实名制门禁设备和视频监控设备已经成为地铁安全文明施工的标配，一些大城市更是建立了政府级的监控平台，并发文规定了实名制门禁和视频监控接入政府级监控平台的要求。一线城市的地铁建设单位更是要求地铁施工现场要做到视频监控无死角全覆盖，可见管理部门对地铁施工安全管理的重视程度。不过安装的监控设备虽多，监控能力和监控有效性方面却还基本停留在传统视频监控模式的阶段，大多时候只能用于基本调度与事后取证，无法起到预防、预警的作用。主要体现在以下几点。
（1）施工现场安装的视频监控较多，而监控室的空间有限，只能通过轮换画面来监视所有的场景，不能同时获知全部视频图像的监控信息。
（2）虽然监控室已经制定了有人职守的制度，但监控人员需要监视太多的视频画面，远远超出人的接受能力，导致实际监控效果低下。
（3）监控人员发现施工人员的不安全行为以后，缺乏及时预警的手段，只能作记录，事后教育。视频图像分析联动预警充分利用了地铁施工现场已安装的大量视频监控摄像机和实名制门禁设备，再结合成熟的视频分析技术，即可实现对视频监控数据的全范围、自动化分析，解决传统视频监控模块的两个弊端。再根据施工现场的环境特点，安装必要的智能广播设备，结合GIS技术的互联平台、手机APP软件、短信服务，即可实现对不安全行为的联动预警。
1.方法原理
1.1关键技术及设备
1.1.1视频图像分析技术
视频图像分析技术是基于计算机视觉技术和人工智能深度学习算法，结合应用场景和检测目标的特点，通过大量目标图片建立的行为规则库及匹配技术。即通过将场景中背景和目标分离进而分析并追踪在摄像机场景内目标，通过把目标和行为规则库进行比较，一旦目标在场景中出现了违反预定义规则的行为，就会判定为阳性，并触发指定的计算机事件记录。
1.1.2GIS技术
GIS技术（GeographicInformationSystems，地理信息系统）是一种在计算机硬件、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、处理、分析、显示和描述的技术。
1.1.3智能广播设备
智能广播设备是一类基于IP网络技术的语音广播设备，提供开放的API接口，可基于网络调用API接口，传递广播内容，具有支持文本转换、音频播放（MP3、WAV、WMA、MIDI等文件格式）、话筒直呼等功能。
1.2联动预警原理
联动预警原理可分为数据接入，行为分析，平台互联，联动预警流程如图1所示。
图1 联动预警流程
（1）数据接入：主要功能是通过各种接口协议，将高清监控视频数据接入到系统核心模组进行识别和分析。通过接口协议可直接对接现有视频监控平台、接口系统，也可通过对接平台数据总线，提取视频图像信息中人员等目标，进行解析后，提取分析数据。
（2）行为分析：主要功能是通过不同模组的行为规则库，对数据接入层提交的原始数据进行元素增强、数据解析、对象识别、特征分析、数据比对、数据分类统计、数据检索、结果输出，并把分析的不安全行为分类即时推送给互联平台。
（3）互联平台：基于GIS技术，集成现场摄像机位置及标识、智能广播设备位置及标识、实名制门禁出入记录、短信云平台等，所有设备和模块互连互通。
2.实例应用
2.1应用场景概况
广州地铁十八号线琶洲西区站，现处于结构施工阶段。现场已安装摄像机约40个，实名制门禁3处，基本实现了整个施工区域视频监控全覆盖。现在工区监控中心设置工作站1台，用户安装部署互联平台软件（含图像分析模块），在施工现场加装了不少于3台的智能广播设备。
2.2互联平台软件的配置
搭建基于GIS技术的互联平台，基于琶洲西站区域的GIS航拍地图（或公开地图）标注已安装摄像机的位置、IP地址等信息，标注后的摄像机可直接通过点击地图上的图标检查接口对接情况（正常可打开实时监控画面）。同时在GIS航拍地图（或公开地图）标注智能广播设备的位置、IP地址等信息，通过点击地图上的图标检查接口对接情况（正常可打开广播界面）。同时配置实名制门禁进入数据的接口，确保基于GIS技术的互联平台实现摄像机、智能广播、实名制门禁设备的互联互通、空间位置搜索。互联平台软件实现的设备和数据互通界面如图2、图3所示。
图2 联动预警流程（设备互通）
图3 联动预警流程（数据互通）
2.3视频监控数据的接入和行为分析
基于互联平台软件的视频图像分析模块，接入要进行视频图像分析的摄像机实时监控数据，设置要分析的不安全行为类型、分析间隔、分析区域。以不戴安全帽行为分析为例，接入界面和分析结果如图4、图5所示。
图4 视频监控数据接入及设置
图5 不戴安全帽行为分析结果
2.4联动预警
基于视频图像分析模块发现不戴安全帽行为时，即时推送信息（包括图片、时间、当前摄像机的IP地址）给互联平台软件，基于互联平台软件实现平台内联动预警。即基于GIS技术分析距离发现不安全行为摄像头就近的智能广播设备，通过智能广播语音预警“施工危险区域，请佩戴好安全帽”。同时互联平台软件通过实名制门禁系统获取当前在场的管理人员信息（包括姓名、手机号），并给指定的手机号和APP软件推送即时预警信息，如图6、图7所示。
图6 APP联动预警
图7 短信联动预警
3.结语
经过实践应用，通过一台工作站及配套的互联平台软件，实现了对琶洲西区站40路摄像头不间断全自动化监控分析，结合必要的智能广播设备，改变了传统的人工监控的模式。以不戴安全帽行为分析为例，视频图像分析模块对40路摄像机进行全范围自动化分析（准确率95%以上），一旦发现不戴安全帽的行为，即时推送信息（包括图片、时间、当前摄像机的IP地址）给互联平台软件，并基于互联平台软件实现联动预警。即通过摄像头的坐标位置和GIS技术找到就近的智能广播，并对违规人员进行语音预警；同时通过实名制门禁设备分析当前在场的管理人员，并向其手机和APP推送预警信息。通过视频图像分析联动预警，实现了无人值守、及时发现、及时预警、就近处置，有效提高了地铁施工安全管控的效率。
作者：孙有恒
本文刊发于《中国高新科技》杂志2020年第22期
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