基于人脸识别的电网施工安全管控系统设计

宋华松 万磊 雷雨 王旭东

摘要：本文针对电网基建施工现场关于项目管理关键人、作业关键点方面的主要问题，设计实现了基于人脸识别的电网基建施工安全管控系统，满足电网基建施工现场的人员身份识别、作业规范识别及日常考勤管理等需求，保证了电网施工现场的安全。

关键词：电网;安全施工;人脸识别;管控系统

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）04-0152-02

0 引言

国家电网提出“深化基础设施建设队伍改革，加强安全管理”的12项配套政策，其关键因素有两个：抓好项目管理的关键人员和抓好现场操作。这两个关键点目前主要存在以下几点影响安全的因素：非持证施工人员随意进入施工现场带来安全隐患;从事特种作业的人员无特种作业证的违规现象;同进同出和监理旁站关键安全管控人员擅离岗位现象;在关键过程中，施工人员随意出入，影响安全和效率。

为了解决上述影响电网基建施工的问题，本文设计基于人脸识别的电网施工安全管控系统，通过系统24小时不间断管控施工现场，从而保证电力施工现场的安全生产。

1 系统整体设计

该系统主要功能模块包括：供电模块、非施工人员识别模块、特种作业人员资质识别模块、安全帽和安全带佩戴识别、数据处理模块、报警信息、报警联动。系统拓扑结构如图1所示。

（1）供电模块：采用移动式太阳能+储能电池作为电源供应，便于携带，清洁高效。（2）非施工人员识别模块：采用毫米波雷达侦测技术，实时扫描侦测施工范围内人员总数量M人，再利用RFID射频识别技术识别施工人员N人，分析模块做差值计算（ M-N ）计算得出施工区域内非施工人员数量。（3）特种作业人员资质识别模块：采用GPS+射频识别技术单元实时上传特种人员具体位置，利用GPS采集施工人员身处高度与人员资质对比判别登高人员是否具备登高资质;利用摄像机人脸识别和行为识别算法判别地面特种作业人员是否具备相应作业资质。（4）安全帽和安全带佩戴识别：采用安全帽和安全带识别算法摄像机实时侦测现场未佩戴安全帽人员。（5）数据处理模块：采用嵌入式ARM+DSP双硬件架构，实时分析处理采集数据，给出报警信息。（6）无线通信模块：采用4G七模全网通通信模块，将数据分析结果和报警信息第一时间传给监控平台，模块抗干扰性强，通信稳定。（7）报警信息：现场监控站会第一时间收到报警信息，另外也设计了监控平台报警窗口，有报警信息及时弹出报警窗口和联动报警音箱，通知值班人员。另外报警信息还及时传达给现场施工负责人手机APP或者微信。（8）报警联动：出现报警信息的情况下，主机会联动现场智能识别摄像机，录制报警点的视频画面，比如视频画面切换到非施工人员场景或者切换到不具备资质的施工人员场景。实时存储到本地和服务器，便于留存查证。

2 系统详细设计

2.1 无证人员身份识别

针对基建施工现场场地开放，面积不固定，区域不规则等因素，本文采用区域型机械扫描式毫米波雷达对设定的侦测区域范围进行360度全方位实时侦测，进入防区的目标进行侦测预警，经过雷达自带的深度识别技术辨别侦测的目标是人员还是机械，通过专用算法识别设定区域内人员数量[1]。

现场数据采集装置通过采集毫米波雷达侦测到的施工现场范围内所有人员数量M，采集射频识别读写器识别到施工现场人员数量N，做简单的差值计算M-N，得到进入施工现场的非持证人员数量Y。经过装置计算分析，若Y为正数则认为施工现场有非持证人员进入施工区域，联动现场装置配备的声光报警装置提示现场负责人，并将报警信息保存至数据库存档，上传至安全管控平台，推送给需要报警信息的其他负责人。

2.2 关键人员身份核查

在识别施工现场所有人员都符合持证进入条件后，我们还需要进一步判断每个作业工种人员是否具有对应的作业资质，进一步确认是否有违规作业的情况发生。

针对以上应用需求，将特种作业人员的脸部信息事先采集到数据库中，并在数据库中将人脸信息与特种作业证信息匹配，从而确认其身份。在实际的施工过程中，通过摄像机实时扫描特种作业区域内作业人员脸部特征，并进行信息提取与数据库中的信息进行对比，若与数据库中留存信息不匹配则认为存在违规操作情况，发出报警提示。

2.3 管理人员到岗履责痕迹督查

针对管理人员到岗位履责痕迹督查需求，本文设计应用单兵巡视记录仪或者智能安全帽来实现。两种产品都有GPS和北斗双定位功能，佩戴于管理人员胸前或者头上，管理人员活动轨迹，工作言语都会实时录制存储在记录仪里，并上传到监控平台[2]。

智能安全帽是针对施工现场特别研发产品，主要应用在电力施工过程中的安全管控，作业流程监控方面。除了佩戴方式基本功能与单兵巡视记录仪功能类似。

2.4 施工人员动态管理，进出场考勤管理方案设计

运用射频电子标签技术也可实现施工人员动态管理，进出场考勤管理。全体施工员工每人佩戴有源电子标签一张，作为门禁考勤卡。用于上、下班时和一天当中考勤记录，只要标签处于读写器读写器有效识别范围，则阅读器便可自动识别自动识别到该标签信息，通过软件系统自动记录考勤信息，终端阅读器可以做到每10秒钟扫描一次设定范围内的人员到位情况，完全可以识别上班打卡，中途离场的情况发生[3]。

本考勤方法能有效地提高人员考勤的效率和准确性，实现远距离无接触自动识别。

3 结语

本文针对电网基建施工现场存在的主要问题，设计实现了基于人脸识别的电网基建施工安全管控系统，解决了电网基建施工现场的人员身份识别、作業规范识别及日常考勤管理等需求，保证了电网施工现场的安全。

参考文献

[1] 李科选，王美焰，李畅.某毫米波雷达天线系统结构设计与分析[J].机械与电子，2019，37（3）：43-46.

[2] 李迥.施工现场智能化安全管理应用研究[J].施工技术，2017，46（20）：139-141.

[3] 陈超，童可君，杨艳.一种基于电子标签技术的电力安全工具系统设计与应用[J].科技创新与应用，2019，4：86-87.