基于視頻分析和rfid的變電站現(xiàn)場(chǎng)人員監(jiān)控管理系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于視頻分析和RFID的變電站現(xiàn)場(chǎng)人員監(jiān)控管理系統(tǒng)及方法，該管理系統(tǒng)包括：視頻監(jiān)控模塊，用于采集現(xiàn)場(chǎng)、危險(xiǎn)區(qū)和關(guān)鍵設(shè)備區(qū)的視頻數(shù)據(jù)；RFID識(shí)別模塊，通過(guò)無(wú)線方式讀取人員的RFID標(biāo)簽信息，并通過(guò)以太網(wǎng)傳輸給監(jiān)控中心進(jìn)行人員權(quán)限分析；聲音預(yù)警模塊，與監(jiān)控中心連接，根據(jù)視頻分析和人員權(quán)限分析發(fā)出預(yù)警提示信息；監(jiān)控中心，用于對(duì)接收到的監(jiān)控視頻和人員RFID標(biāo)簽信息結(jié)果進(jìn)行分析。本發(fā)明能夠通過(guò)視頻分析技術(shù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作人員是否配戴安全帽及顏色進(jìn)行識(shí)別并利用RFID技術(shù)對(duì)工作人員身份權(quán)限進(jìn)行識(shí)別，能夠杜絕工作人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)不戴安全帽和誤入禁區(qū)的安全隱患，并可以實(shí)現(xiàn)防盜的功能。
【專利說(shuō)明】基于視頻分析和RFID的變電站現(xiàn)場(chǎng)人員監(jiān)控管理系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力行業(yè)變電站領(lǐng)域，特別是涉及基于視頻分析和RFID的變電站現(xiàn)場(chǎng)人員監(jiān)控管理系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]智能電網(wǎng)是目前國(guó)家對(duì)電網(wǎng)發(fā)展的主導(dǎo)方向，智能體現(xiàn)在生產(chǎn)的各個(gè)相關(guān)方面，其中包括智能安全預(yù)警方面。安全是電力生產(chǎn)的前提，目前僅僅依靠人為監(jiān)督生產(chǎn)的機(jī)制，往往對(duì)異常事件反應(yīng)滯后。近年來(lái)，安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)越來(lái)越多地應(yīng)用于變電站中。隨著無(wú)人值守變電站的推行，傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的單一功能已經(jīng)無(wú)法滿足變電站監(jiān)控?zé)o人化和智能化要求。在計(jì)算機(jī)視覺(jué)處理科學(xué)中，智能視頻分析技術(shù)主要包括運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)、跟蹤、分類等算法，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠有效地減少人力消耗，提高視頻處理的準(zhǔn)確度和實(shí)時(shí)性。因此，引入智能視頻分析技術(shù)是變電站視頻監(jiān)控發(fā)展的必然趨勢(shì)。近年來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，受到了越來(lái)越廣泛的關(guān)注，引起了世界各國(guó)的重視和研究力度的加大。
[0003]物聯(lián)網(wǎng)通常是指對(duì)物體具有全面感知能力，對(duì)信息具有智能處理和可靠傳送能力的連接物體與物體的信息網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)智能傳感裝置，經(jīng)過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)，將物體信息傳送到指定的信息處理中心，形成人與物，物與物相連的智能網(wǎng)絡(luò)。RFID是Rad1 FrequencyIdentificat1n的縮寫(xiě)，利用無(wú)線射頻信號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。而RFID技術(shù)是讓物品間能夠在互聯(lián)網(wǎng)中通信的關(guān)鍵技術(shù)，RFID標(biāo)簽中存儲(chǔ)著標(biāo)準(zhǔn)而具有互用性的信息，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)把它們自動(dòng)采集到信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物品的識(shí)別。將智能視頻分析技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)中的RFID技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用到變電站中的危險(xiǎn)區(qū)域安全預(yù)警中，將具有十分重要的意義。
