基于视频识别的施工电梯效能分析

2021-06-29李家盛杜子文沈雅雯

建筑施工 2021年2期

李家盛董艺杜子文沈雅雯

中国建筑第四工程局有限公司广东广州 510665

施工电梯是建筑施工中垂直运输的关键载体，其运输效能及运输安全尤其重要，直接关系到项目施工生产的顺利进行。在项目施工中，不仅要对施工电梯的载重进行限制，还需要对载人数量进行限制，尤其是在2012年武汉发生死亡19人的施工电梯事故后，对人员限载的要求就更加严格[1]。目前，常用的施工电梯超员检测方式有压力检测和红外线检测，由于压力检测对硬件的要求较高，导致施工电梯制造成本较高，而现有的红外线检测系统，只能监控电梯内的人数，不能监控电梯在每一层楼的人员进出状况。因此，本文从经济、实用、智能等角度出发，研究基于视频识别的施工电梯效能分析，为项目部提供更智能、经济的管理手段。

1 工程概况

试验依托寺右万科中心项目，位于广州市天河区临江大道1号。在试验期间，项目处于在建状态。本文通过在SC200/200型施工电梯内安装摄像头及二维码扫描仪，进行施工电梯运输人员的流量统计及楼层识别，通过GPRS无线远程传输，将数据发送到云平台后实现可视化管理。其中，视频识别技术是指采用智能化的视频分析算法，对设定工作区域内工作人员的特定举动进行自动检测与识别的集成化系统[2]（图1），GPRS无线远程传输是基于GPRS数据业务，通过GPRS无线网络进行数据的远程传输，实现对远程终端监控的无线通信方式[3-5]。

图1 监控系统

2 技术路线

针对施工电梯人流监控及作业楼层信息识别，其功能应该满足如下要求：

1）具有精准的人体识别功能。作业人员会利用施工电梯运输材料或设备，因此要求监控设备具有人体识别功能，不受斗车或设备干扰，当人并排同时进出电梯轿厢时也能准确识别，还应避免已站在轿厢内的人员关门时被错误判定。

2）具有信息传输功能。要达到智慧管理要求，应实现监控数据的自动传输，并且能在平台上反映出时间、进出人数及电梯内人数、作业楼层位置等信息。

3）二维码扫描仪在阴暗环境下的扫描灵敏度大大降低，因此对环境进行补光，是提高其灵敏度的有效措施。

因此，本研究的技术路线从以下方面进行，以满足识别技术的各项要求。

1）购置能以头或安全帽、双肩为识别样本的摄像头[4]，安装在电梯轿厢内靠近通道门一侧的顶部，离梯笼门100～250 mm，拍摄方向与重力方向倾斜15°且指向梯笼门上部，并通过绘制检测线调整检测范围。试验表明，该摄像头及其安装方法可以准确识别人体特征，不受其他环境影响。

2）购置带串口透传功能的工业路由器，作为设备的信息传输媒介，具有4G传输功能。试验表明，该设备运用了物联网技术，数据传输速度快，且稳定。

3）在二维码固定装置上加装低能耗射灯进行补光。试验表明，在夜间环境下，二维码扫描仪的扫描灵敏度有所提高，满足夜间扫描的要求。

3 设备安装及调试

3.1 人流视频识别设备安装调试步骤

1）在试验项目上随机选取已投入使用的施工电梯，选择轿厢顶部中间龙骨处开孔固定摄像头底盘。

2）调节摄像头镜头，让其朝向电梯门一侧。

3）沿电梯轿厢顶部布置电线为摄像头供电，并用网线将摄像头与手提电脑连接。

4）登录调试界面后，先将摄像头的默认时间修改为当前的PC时间，并将服务器地址修改为特定的服务器地址。

5）在调试软件中绘制检测线，控制检测范围，避免在关门时对人员进行进出电梯的判定，检测线绘制完成后即完成摄像头的安装调试。

3.2 二维码扫描设备安装调试步骤

1）根据二维码扫描仪的尺寸，制作具有可调节角度功能的固定装置。

2）将二维码扫描仪固定在轿厢内的电箱一侧，并调节好扫描角度。

3）制作具有楼层号的二维码铭牌。

4）在电梯防护门上找到二维码扫描仪的扫描区域，可听到扫描仪发出“嘀”的响声，证明已位于扫描区域内，并用扎带将其绑扎在防护门上。

5）沿电梯轿厢顶部布置电线将工业路由器串口与扫描仪连接，完成扫描设备的安装。

3.3 平台接入

1）摄像头联网后，登录云平台系统，录入该电梯内的摄像头序列号等信息，并与该项目进行绑定，出现“在线”状态即绑定成功，完成平台的接入，此时监控数据可在平台上实时反馈。

2）将工业路由器通过网线与电脑连接，登录路由器ip，设置相应的服务器网络透传信息，接入服务器。

4 电梯效能分析

根据监控系统反馈的数据，对其进行初步的数据分析。本文以6月14日的电梯数据为例进行对比分析，结果如表1、图2、图3所示。

表1 电梯使用高峰期统计

图2 电梯停靠作业层频次关系示意

图3 人流与作业楼层关系

根据项目部提供的每日施工情况，6月14日当天该楼栋施工至25层，施工总人数为55人，分布于不同的作业楼层。

由表1可以看出，6月14日工人的上下班时间为2：00—17：00（含加班），其中6：00—7：00为工人上班高峰期，16：00—17：00为下班高峰期，9：00—11：00、13：00—15：00为施工电梯使用高峰期，使用人次高达117次，相当于当天施工总人数的2倍有余。由图2可以看出，除1层外，施工电梯停靠作业层最多的是21层，占比为37.23%，其次是19层，占比为13.8%。根据每日施工计划，21层是二次结构施工层，19层为机电风管作业层，工人进出电梯主要是运输砌筑砂浆、灰砂砖及风管材料。由图3可知，在施工电梯使用高峰期，电梯运行过程中的梯笼内人数少于9人，无超载超员情况发生，电梯处于安全状态。

表1、图2和图3的统计结果表明，该楼栋作业人数不多，但是作业分布楼层相对比较分散，施工电梯使用频繁，基本不存在间歇时间，充分发挥了施工电梯的效能。

5 应用效果

本套系统在项目中的试点应用，使项目管理人员能更加直观地对施工电梯的运行状态进行实时监管，及时了解工人的流量情况，保障了施工电梯的运行安全，为项目提供了更加便捷的管理手段。另外，经过一系列的大数据统计及分析，能为今后类似项目的施工电梯配置优化分析提供参考，从而在保证垂直运输效率的同时，选择最经济、最合理的电梯配置数量，充分发挥施工电梯的效能。