理、分析和理解，建立视频数据的语义结构，进而实现对视频内容有效的组织。视频结构化描述通过对视频内容的分析，将非结构化的视频数据结构化，并提取有效的特征来描述结构化的内容单元，在此基础上建立视频的索引、检索和浏览系统，旨在依据用户需求抽象内容并自动检测目标行为。当前，视频结构化分析已成为智能视频监控的必要关键环节与主流趋势。
本文针对电力系统对视频信息结构化描述应用的需求，创造性地将视频结构化分析与电力作业安全管控相结合，从视频底层特征中提取监控目标建立结构化描述模型并对其进行接力跟踪与行为浓缩，再汇入中层实现监控目标的精细化识别，继而映射到高层视觉感知空间，达到对员工、设备作业行为的语义理解，最终结合电网系统自身架构与专家数据库打造出全套基于智能视频结构化分析的电力作业安全管控平台。
6结论
本文开发了基于视频结构化分析的电力作业安全管控平台，使用智能视频分析，通过各种计算机图像处理技术，变“被动监控”为“主动监控”，实现对变电站作业行为合规性监督。同时，系统实时搜集并上传现场各类信息，对视频进行标注处理形成结构化的监控视频元数据，为事件追朔检查创造便利条件，大幅度提升安全监督检查工作的效力。
参考文献：
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[2]孙中华.基于内容的视频结构分析与摘要方法研究[D].吉林大学，2007.
[3]刘跟涛.基于内容的视频结构分析[D].北京邮电大学，2010.
[4]张振原.视频内容结构化分析的研究和应用[D].复旦大学，2008.
论文作者:马玲官
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/2/28
标签：作业论文; 视频论文; 变电站论文; 结构化论文; 电力论文; 安全帽论文; 工作论文; 《基层建设》2017年第33期论文;