[0004]變電站是電力生產(chǎn)的重點(diǎn)場(chǎng)所，須對(duì)其環(huán)境狀況、設(shè)備運(yùn)行、安全生產(chǎn)等各類情況加以監(jiān)視，特別要對(duì)安全生產(chǎn)構(gòu)成極大威脅的情況加以監(jiān)視，以防范火災(zāi)、爆炸、泄露、失竊及惡意破壞等。在變電站現(xiàn)場(chǎng)中有大量高壓危險(xiǎn)設(shè)備，為了保證人員設(shè)備安全，要求凡進(jìn)入變電站現(xiàn)場(chǎng)(辦公室、控制室、保護(hù)室、值班室、檢修班組室及生活綠化區(qū)等不需要安全帽防護(hù)的區(qū)域除外)進(jìn)行檢修工作、學(xué)習(xí)、檢查、參觀、勞動(dòng)的所有人員均必須佩戴安全帽。而且根據(jù)人員性質(zhì)不同，所佩戴的安全帽有嚴(yán)格的等級(jí)之分，在國(guó)電系統(tǒng)中，安全帽顏色按照視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)(VI)規(guī)定:白色代表領(lǐng)導(dǎo)人員，藍(lán)色代表管理人員，黃色代表施工人員，紅色代表外來(lái)人員。
[0005]在變電站的安全生產(chǎn)規(guī)范中，對(duì)進(jìn)入變電設(shè)備施工現(xiàn)場(chǎng)的要求非常嚴(yán)格，如不允許不佩戴帽子進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，也不允許不同身份的人越界非法操作等。但違反安全規(guī)定不佩戴安全帽、越界進(jìn)入威脅區(qū)、非法操作等的情況也時(shí)有發(fā)生，帶來(lái)的是安全隱患。如果可以通過(guò)監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)對(duì)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的人員佩戴安全帽的情況及跨越禁區(qū)進(jìn)行視頻分析識(shí)別，通過(guò)RFID標(biāo)簽給進(jìn)入變電站現(xiàn)場(chǎng)的人員設(shè)置不同權(quán)限，那么就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)未戴安全帽、進(jìn)入威脅區(qū)域及非法操作等現(xiàn)象的發(fā)生。通過(guò)變電站現(xiàn)行的工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)可以有效地監(jiān)控到各個(gè)設(shè)備間的施工狀況，保安人員可以通過(guò)視頻直接觀察到施工人員是否佩戴安全帽，或者有違法操作。但是由于一個(gè)變電站的監(jiān)控畫(huà)面一般都在20個(gè)以上，采用人工的方式來(lái)巡查畫(huà)面，會(huì)大大降低監(jiān)控的有效性。研究表明，當(dāng)一個(gè)人同時(shí)觀察兩個(gè)監(jiān)控畫(huà)面時(shí)，10分鐘會(huì)錯(cuò)過(guò)45%的有用信息，22分鐘會(huì)錯(cuò)過(guò)95%的有用信息，同時(shí)觀察多個(gè)監(jiān)控畫(huà)面則注意力更加分散。因此迫切需要一個(gè)能夠自動(dòng)對(duì)工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行分析的系統(tǒng)和軟件，這樣可以主動(dòng)地、智能地、全面地監(jiān)控整個(gè)變電站的施工人員行為；以保證變電站現(xiàn)場(chǎng)的安全。
[0006]由于很多時(shí)候進(jìn)入變電站的人員在佩戴安全帽顏色上并未嚴(yán)格按照等級(jí)區(qū)分佩戴顏色，這樣對(duì)于外來(lái)人員(如學(xué)習(xí)、參觀者等)可能會(huì)發(fā)生誤入危險(xiǎn)區(qū)域情況，還可能發(fā)生不具備操作權(quán)限的人員誤操作設(shè)備，不管對(duì)人員還是設(shè)備都有重大安全隱患。通過(guò)視頻分析確定是否佩戴安全帽及是否有人靠近禁區(qū)，再通過(guò)RFID標(biāo)簽分配人員權(quán)限，一旦發(fā)現(xiàn)有人員不具備操作權(quán)限接近危險(xiǎn)區(qū)、接近設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)聲音警示，并將視頻畫(huà)面呈遞給相關(guān)人員并保存錄像和事件細(xì)節(jié)，極大提高了現(xiàn)場(chǎng)的安全監(jiān)控和管理能力。
