智能安防监控在粮库安全生产中的应用探索*

邵 辉 庞欢欢 张 强 曹雪韬

(浪潮通用软件有限公司 250000)

国务院在《新一代人工智能发展规划的通知》中指出利用人工智能提升公共安全保障能力。促进人工智能在公共安全领域的深度应用，推动构建公共安全智能化监测预警与控制体系。围绕社会综合治理、新型犯罪侦查、反恐等迫切需求，研发集成多种探测传感技术、视频图像信息分析识别技术、生物特征识别技术的智能安防与警用产品，建立智能化监测平台。加强对重点公共区域安防设备的智能化改造升级，支持有条件的社区或城市开展基于人工智能的公共安防区域示范。强化人工智能对食品安全的保障，围绕食品分类、预警等级、食品安全隐患及评估等，建立智能化食品安全预警系统。加强人工智能对自然灾害的有效监测，围绕地震灾害、地质灾害、气象灾害、水旱灾害和海洋灾害等重大自然灾害，构建智能化监测预警与综合应对平台。

1 概述

随着智能化新技术的不断迭代与粮库各子系统的不断完善，粮库视频监控系统也不再停留在简单的监控层面。目前其发展方向主要有两个：一是智能视频监控技术的研究与运用，通过借助目标检测，目标跟踪，分类识别以及行为分析算法，采用智能图像分析技术与方法，对视频中的火情，人员异常流动，危险作业等信息进行智能分析预警；另一个是与智慧消防、电子巡更、门禁管理、光纤测温、报警联动等系统相结合，综合运用多媒体视频技术，计算机网络技术和工业控制技术，实现视频监控与安防的集中、智能化管理，从而打造完善的粮库智能安防系统。

2 现状及隐患

2.1 出入仓粮食传送安全

很多粮食的传输通过皮带机来实现，而皮带机皮带的老化、破损会造成运转时温度过高，从而产生自燃风险，平台采用光纤测温技术，实时采集皮带各个点的点温，对高温点产生联动报警，让相关工作人员可以随时了解皮带的运行状况，对有风险的部位，可及时进行检修，保障粮食的传送安全。

2.2 重点区域、重要设备的安检工作

采用目前较流行的无线巡更设备，根据粮库对正常安全生产的需要，在加强技术防范的基础上，通过电子巡更系统的设置，加强安保人员定时定点定线路的对各区域、各设备进行安保巡视，做到人防与技防的结合，用科学客观的方式确保安全生产。

2.3 重点区域的视频监控工作

对重要场所和区域，平台采用全天不间断录像和实时报警事件侦测，如越界、区域入侵、场景变更、进入区域、视频遮挡、离开区域等各种智能事件，通过周界防范报警事件可及时发现周界入侵者，预防和减少盗窃案件的发生；通过对车间、生产间的视频监视，管理者可以及时直观了解生产情况，对危险作业区域的视频监控，可以避免和减少人身伤害事故的发生。

2.4 车辆出入口管理

集成交通抓拍机、道闸等设备，登记管理内部车辆名单，当识别到内部车辆时自动抬闸放行，通行后，使用地感线圈感应技术，自动落闸，对外部访客车辆或作业车辆进行实名登记，颁发临时通行的IC卡，到访或作业结束后，还回卡片，通行结束。同时对于一些违规或可疑的车辆自动添加到车辆黑名单中，限制其通行。

2.5 库区消防设备的安检

集成了智慧消防子系统，利用水压力传感技术，实时检测消防水泵的水压力，并对消防水泵的异常状态及异常操作产生实时报警，对隐患设备、场地、危险操作每天例行检查并记录留痕，可有效的降低火灾发生的几率，即时发生，也可在第一时间知晓并及时进行抢救。

2.6 高温设备、易发生火灾区域检测

利用红外热成像技术，实时监测物体表面温度，可按线检测，也可按区域检测，会触发相应的高温报警、低温报警、温差报警，同时也可检测烟火，触发烟火报警，可提前做好准备，避免火灾的发生。

3 智能安防应用实践

智慧安防物联平台集成了视频监控、智慧消防、电子巡更、光纤测温等子系统。

3.1 视频监控子系统

监控是各行业重点部门或重要场所进行实时监控的物理基础，管理部门可通过它获得有效数据、图像或声音信息，对突发性异常事件的过程进行及时的监视和记忆，用以提供高效、及时地指挥和安全管理等。随着当前计算机应用的迅速发展和推广，全世界掀起了一股强大的数字化浪潮，各种设备数字化已成为安全防护的首要目标。数码监控报警的性能特点是：监控画面实时显示，录像图象质量单路调节功能，每路录像速度可分别设置，快速检索，多种录像方式设定功能，自动备份，云台/镜头控制功能，网络传输等。视频监控子系统包括鹰眼追视、热成像测温、视频巡查、电视墙、报警侦测、无人机机动巡视、状态监控、监控区域管理、监控设备管理、联动配置、灵活录像等功能，重点介绍如下功能。

