制造业生产基地智慧巡检
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1.项目背景

XX制造业工厂作为国内知名的家电制造企业,承担着大规模的生产与运输任务。工厂的生产与物流环节涉及大量的货物搬运和装卸工作,尤其是在货运吊装区,存在着登高作业的安全隐患,如工作人员在高处操作时,需确保佩戴安全绳和安全帽。而在泡沫储存间,承载大量的泡沫包装材料,存在火灾风险。

在货运吊装区,工人进行登高装货时,可能会因为疏忽未佩戴安全帽或未系绳,导致发生高空坠落等事故。

泡沫储存间储存大量易燃物,一旦火灾发生,传统的人工巡检无法及时发现和快速反应,存在火灾分散的风险。

目前的安全管理依赖于人工巡检,人员数量和巡检精力有限,难以实现24小时突发监控和处理突发事件,存在效率低和反应不及时的问题。

随着智能技术的迅速发展和应用,如何提高工厂的巡检效率、提升安全管理水平成为工厂面临的主要挑战之一。传统的人工巡检手段不仅运行消耗力,而且难以实时监控每一个关键点为此,工厂需导入自动化的巡检系统,以降低安全风险,提升生产作业效率。

另外,随着科技的不断发展,视频监控系统已成为保障园区安全的重要手段。本园区共安装有200+个摄像头,涵盖大华、海康威视等品牌,为确保这些设备的有效运行与管理,特制定本方案。实现对园区所有摄像头的高效统一管理,确保视频监控资料的安全存储与快速检索,提升监控设备的使用效率与故障响应速度,优化资源分配,确保投入产出比最大化。

在此背景下,制定一套智慧巡检方案,结合现有的摄像头技术与轮式机器人巡检系统,能够有效识别工作人员是否遵守安全作业规范,并在泡沫储存间内实时监控火灾风险,实现自主自动化功能。这不仅能提高工厂的整体安全系数,还能巡检流程,减少人工巡检优化的负担,提升工厂的自动化管理水平。

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1.2行业技术支持

随着工业4.0的快速发展,智慧工厂已成为制造业转型升级的重要方向。智能巡检、机器人自动化、人工智能和物联网(IoT)技术在工厂场景中的应用,正在推动安全管理和生产效率的提升。具体技术支持包括:

AI图像识别技术:能够自动识别作业人员是否佩戴安全帽、安全绳等防护措施,减少人工监督的盲区。

轮式巡检机器人技术:机器人具备自主巡检和路径规划功能,集成了巡检、温度感应等传感器,能够在高风险区域自主巡逻并响应突发情况。

物联网(IoT)平台:通过物联网设备将摄像头、机器人与管理后台相连接,实现数据实时传输、与分析,提升工厂安全监控管理的定制水平。

自动灭火技术:结合智能自动化系统和自主巡检机器人,在火灾发生时及时响应并控制火源,有效降低损失。

1.3企业痛点分析

美的洗衣机工厂的日常生产过程中存在多个痛点,特别是在货运吊装区和泡沫储存间。具体痛点如下:

货运吊装区的安全问题

登高作业的安全隐患:工人在进行货物装卸时,常需要在高空作业。如果不佩戴安全帽或安全绳,存在较大的坠落风险。而传统的人工监督手段难以实现全星、全区域覆盖,容易造成监控盲区。

作业不规范:部分职工未按规定佩戴防护装备,存在违规作业现象。由于管理人员巡查频次和覆盖面有限,无法及时发现并处理违规行为。

泡沫储存间的火灾隐患

易燃物堆放密集:泡沫材料属于易燃物,若储存环境温度升高或通风不畅,容易发生火灾,传统的人工巡检效率较低,无法及时发现火情。

部署不足:设备储存面积较大,且人员巡查频率有限,一旦发生火灾,人工干预和扑救发生措施可能滞后,无法在火情中迅速控制。

传统巡检模式的局限性

人工巡检效率低:人工巡检工作强度大,无法实现实时、全方位的安全,容易遗漏风险点。

数据记录不完整:传统巡检主要依赖人工记录,信息容易丢失或不准确,仓库难以全面了解工厂的安全状态。

安防监控无法统一管理问题:

本园区共安装有200+个摄像头,涵盖大华、海康威视等品牌,无法确保这些设备的有效运行与管理

1.4企业需求确认

基于痛点分析,美的洗衣机工厂对自动化、安全化的管理系统提出了上述需求。具体需求如下:

人员安全监控需求:工厂需要一套大规模的监控系统,保证货运吊装区的工人在登高作业时佩戴安全绳、安全帽等装备,并能自动识别违规操作,及时发出报警,降低安全事故发生的可能性。

防疫火灾需求:针对泡沫储存间的火灾隐患,工厂希望引进一种能够自动巡检火灾火灾、并在火情泡沫中进行火灾的智能系统,发生重大火灾事故。

巡检自动化需求:工厂希望通过自动化巡检技术,减少人工巡检的工作负载,提升巡检效率。特别是泡沫储存间,自动巡检机器人能够通过传感器和自主巡检路径,极大地监控温度、湿度等指标,保证火情防控的及时性。

数据记录与分析需求:工厂需要一个智能数据管理平台,能够汇总摄像头和巡检机器人采集的所有安全数据,形成可视化报告和数据分析,帮助警方实时掌握工厂的安全状况,对异常情况进行追踪和处理。

2.整体解决方案

为了提升美丽的洗衣机工厂货运吊装区与泡沫储存间的安全性与管理效率,智慧巡检系统采用了先进的技术和自动化工具,实现实时监控、智能巡检和火灾预防。该方案整合了现有的监控摄像头、轮式机器人、AI图像识别技术和智能消防系统,为货运区域的作业安全和泡沫储存间的消防防护提供了一套高效、可靠的自动化解决方案。

2.1货运吊装区解决方案

在货运吊装区,存在热点的登高作业和重型车辆进出。作业人员在进行登高装卸作业时,安全防护不足会带来较大的风险,尤其是安全帽、安全绳等防护措施不到位的情况。

图2-1现场图片

2.1.1方案介绍

利用现有监控设施,在系统后台部署AI智能算法,实时监控画面传输到后台系统,通过AI 智能算法,实时分析识别装卸区工作人员的安全措施佩戴情况,及时发现未带安全帽、安全绳、违规行为的情况,发现异常及时告警。

图2-2 方案示意图

摄像头智能识别系统:在货运吊装区的每个监控点安装摄像头,利用现有的监控系统,通过部署AI图像识别技术,实时监测作业人员在高处作业时是否佩戴安全帽和安全绳。违规操作,系统将立即发出警告,通知安全管理人员并记录相关数据。

AI智能分析:系统能够自动识别工人是否处于安全工作状态,如是否佩戴安全防护用品。通过人工智能算法,系统可对工人行为进行精准识别,并与安全规范进行对比,一旦出现违章操作,系统将会自动生成警报。

实时预警与通知:当工人未佩戴防护装备时,系统会自动发送报警信息到管理平台,并将相关信息推送到值班人员的手机或管理终端,确保违规行为能够及时处理。

2.1.2算法介绍

公司算法基于YOLO开源底层自主开发,YOLO是目前比较优秀的实时目标检测算法,使图像分类、目标检测、实例分割三类计算机视觉任务只用一次图像输入就可以完成。YOLO的全称为you only look once,指只需要浏览一次就可以识别出图中的物体的类别和位置。

因为只需要看一次,YOLO被称为Region-free方法,相比于Region-based方法,YOLO不需要提前找到可能存在目标的Region。

也就是说,一个典型的Region-base方法的流程是这样的:先通过计算机图形学(或者深度学习)的方法,对图片进行分析,找出若干个可能存在物体的区域,将这些区域裁剪下来,放入一个图片分类器中,由分类器分类。

因为YOLO这样的Region-free方法只需要一次扫描,也被称为单阶段(1-stage)模型。Region-based方法也被称为两阶段(2-stage)方法。

图2-3算法架构示意图

2.2泡沫储存间的解决方案

泡沫材料属于易燃物品,储存间内的温度和火情监测严重。传统的人工巡检存在巡检频率低、反应不及时等问题,而通过部署智能机器人自主巡检,可以提升预防和应急处理能力。同时配备灭火机器人,当发生火情,系统自主调动灭火机器人前往火源地点,自主执行灭火操作。