[0007]變電站安全防范系統(tǒng)一般安裝具有防止非法闖入并及時(shí)報(bào)警的變電站電子圍欄防盜報(bào)警系統(tǒng)，由電子圍墻前端和控制主機(jī)兩部分組成。電子圍墻前端安裝在變電站四周圍墻上，變電站機(jī)房?jī)?nèi)安裝電子圍欄的控制主機(jī)，控制主機(jī)發(fā)射電子脈沖信號(hào)。電子圍欄專用合金線，具有柔性和撓性的特點(diǎn)，不能承受較大重量，電子圍欄的線纜帶有高壓電子脈沖，當(dāng)有人非法越過(guò)或剪斷電子圍欄時(shí)，電子線纜必然會(huì)被折斷和發(fā)生斷路，當(dāng)入侵者觸及線纜時(shí)，會(huì)立即受到強(qiáng)烈的電刺激發(fā)出報(bào)警聲光顯示，并通過(guò)電話撥號(hào)器把報(bào)警信號(hào)通過(guò)公共電話網(wǎng)傳到電業(yè)局監(jiān)控中心。
[0008]考慮到變電站工作人員身上豐富的顏色特征如安全帽、工作服等，同時(shí)顏色特征在跟蹤過(guò)程中容易受光照影響效果，文獻(xiàn)[3]把顏色特征和梯度直方圖特征引入粒子濾波跟蹤，首先把RGB顏色的三個(gè)分量分別量化至不同的灰度級(jí)，并作歸一化處理；然后使用中心正交梯度描述子，按分塊構(gòu)造梯度直方圖。梯度特征描述正好彌補(bǔ)了顏色特征對(duì)形狀特征的表征缺失。針對(duì)電力生產(chǎn)中人體異常行為，如摔倒、拳擊、摘帽、撐傘和脫工作服等行為，構(gòu)思了相應(yīng)的人體輪廓幾何模型。通過(guò)求解以上模型信息后，對(duì)異常行為分類做出了標(biāo)準(zhǔn)，然后在支持向量機(jī)的基礎(chǔ)上，根據(jù)訓(xùn)練樣本的輪廓幾何信息構(gòu)造分類器，對(duì)實(shí)際發(fā)生的進(jìn)行估計(jì)分類。但是只能通過(guò)工作人員的顏色特征進(jìn)行區(qū)分，不能有效保證權(quán)限的區(qū)分和識(shí)別。
[0009]文獻(xiàn)[智能視頻分析算法在變電所中的研究與應(yīng)用，黃斯茜，西安交通大學(xué)，碩士論文，2009]基于智能視頻分析算法中的目標(biāo)檢測(cè)和跟蹤算法，研究了變電站中工作人員安全帽佩戴情況的智能視頻監(jiān)視，提出一種基于顏色空間和質(zhì)心位置的檢測(cè)算法，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)其效果進(jìn)行了驗(yàn)證。未對(duì)工作人員的操作權(quán)限進(jìn)行區(qū)分，不能有效保證變電站重要區(qū)域的安全。
[0010]文獻(xiàn)[UWB無(wú)線定位技術(shù)在報(bào)警安全帽中的運(yùn)用，陳韜]報(bào)警安全帽為電力生產(chǎn)提供了一道安全屏障。由于傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)式報(bào)警安全帽精度低、誤差大，所以在設(shè)備緊湊的變電站環(huán)境中并沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，新興的UWB無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在定位方面具有的定位精度高，穿透力強(qiáng)，傳輸速率快、低成本和低功耗等優(yōu)勢(shì)而成為未來(lái)無(wú)線定位技術(shù)的熱點(diǎn)。將UWB無(wú)線定位技術(shù)運(yùn)用于變電站報(bào)警安全帽系統(tǒng)，使得報(bào)警安全帽在變電站的運(yùn)用有了實(shí)質(zhì)性突破。但是，UWB無(wú)線定位技術(shù)不能對(duì)安全帽的顏色和權(quán)限進(jìn)行區(qū)分。
[0011]文獻(xiàn)[電力場(chǎng)強(qiáng)預(yù)警安全帽，溫生東]根據(jù)交變電場(chǎng)傳感器測(cè)量原理，測(cè)量工頻電場(chǎng)強(qiáng)度；在不改變普通安全帽的安全防護(hù)性能下，設(shè)計(jì)能安置于帽內(nèi)的電場(chǎng)測(cè)量聲光報(bào)警裝置，使其達(dá)到場(chǎng)強(qiáng)預(yù)警作用。電力工作人員在進(jìn)行電力檢修、試驗(yàn)等工作，尤其是攀爬桿塔，接近高壓帶電設(shè)備，或處于疲勞狀態(tài)時(shí)，可能會(huì)誤闖高場(chǎng)強(qiáng)區(qū)。如果沒(méi)有及時(shí)警示，工作人員可能會(huì)長(zhǎng)時(shí)間處于高場(chǎng)強(qiáng)區(qū)域工作，這極易造成人身傷害。然而，采用電場(chǎng)測(cè)量方式的作業(yè)場(chǎng)所安全示警方法，國(guó)內(nèi)外仍少有研究。但是，電場(chǎng)測(cè)量方式不能對(duì)安全帽的顏色和權(quán)限進(jìn)行區(qū)分。