鹰眼追视：提供360°全景高清视觉效果，实现无盲点、无死角的监控。可快速跟踪并定位到入侵的目标，多个目标之间的切换非常快速，确保不会跟丢每一个入侵的目标。支持区域入侵、越界、进入区域、离开区域、徘徊、停车、人员聚集、快速移动、物品遗留、物品拿取事件侦测功能;支持检测直径300 m范围内运动目标，可同时检测60个目标;支持点击联动功能，通过在平台端点击或者框选全景摄像机画面任意位置，细节跟踪摄像机可自动通过云台调整与变焦，将该区域置于画面中心，支持目标自动跟踪功能，通过设置智能事件规则，对设定区域内触发事件的运动目标在设定的跟踪时间内进行持续稳定跟踪。并可在跟踪过程中手动切换跟踪目标，在设定跟踪时间内进行持续稳定跟踪。多目标会自动切换，切换时间小于1 s。同时对低照度的夜晚，监控画质一点也不逊于白天正常天气下的监控画质。

热成像测温：采用森林防火级别摄像机，可覆盖5 km范围，通过可见光和热成像双光谱成像，不受雾霾、烟尘、雨雪、黑夜等恶劣环境因素影响；被动式红外热成像，满足隐蔽监控需求，同时支持200个重点区域预置点设置；对出现异常情况，如高温、低温、烟火等，可联动可疑事故点附近的相关监控设备，快速跳转到预制的可疑事故地点，并进行自动聚焦、放大监控画面，及时让相关人员发现异常，实现火情的自动预警功能。

视频巡查：支持巡查摄像机组的自定义，摄像机组包含的摄像机个数没有限制。根据摄像机组编排巡查计划，定时按照编排的计划启动摄像机的巡检任务，若在自动巡检过程发现异常情况，录制异常视频并抓拍照片，并将异常信息推送至相关负责人，相关责任人可随时回放异常视频并查看异常照片，及时处理异常情况。

电视墙：大屏可视化无缝多路视频展示，可支持64路高清视频同时播放。提供电视墙场景列表、电视墙大屏信息、电视墙窗口信息查询、电视墙批量上墙和批量下墙、电视墙场景切换能力等能力。

录像回放：借助硬盘录像机、磁盘列阵等设备实时存储录像文件，可按时间段、报警事件类型、设备等检索并回放录像文件，同时支持对录像文件的打标签、删减、下载、水印显示等功能。

报警侦测：支持越界、区域入侵、场景变更、进入区域、视频遮挡、离开区域、快速移动、人脸识别等多种智能报警事件的侦测，历史报警事件检索、异常事件录像回放和历史报警照片查看。对重要场地、岗位、设备进行实时监视，有异常情况及时报警联动，针对异常情况快速做出反应。重点介绍如下几种智能事件的使用：

越界侦测是在监控区域绘制一根或多根参考界线，当有物体穿越该参考线时，会触发摄像机联动报警。越界侦测功能可以主动防御能够降低异常的发生。

区域入侵可侦测视频中是否有物体进入设置的某个区域，根据判断结算联动报警。主要应用在重点监控区域，闲杂人等禁止通行或停留。

场景变更用于检测摄像机监视的画面有没有发生变化，若变化了则会联动报警，一般指的是非法挪动了摄像机的位置或转动了镜头。

无人机机动巡视：管理无人机的巡视路线，通过多个关键点绘制一条飞行轨迹；按照预设的轨迹进行稳定拍摄图像和录像，并通过数字微波图传和数字跳频传输技术，将采集的图像数据经由地面站传输到安防平台中心，进行分析处理。

3.2 智慧消防子系统

充分利用物联网技术来提高粮库消防安全治理水平，来完善灭火救援决策指挥模式，提升各类灾害事故处置综合效能。

系统主要包括：可燃气体检测、安全隐患巡查、水压力检测、烟感检测、视频监控等功能。

可燃气体监测：安装无线可燃气体探测器用于检测可燃气体泄漏，预防气体泄漏造成的危害。采用NB-IOT或LORA通信技术，实现信号的无线上传。适用于可燃气体泄漏的室内场所，比如粮库的油罐周围。

安全隐患巡查：传统防火巡查广泛存在不到位、记录不真实、有限警力承担无限责任的现状。智慧消防安全隐患巡查系统通过运用NFC等物联网技术搭配智能手机、将单位消防巡查人员的现场检查痕迹通过云服务器端自动进行记录，代替传统纸质检查记录，为单位内部的巡查绩效考核和厘清消防责任提供依据。

水压力监测：据统计，在扑救失利的火灾案例中，81.5%的原因是缺乏供水，通过智慧消防用水监测系统可以有效避免消防水栓、喷淋系统无水可用的情况。系统通过传感器可以实现对各消防设备水压力的检测。监测数据实时通过电脑端和手机端进行查看，出现水压力不足的情况系统可以实现自动报警。

