基于Face++智能电源管理平台的应用研究

朱帅

（江苏联合职业技术学院 苏州建设交通分院，江苏 苏州 215104）

0 引言

建筑业是我国国民经济中的重要物质生产部门，关系到整个国家经济的发展、人民生活的改善有着密切的关系。当前我国建筑业安全形势较为严峻，事故起数和死亡人数总量仍然较大，仍属于劳动密集型产业，各地各企业安全管理水平差异大。

建设工程施工现场无论是施工机械、钢筋加工设备、场地的临时照明、给排水电气暖通的安装还是施工人员生活区用电，这些都需要用电。随着经济的发展科技的进步，科技含量不断提高，智能化程度也不断加强，建设工程项目的施工机械化和自动化程度也不断提高，用电的范围也逐渐广泛。但在电能给生活和工作带来方便的同时，也存在着不利的因素。施工工地由于用电设备种类多、用电量大、工作环境不固定、临时使用的特点，容易引发触电伤亡事故，因此，加强施工现场临时用电管理，按照规范用电，是施工安全的一个重要保证，也是需要解决的紧急问题。

智慧工地能够快速发展，主要由于其具有以下优点。

（1）专业高效的项目管理。在智慧工地管理理念下，面向施工全过程实行监控、安全预警和防范，快速高效地获取项目施工管理的各项信息，提高项目管理效率。

（2）网络化、数字化的项目管理。智慧工地借助于大数据处理平台，促进各项工作之间的高效协同，形成虚拟空间与实体的映射关系，较好地实现建筑施工现场数据的链接和共享。

（3）在线智能化的项目管理。在智慧工地理念和方法支持下，能够实时采集建筑工程施工现场进度、人员、环境等基础数据，通过对相关数据的在线智能分析、预测和处理，能够及时察觉建筑工程施工的安全隐患，并对其进行快速高效的监管和防控。

（4）集成化的项目管理。在智慧工地安全管理理念之下，能够对建筑工程各项资源进行优化配置和应用。并对各项管理软、硬件进行集成，快速高效地将信息整合到智慧工地系统之中，提高建筑工程安全管理的高效与稳定性。

劳务实名制度管理的精准化、机械设备设施管理的智能化、安全视频监控管理的自动化已经在智慧工地上得到了应用，但是智慧工地的集成平台还不够完善，在用电管理方面缺乏精细化管理和节能理念。因此，通过开发智能用电管理产品，对接智慧工地管理平台，使智慧工地更加“智慧”。

1 搭建平台

1.1 整体框架

如图1所示，对总配电箱、分配电箱、开关箱进行改造升级，在配电箱和开关箱中嵌入智能电源管理产品。智能电源管理产品是一种智能可控转接头。通过人脸识别技术设置身份识别组件，实现用电设备的通电、断电；实现用电权限管理，提高设备用电安全性。

图1 智能电源管理产品在智慧工地中的框图

基于生物识别技术的智能电源管理产品，根据授权人员的指纹或者人脸才能接通电源与用电设备，实现用电设备的权限管理。

由于生物识别具有唯一性，因此可以根据施工现场的监督人员，设置相应权限，授权人员通过生物识别才能使电源与用电设备接通电源。如果无相应权限，用电设备将无法接通电源。通过权限管理，避免了擅自上电、随机上电的可能性。同时生物识别省去了监督人员的纸登记。若发生用电事故，可以快速查询到用电管理的监督人员，为企业追溯事故减少了时间、人力成本，为企业管理提质增效。

1.2 系统平台

智慧工地管理平台应用智能电源管理产品，通过提供人员照片，利用Java开发的接口搭建而成。它采用旷视Search API算法，实现人脸搜索功能，根据临时施工现场的人员权限，判断是否能通断电源。搭建的智慧工地管理平台如图2所示。通过平台的管理，能够实现用电安全从意识防范到技术防范的跨越。

图2 智慧工地管理平台的搭建

2 设计平台

2.1 Face++Search API接口

Face++Search API[4]能够针对一个目标人脸，从已有的人脸集合中搜索并返回相似的人脸，同时还会返回相应的置信度分数与阈值。返回值confidence为比对结果的置信度，范围为[0，100][5]。数字越大，表示两个人脸越可能是同一个人。本平台利用前端摄像机抓拍人脸图像，然后与超星泛雅平台上传的人员图片进行人脸信息比对，若返回值confidence＞60，则比对成功，说明为同一个人。