[0012]專利“變電站現(xiàn)場(chǎng)佩戴安全帽智能監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，申請(qǐng)?zhí)?01410279038.7”提出一種變電站現(xiàn)場(chǎng)佩戴安全帽智能監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，利用熱釋電紅外傳感模塊監(jiān)測(cè)有無(wú)作業(yè)人員進(jìn)入，結(jié)合攝像頭監(jiān)控裝置采集圖像分析，確認(rèn)作業(yè)人員是否已佩戴安全帽，若正確佩戴安全帽，則允許進(jìn)入，沒(méi)有佩戴安全帽則關(guān)閉門(mén)禁不允許進(jìn)入，并啟動(dòng)語(yǔ)音報(bào)警模塊語(yǔ)音報(bào)警，啟動(dòng)GSM模塊錄音電話通知當(dāng)值運(yùn)行人員。但是，熱釋電紅外傳感技術(shù)不能對(duì)安全帽的顏色和權(quán)限進(jìn)行區(qū)分。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)的不知，本發(fā)明提供一種基于視頻分析和RFID的變電站現(xiàn)場(chǎng)人員監(jiān)控管理系統(tǒng)及方法。本發(fā)明通過(guò)視頻分析確定是否佩戴安全帽及是否有人靠近禁區(qū)，再通過(guò)RFID標(biāo)簽分配人員權(quán)限，一旦發(fā)現(xiàn)有人員不具備操作權(quán)限接近危險(xiǎn)區(qū)、接近設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)聲音警示，并將視頻畫(huà)面呈遞給相關(guān)人員并保存錄像和事件細(xì)節(jié)，極大提高了現(xiàn)場(chǎng)的安全監(jiān)控和管理能力。
[0014]本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:
基于視頻分析和RFID的變電站現(xiàn)場(chǎng)人員監(jiān)控管理系統(tǒng)，該管理系統(tǒng)包括:
視頻監(jiān)控模塊，用于采集現(xiàn)場(chǎng)、危險(xiǎn)區(qū)和關(guān)鍵設(shè)備區(qū)的視頻數(shù)據(jù)，通過(guò)以太網(wǎng)傳輸給監(jiān)控中心進(jìn)行視頻分析；
RFID識(shí)別模塊，通過(guò)無(wú)線方式讀取人員的RFID標(biāo)簽信息，并通過(guò)以太網(wǎng)傳輸給監(jiān)控中心進(jìn)行人員權(quán)限分析；
聲音預(yù)警模塊，與監(jiān)控中心連接，根據(jù)視頻分析和人員權(quán)限分析發(fā)出預(yù)警提示信息；
監(jiān)控中心，用于對(duì)接收到的監(jiān)控視頻和人員RFID標(biāo)簽信息結(jié)果進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果驅(qū)動(dòng)聲音預(yù)警模塊并進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
[0015]進(jìn)一步，所述監(jiān)控中心包括:
視頻分析模塊，對(duì)變電站現(xiàn)場(chǎng)人員是否佩戴安全帽、安全帽顏色進(jìn)行區(qū)分，并且檢測(cè)是否有人員接近和欲進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)及靠近設(shè)備區(qū)域；
RFID權(quán)限分析模塊，對(duì)人員佩戴RFID標(biāo)簽的ID號(hào)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的人員權(quán)限是否對(duì)應(yīng)進(jìn)行分析；
語(yǔ)音告警控制模塊，根據(jù)視頻分析和人員身份權(quán)限的不同，發(fā)出告警語(yǔ)音信號(hào)；
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，用于對(duì)采集的視頻數(shù)據(jù)及RFID標(biāo)簽ID數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0016]進(jìn)一步，所述RFID識(shí)別模塊包括: 有源RFID閱讀器和以太網(wǎng)輸出接口 RJ45，所述RFID閱讀器通過(guò)無(wú)線方式讀取人員的RFID標(biāo)簽信息，并通過(guò)輸出接口 RJ45傳輸給監(jiān)控中心。
[0017]基于視頻分析和RFID的變電站現(xiàn)場(chǎng)人員監(jiān)控管理方法，該管理方法包括如下步驟:
1)視頻監(jiān)控模塊對(duì)進(jìn)入到變電站現(xiàn)場(chǎng)的人員圖像進(jìn)行采集，并將采集的圖像信息發(fā)送至監(jiān)控中心的視頻分析模塊，視頻分析模塊判斷是否有人進(jìn)入變電站現(xiàn)場(chǎng)，以及工作人員是否配戴安全帽，對(duì)未佩戴安全帽的人員進(jìn)行聲音告警，并上報(bào)監(jiān)控中心，對(duì)佩戴安全帽的人員進(jìn)一步進(jìn)行顏色識(shí)別；
2)監(jiān)控中心的視頻分析模塊對(duì)安全帽的顏色進(jìn)行區(qū)分，如果是預(yù)定的顏色，則判斷工作人員是否跨越危險(xiǎn)區(qū)域和重要設(shè)備區(qū)域，如果有人接近預(yù)設(shè)區(qū)域，則通過(guò)語(yǔ)音告警模塊進(jìn)行聲音告警并啟動(dòng)RFID閱讀器模塊，RFID閱讀器模塊通過(guò)讀取人員佩戴的RFID標(biāo)簽信息，開(kāi)始進(jìn)行RFID身份權(quán)限識(shí)別分析；