智慧烟感监测：用到的硬件产品：联网型独立式感烟探测报警器，具有安装简单，低功耗，网络稳定等特点，烟感报警器在使用中当烟雾浓度达到设定预警阈值，自动报警，并向平台发送警情信息，响应时间(8 s内)，使用智慧烟感监测系统对封闭场所进行24 h的远程在线监测。

视频监控：是通过安装监控摄像头，对重点部位时刻都处于被监控中。传统的设备是只能“监”不能“控”，需要有人值守在电视墙前，时刻关注屏幕上的动静。图像分析技术的成熟，高清产业的发展，带来了视频监控行业的一次变革。人员在岗情况、消防通道监控、联动报警等功能已经可以实现。

3.3 电子巡更子系统

采用目前较流行的无线巡更手持设备，根据粮库对正常安全生产的需要，在加强技术防范的基础上，通过电子巡更系统的设置，加强安保人员定时定点定线路的对各区域、各设备进行安保巡视，做到人防与技防的结合，用科学客观的方式确保安全生产。

系统为每个巡检设备和巡检地点都有一个唯一的设备编号和地点编号，每个编号都生成一个二维码，巡更人员根据巡更任务到达指定巡更地点，通过手持巡更设备采集当前巡更区域、设备的情况，可拍照、录像，添加文字描述等，设备自动将巡更信息上传到系统，系统生成巡更记录。结合实际巡更管理要求，系统可设定巡更路线、安全责任人，并灵活根据安全责任人、巡更时间、巡更路线，制定出不同的巡更计划，该计划下发到指定巡更人员。系统可统计汇总当前单位的巡更记录，同时上级单位也可以查看下级单位的巡更记录。电子巡更系统通过诸多手段来实现安全监管，从最大程度上降低粮库生产、作业的风险。

3.4 光纤测温子系统

光纤测温的原理是依据后向拉曼(Raman)散射效应。激光脉冲与光纤分子相互作用，发生散射，散射有多种，如：瑞利(Rayleigh)散射、布里渊(Brillouin)散射和拉曼(Raman)散射等。其中拉曼散射是由于光纤分子的热振动，它会产生一个比光源波长长的光，称斯托克斯(Stokes)光，和一个比光源波长短的光，称为反斯托克斯(Anti-Stokes)光。光纤受外部温度的调制使光纤中的反斯托克斯(Anti-Stokes)光强发生变化，Anti-Stokes与Stokes的比值提供了温度的绝对指示，利用这一原理可以实现对沿光纤温度场的分布式测量。

结合高品质的脉冲光源和高速的信号采集处理技术，就可以得到沿光纤所有点的准确温度值。分布式光纤测温预警系统目前性能能够实现测量距离最长25 km的温度进行测量。测温主机包括2 km、4 km、10 km、25 km等系统型号，根据实际工程的大小，可以选择相应的产品型号。

利用光纤传感技术，实时检测仓储内皮带机的传输带点温度，对异常温度点进行分析并产生联动报警，防止因皮带设备老化产生高温自然现象，有效防控库区安全作业。

4 平台特点

先进性：采用目前最先进的物联网技术及计算机技术设计、建设智能化粮库安防管理系统平台。

实用性：所有子系统的建设都符合粮库的实际业务及智能化作业需求，切实提高作业的质量和安全生产。

安全性：本平台着重考虑的因素是安全性，粮库全范围摄像机的覆盖，安防各子系统间协同工作，及高效的联动报警机制，为粮库的安全管理、安全生成提供了有力的保障。

可靠性和稳定性：平台采取成熟可靠的技术和体系结构，选用可靠性高、稳定性好的软、硬件产品。

可扩展性：平台提供良好的数据接口，具有很好的可扩展性和可移植性，可以轻松实现各种子系统的集成。

5 结束语

随着以“互联网+”为代表的新一轮科技浪潮的到来，我国粮食产业转型发展、粮食市场监管调控以及粮食仓储管理手段创新迎来了新契机。近年来，各地方粮食行政管理部门、涉粮央企和粮食仓储企业正在稳步推进信息化工作，主要围绕安防视频监控、智能行为分析、动环监控、报警联动等几个方面进行信息化建设试点与经验探索，通过对实时视频图像大数据进行分析及处理，提取海量视频中的人、车、活动目标等内容信息，将海量非结构化视频、半结构化图片变成有价值的结构化信息的系统。可实现火情报警、高温预警，可疑行为鉴别报警，人物轨迹分析追踪等等，支持对人、车、事、物、地、组织”信息进行全面感知，可以说粮库的深入建设与智能安防息息相关，因此需要我们将已实现的智慧安防成果应用到粮库数字化建中并继续深入探索其更深层的应用。