2.2 平台权限管理

本平台采用的人脸识别门禁一体机具有识别率＞99.8%、识别速度＜150ms的超高性能，最重要的是拥有OpenAPI接口。API接口主要分为Online-权限接口、系统管理、识别记录、员工管理、考勤管理、综合管理、人员分组、权限、时段＆假日管理、主机-系统管理、主机-识别。本平台调用的API接口为Online-权限接口、主机-系统管理、主机-识别、权限、员工管理。Online-权限接口用于登录并获取cookie，退出登录接口。主机-系统管理中主机NTP客户端控制保证人脸识别机与服务器时间一致。主机识别包含1∶1认证，静态1∶N识别。人脸1∶1认证是计算机对当前已知的人脸信息与人像数据库进行快速人脸比对，并得出是否匹配的过程。静态1：N识别是前端摄像机采集照片信息后，从海量的人像数据库中找到与当前使用者人脸数据相符合的图像，并进行匹配。即为Face＋＋SearchAPI接口。Face＋＋SearchAPI能够针对一个目标人脸，从已有的人脸集合中搜索并返回相似的人脸。同时还会返回相应的置信度分数与阈值，返回值confidence为比对结果置信度，范围[0，100]，数字越大表示两个人脸越可能是同一个人。本平台调用静态1：N识别，访问地址为主机地址，返回值中person为识别出来的用户，confidence表示相似度。本平台假定confidence＞50为同一个人。Can＿door＿open综合考虑门禁设置、当前时间、识别用户是否可以开门。门禁权限请求参数中name建立门禁规则名，schedule＿ids为门禁时段设置。返回值中Status为权限状态，1代表开启，2代表关闭。员工管理包含上传人员底库、人员头像、入库图片质量检查。上传人员底库将图片转为底库，并加入photo表。请求参数中底库图片，不能上传两张相同图片。返回值中产生底库保存路径。入库图片质量检查是否符合入库要求，图片格式为JPG（JPEG）或PNG，图片像素尺寸最小48*48像素，最大4096*4096像素，图片文件大小为2MB。若图片符合要求通过，返回相应数据，若质量检查不通过返回错误信息。利用开发的Java系统判断人员是否具有用电管理权限，若为施工现场录入系统的人员且人脸识别成功，那么该人员可以通断电源；反之，则不行。

2.3 时间管理

智慧用电安全监控系统在施工工地的主要作用是强化对施工区域、生活区、办公区的用电管理，可实现以下功能。

（1）分时段控制电路通断功能（即通，断电时间预设）。施工人员的生活区临时用电是否符合规定关系到工人生活的安全性，也是整个工程项目高效稳健建设的重要保障。在施工高峰期已过项目往往有上千甚至几千建筑工人同时居住，这么多人集中生活在临建设施中，如何安全合理地使用电能尤其是大负荷用电就显得特别重要。在工人上班时间对生活区宿舍进行远程断电，避免因工人疏忽大意未关闭电源致用电设备长时间运行引发电气火灾。同时根据数据分析，施工现场的钢筋弯曲机、电焊机、对焊机等用电设备长期处于空载状态，用电浪费。

（2）对于夜间大灯照明也可实现定时送、断电，节能控制方便快捷。智慧用电监控系统适合于施工工地使用的一大特点就是拆装方便，智慧用电系统的终端采用的都是无线安装的方式，只需安装在需要监测区域的配电箱内，不用单独走线，安装方便，数据通过无线互联网上传；在需要转移的时候，只需把设备拆除转移即可，不用多次购买设备，一套设备可多个项目反复使用。

原有智慧工地管理平台中的智能电表主要是监测耗电量。从结果上分析用电量，优化用电，是一种滞后的用电管理。现有方案是在智慧工地平台上对产品的后台数据深化研究，统计授权人员以及常用设备的工作时间，在平台上设置权限与设备用电时间，远程或者现场都可通过权限管理和时间限制，提高用电者的节电意识，确保建筑工地用电的科学性和节能性。

2.4 关键代码

3 结语

随着智慧工地的大力推广，建筑工地施工现场的用电安全管理必须实现智能化。通过开发智能电源管理产品，利用人脸识别技术和API接口搭建平台，设置用电使用权限，解决了原来施工现场用电管理混乱及事故追责难的问题，为企业的管理提质增效。同时智慧工地管理平台还可以远程设置用电设备的时间，提高了用电者的节能意识，确保建筑工地用电的科学性和节能性，完美填补了智慧工地对电源管理的薄弱一环。