3)RFID閱讀器模塊對(duì)工作人員佩戴RFID標(biāo)簽的ID號(hào)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的人員權(quán)限進(jìn)行比對(duì):
對(duì)欲進(jìn)入RFID識(shí)別區(qū)域的人員，需要在設(shè)定區(qū)域邊緣進(jìn)行RFID身份權(quán)限識(shí)別:對(duì)于允許進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域操作權(quán)限人員進(jìn)行安全提示，并通過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊對(duì)視頻畫(huà)面存儲(chǔ)，若RFID標(biāo)簽權(quán)限不滿足進(jìn)入該區(qū)域權(quán)限，則通過(guò)聲音預(yù)警模塊進(jìn)行聲音告警不允許進(jìn)入，同時(shí)上報(bào)監(jiān)控中心；
對(duì)已進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)圖像識(shí)別區(qū)域的人員，監(jiān)控中心的視頻分析模塊周期性地對(duì)安全帽顏色和是否佩戴安全帽進(jìn)行識(shí)別，若發(fā)現(xiàn)未佩戴安全帽人員，通過(guò)聲音預(yù)警模塊進(jìn)行聲音告警，提醒時(shí)刻佩戴安全帽。
[0018]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為:
(1)可以用于變電站內(nèi)的危險(xiǎn)區(qū)域防護(hù)，改變單一圖像監(jiān)控的現(xiàn)狀。
[0019]( 2)可以真正實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守變電站的實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和告警。
[0020](3)該系統(tǒng)的應(yīng)用可以有效保護(hù)進(jìn)入變電站的非操作人員的安全和重要危險(xiǎn)設(shè)備的安全。
[0021](4)可存儲(chǔ)\記錄非法行為,作為考核依據(jù)，規(guī)范變電站人員行為。
[0022](5)該圖像識(shí)別和RFID身份驗(yàn)證的方法可以應(yīng)用到其他行業(yè)危險(xiǎn)區(qū)域監(jiān)控。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1:本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖；
圖2:本發(fā)明應(yīng)用實(shí)施例圖；
圖3:本發(fā)明功能結(jié)構(gòu)圖；
圖4:本發(fā)明方法流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]如圖1-2所示，本系統(tǒng)基于視頻分析技術(shù)和RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)，視頻分析技術(shù)對(duì)變電站現(xiàn)場(chǎng)人員的安全帽以及安全帽顏色進(jìn)行區(qū)分，并且檢測(cè)是否有人員接近和欲進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)及靠近設(shè)備；再利用RFID技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步身份權(quán)限確認(rèn)，對(duì)不滿足安全的行為進(jìn)行聲音預(yù)警，并對(duì)違規(guī)事件進(jìn)行記錄存儲(chǔ)，供后續(xù)分析評(píng)估。
[0025]系統(tǒng)由視頻監(jiān)控模塊、RFID識(shí)別模塊、安全帽、RFID標(biāo)簽、聲音預(yù)警模塊、以太網(wǎng)交換機(jī)和監(jiān)控中心組成。各部分功能和組成如下。
[0026]其中，視頻監(jiān)控模塊采集現(xiàn)場(chǎng)、危險(xiǎn)區(qū)和關(guān)鍵設(shè)備區(qū)的視頻數(shù)據(jù)，通過(guò)以太網(wǎng)傳輸給監(jiān)控中心的視頻分析模塊進(jìn)行視頻分析。由高速云臺(tái)球形攝像頭、網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器、以太網(wǎng)輸出接口 RJ45組成，其中攝像頭采集現(xiàn)場(chǎng)、危險(xiǎn)區(qū)和關(guān)鍵設(shè)備區(qū)的視頻數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)的壓縮編碼和信道編碼，通過(guò)以太網(wǎng)輸出接口 RJ45傳輸給監(jiān)控中心的視頻分析模塊進(jìn)行視頻處理。
[0027]RFID識(shí)別模塊主要包括2.4GHz有源RFID閱讀器和以太網(wǎng)輸出接口 RJ45，RFID閱讀器通過(guò)無(wú)線方式讀取人員RFID標(biāo)簽信息，由以太網(wǎng)傳輸給監(jiān)控中心進(jìn)行人員權(quán)限分析。RFID閱讀器的閱讀范圍可調(diào)，能覆蓋視頻分析預(yù)設(shè)的危險(xiǎn)區(qū)域和重要設(shè)備區(qū)域。
[0028]RFID標(biāo)簽采用2.4GHz有源RFID標(biāo)簽，現(xiàn)狀為腕帶式，由進(jìn)入變電站現(xiàn)場(chǎng)的人員佩戴，RFID標(biāo)簽具有唯一標(biāo)識(shí)ID。RFID標(biāo)簽有權(quán)限限制，設(shè)置三種權(quán)限分外來(lái)人員(不能到危險(xiǎn)區(qū)、不能操作設(shè)備)、變電站一般工作人員(可以完成檢查、巡視、作業(yè)等任務(wù)，但不能操作設(shè)備)、專責(zé)人員(具備進(jìn)入任何區(qū)域和設(shè)備操作的權(quán)限)。
[0029]安全帽由進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的人員佩戴，分紅色、黃色、藍(lán)色、白色。
[0030]聲音預(yù)警模塊核心部分為ISD4000語(yǔ)音模塊，提供RS485通信接口和音頻輸出接口，用于連接監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音播放控制和播放放音喇叭，喇叭安裝在室外較高的位置，可傳輸距離200米，能覆蓋整個(gè)變電站范圍。由監(jiān)控中心通過(guò)RS485接口根據(jù)視頻分析和人員身份權(quán)限不同發(fā)出預(yù)警提示。
[0031]監(jiān)控中心主要組成部分是PC機(jī)和系統(tǒng)軟件，PC機(jī)與以太網(wǎng)交換機(jī)的接口 RJ45連接接收視頻監(jiān)控裝置和RFID閱讀器發(fā)送的數(shù)據(jù)系統(tǒng)軟件對(duì)接收到的監(jiān)控視頻和人員RFID權(quán)限進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果驅(qū)動(dòng)聲音預(yù)警裝置和彈出畫(huà)面告警，并進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。包括數(shù)據(jù)接收、視頻分析、人員RFID標(biāo)簽的權(quán)限分析、語(yǔ)音告警控制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)打印等功能。視頻分析模塊主要對(duì)變電站現(xiàn)場(chǎng)人員是否佩戴安全帽、安全帽顏色進(jìn)行區(qū)分，并且檢測(cè)是否有人員接近和欲進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)及靠近設(shè)備區(qū)域，危險(xiǎn)區(qū)域和設(shè)備區(qū)域可根據(jù)實(shí)際設(shè)定。RFID權(quán)限分析主要根據(jù)人員佩戴RFID標(biāo)簽的ID號(hào)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的人員權(quán)限對(duì)應(yīng)。語(yǔ)音告警控制基于視頻分析和人員身份權(quán)限不同實(shí)現(xiàn)，提供“未戴安全帽，危險(xiǎn)，請(qǐng)快速離開(kāi)”、“施工作業(yè)區(qū)危險(xiǎn)，你不能進(jìn)入”、“重要設(shè)備，非專職人員請(qǐng)馬上離開(kāi)”等幾種告警語(yǔ)音。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)未戴安全帽、無(wú)權(quán)限進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)、接近重要設(shè)備的事件記錄視頻畫(huà)面、人員RFID標(biāo)簽ID和發(fā)生時(shí)間。軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能如圖3所示。
[0032]本發(fā)明的另一個(gè)目的還提供一種基于視頻分析和RFID的變電站現(xiàn)場(chǎng)人員監(jiān)控管理方法，該方法包括如下步驟，如圖4所示。
[0033]1、當(dāng)人員進(jìn)入變電站現(xiàn)場(chǎng)圖像識(shí)別區(qū)域，視頻監(jiān)控模塊采集到現(xiàn)場(chǎng)人員視頻，送到監(jiān)控中心的視頻分析模塊，視頻分析模塊利用視頻分析技術(shù)中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)判斷是否有人進(jìn)入，發(fā)現(xiàn)有人則繼續(xù)分析是否配戴安全帽，對(duì)未佩戴安全帽的人員進(jìn)行聲音告警，并上報(bào)監(jiān)控中心；對(duì)佩戴安全帽的人員進(jìn)一步進(jìn)行顏色識(shí)別；
2、監(jiān)控中心的視頻分析模塊利用圖像處理中顏色直方圖分析方法，對(duì)安全帽的顏色進(jìn)行區(qū)分，如果是預(yù)定的顏色，則繼續(xù)進(jìn)行危險(xiǎn)區(qū)域和重要設(shè)備區(qū)域跨越分析，如果有人接近預(yù)設(shè)區(qū)域，則進(jìn)行聲音告警并啟動(dòng)RFID閱讀器模塊。RFID閱讀器模塊通過(guò)讀取人員佩戴的RFID標(biāo)簽信息，開(kāi)始進(jìn)行RFID身份權(quán)限識(shí)別分析。
[0034]3,RFID閱讀器模塊利用RFID權(quán)限分析方法即根據(jù)人員佩戴RFID標(biāo)簽的ID號(hào)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的人員權(quán)限進(jìn)行比對(duì)。對(duì)于欲進(jìn)入RFID識(shí)別區(qū)域(即更靠近危險(xiǎn)設(shè)備)的人員，需要在設(shè)定區(qū)域邊緣進(jìn)行RFID身份權(quán)限識(shí)別:對(duì)于允許進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域操作權(quán)限人員，不進(jìn)行聲音告警，可以進(jìn)行安全提示，聯(lián)動(dòng)攝像畫(huà)面存儲(chǔ)；若RFID標(biāo)簽權(quán)限不符即不滿足進(jìn)入該區(qū)域權(quán)限，則通過(guò)聲音預(yù)警模塊進(jìn)行聲音告警不允許進(jìn)入，同時(shí)上報(bào)監(jiān)控中心。
[0035]4、對(duì)已進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)圖像識(shí)別區(qū)域的人員，監(jiān)控中心的視頻分析模塊周期性地對(duì)安全帽顏色和是否佩戴安全帽進(jìn)行識(shí)別，若發(fā)現(xiàn)未佩戴安全帽人員，通過(guò)聲音預(yù)警模塊進(jìn)行聲音告警，以便對(duì)已隨有操作權(quán)限人員進(jìn)入的其他人員進(jìn)行安全預(yù)警，以及提醒時(shí)刻佩戴安全帽。
[0036]5、聲音預(yù)警模塊基于視頻分析和人員身份權(quán)限不同結(jié)果實(shí)現(xiàn)，提供“未戴安全帽，危險(xiǎn)，請(qǐng)快速離開(kāi)”、“施工作業(yè)區(qū)危險(xiǎn)，你不能進(jìn)入”、“重要設(shè)備，非專職人員請(qǐng)馬上離開(kāi)”等幾種告警語(yǔ)音。
[0037]本發(fā)明具有如下特點(diǎn):
(I)利用視頻分析技術(shù)對(duì)是否配戴安全帽及顏色進(jìn)行識(shí)別，對(duì)預(yù)設(shè)區(qū)域進(jìn)行越線識(shí)別，杜絕進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)不戴安全帽和誤入禁區(qū)的安全隱患，并實(shí)現(xiàn)防盜功能。
[0038](2)利用視頻分析技術(shù)對(duì)跨越禁區(qū)識(shí)別和RFID的身份權(quán)限識(shí)別相結(jié)合，有效確保對(duì)危險(xiǎn)區(qū)域的安全防護(hù)。
[0039](3)基于安全帽顏色圖像識(shí)別和RFID權(quán)限識(shí)別中的聲音告警聯(lián)動(dòng)機(jī)制，杜絕危險(xiǎn)的行為。
[0040](4)變電站危險(xiǎn)區(qū)域分為圖像識(shí)別區(qū)域和RFID識(shí)別區(qū)域兩級(jí)，相關(guān)聯(lián)動(dòng)識(shí)別使人員和設(shè)備更安全。
[0041 ] (5)未戴安全帽、未授權(quán)跨越禁區(qū)等事件行為及時(shí)記錄，可作為重要的參考依據(jù)。
【權(quán)利要求】
1.基于視頻分析和RFID的變電站現(xiàn)場(chǎng)人員監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于，該管理系統(tǒng)包括: 視頻監(jiān)控模塊，用于采集現(xiàn)場(chǎng)、危險(xiǎn)區(qū)和關(guān)鍵設(shè)備區(qū)的視頻數(shù)據(jù)，通過(guò)以太網(wǎng)傳輸給監(jiān)控中心進(jìn)行視頻分析； RFID識(shí)別模塊，通過(guò)無(wú)線方式讀取人員的RFID標(biāo)簽信息，并通過(guò)以太網(wǎng)傳輸給監(jiān)控中心進(jìn)行人員權(quán)限分析； 聲音預(yù)警模塊，與監(jiān)控中心連接，根據(jù)視頻分析和人員權(quán)限分析發(fā)出預(yù)警提示信息； 監(jiān)控中心，用于對(duì)接收到的監(jiān)控視頻和人員RFID標(biāo)簽信息結(jié)果進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果驅(qū)動(dòng)聲音預(yù)警模塊并進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻分析和RFID的變電站現(xiàn)場(chǎng)人員監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控中心包括: 視頻分析模塊，對(duì)變電站現(xiàn)場(chǎng)人員是否佩戴安全帽、安全帽顏色進(jìn)行區(qū)分，并且檢測(cè)是否有人員接近和欲進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)及靠近設(shè)備區(qū)域； RFID權(quán)限分析模塊，對(duì)人員佩戴RFID標(biāo)簽的ID號(hào)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的人員權(quán)限是否對(duì)應(yīng)進(jìn)行分析； 語(yǔ)音告警控制模塊，根據(jù)視頻分析和人員身份權(quán)限的不同，發(fā)出告警語(yǔ)音信號(hào)； 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，用于對(duì)采集的視頻數(shù)據(jù)及RFID標(biāo)簽ID數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻分析和RFID的變電站現(xiàn)場(chǎng)人員監(jiān)控管理系統(tǒng)，其特征在于，所述RFID識(shí)別模塊包括: 有源RFID閱讀器和以太網(wǎng)輸出接口 RJ45，所述RFID閱讀器通過(guò)無(wú)線方式讀取人員的RFID標(biāo)簽信息，并通過(guò)輸出接口 RJ45傳輸給監(jiān)控中心。
4.基于視頻分析和RFID的變電站現(xiàn)場(chǎng)人員監(jiān)控管理方法，其特征在于，該管理方法包括如下步驟: 1)視頻監(jiān)控模塊對(duì)進(jìn)入到變電站現(xiàn)場(chǎng)的人員圖像進(jìn)行采集，并將采集的圖像信息發(fā)送至監(jiān)控中心的視頻分析模塊，視頻分析模塊判斷是否有人進(jìn)入變電站現(xiàn)場(chǎng)，以及工作人員是否配戴安全帽，對(duì)未佩戴安全帽的人員進(jìn)行聲音告警，并上報(bào)監(jiān)控中心，對(duì)佩戴安全帽的人員進(jìn)一步進(jìn)行顏色識(shí)別； 2)監(jiān)控中心的視頻分析模塊對(duì)安全帽的顏色進(jìn)行區(qū)分，如果是預(yù)定的顏色，則判斷工作人員是否跨越危險(xiǎn)區(qū)域和重要設(shè)備區(qū)域，如果有人接近預(yù)設(shè)區(qū)域，則通過(guò)語(yǔ)音告警模塊進(jìn)行聲音告警并啟動(dòng)RFID閱讀器模塊，RFID閱讀器模塊通過(guò)讀取人員佩戴的RFID標(biāo)簽信息，開(kāi)始進(jìn)行RFID身份權(quán)限識(shí)別分析； 3)RFID閱讀器模塊對(duì)工作人員佩戴RFID標(biāo)簽的ID號(hào)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的人員權(quán)限進(jìn)行比對(duì): 對(duì)欲進(jìn)入RFID識(shí)別區(qū)域的人員，需要在設(shè)定區(qū)域邊緣進(jìn)行RFID身份權(quán)限識(shí)別:對(duì)于允許進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域操作權(quán)限人員進(jìn)行安全提示，并通過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊對(duì)視頻畫(huà)面存儲(chǔ)，若RFID標(biāo)簽權(quán)限不滿足進(jìn)入該區(qū)域權(quán)限，則通過(guò)聲音預(yù)警模塊進(jìn)行聲音告警不允許進(jìn)入，同時(shí)上報(bào)監(jiān)控中心； 對(duì)已進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)圖像識(shí)別區(qū)域的人員，監(jiān)控中心的視頻分析模塊周期性地對(duì)安全帽顏色和是否佩戴安全帽進(jìn)行識(shí)別，若發(fā)現(xiàn)未佩戴安全帽人員，通過(guò)聲音預(yù)警模塊進(jìn)行聲音告警，提醒時(shí)刻佩戴安全帽。
【文檔編號(hào)】H04N7/18GK104318732SQ201410580828
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】沈澍, 苗志國(guó), 李保罡, 孔英會(huì), 陳智雄 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司張家口供電公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司, 華北電力大學(xué)（保定）