图2-4 泡沐间示意图

2.2.1智慧巡检

轮式机器人智能巡检系统:在泡沫储存间内配置具备多功能的轮式机器人,该机器人配备红外热成像、烟雾​​传感器和高清摄像头,能够进行自主巡检。

红外热成像:机器人能够探测到环境温度的异常波动,尤其是在火灾现场产生的热源,可以在火灾爆发之前发出预警信号。

烟雾检测:机器人内置的烟雾传感器能够实时采集空气中的烟雾浓度,并结合温度数据进行锁定判断,一旦检测到火情,将自动启动消防应急预案。

智能火灾系统:当检测到火情时,机器人将自动发行火灾指令,启动自带的火灾装置,对火源进行迅速扑灭。同时,系统点火信息发送到管理后台,启动全工厂的消防预警。

动态路径规划:机器人能够根据存储间的布局,自动规划巡检路径,高效避免与堆放物品发生碰撞,并且可以自主回避,确保巡检任务的完成。

图2-5方案示意图

2.2.2自主灭火

在泡沐储存车间布置灭火机器人,当巡检机器人检测到火情发生,即使告警,并将火源信息上传到服务系统,系统会自主调动灭火机器人前往火源地点,自主执行灭火操作,减少财产损失,预防更大火灾发生。

图2-6自主灭火示意图

通过采集受限空间火灾现场火焰图像、温度等数据,建立各类火点特征的多模态数据库对卷积网络模型进行训练,公司自动识别与定位算法,可以准确识别火源。

2.2.3机器人介绍

(1)巡检机器人

公司自主研发的室外轮式巡检机器人,机器人包括地盘系统、运动系统、传感器系统、机身系统、无线充电系统以及后台系统,可实现自主巡检。

可实现视频监控、红外探测、气体检测、激光雷达避障、图像识别等多种功能。

履带式智能消防机器人主要由四部分组成:运动控制系统、灭火系统、站内终端和远程终端,其中运动控制系统执行巡检任务,灭火系统主要进行火点定点扑救,站内终端用于存储和通讯,远程终端进行集中监控。

1)机械结构

机器人采用履带式底盘加双电机减速机的驱动方式,主要负责设备在巡检过程中的运动、行为的控制,双电机减速机可以提供更为强大的动力,同时履带式底盘使得机器人在复杂的路况环境下运动更加平稳。

2)灭火系统

机器人采用泡沫式电控消防炮以及细水雾双灭火系统,可对探测到火点进行定点扑救,双灭火系统使得机器人能够适应不同的火点环境,选择对应的灭火方式进行扑救。

2.3.1 平台概述

多摄像头融合管理平台,为我司结合视音频、存储、流媒体分发技术,自主研发的满足大并发数访问,长时间录像存储需求,集中管理与分布式部署有机结合的平台。

平台适用于各类大型安防系统项目,具有强大安防子系统集成管理能力。对视频监控系统、报警系统、门禁系统、巡更、人脸识别、车牌识别、电视墙系统、电子地图、物联网设备、AI应用等多种安防系统的各类设备进行“一体化”的管理,通过调用相应的子系统,实现事件子系统间的相互联动。完成各个子系统之间的信息共享,信息交互以及警情的联动处理功能。提高用户的易用性和管理效率,对各种突发事件、警情信息进行有效的掌握,对各种资源迅速直观地调度整合。

2.3.2 系统架构图

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设备接入层:相对独立的各个不同品牌、不同协议、不同类型的设备和系统进行汇聚、统一管理,为系统应用提供可靠的、有效的、稳定的输入来源。

数据传输层:既可以使用标准协议(ONVIF、RTSP、GB/T 28181-2011,GB/T28181-2016,Ehome/ISUP、GA/T1400等)进行接入,也支持使用设备的SDK和私有协议接入进行管理。

数据应用层:根据第三方的需求,提供标准的视频流,无缝集成到第三方应用平台上,如公安平台、小程序、APP。

数据展现层:通过C/S客户端、网页客户端、手机客户端、电视墙解码上墙进行展现。

2.3.4 集成多安防子系统

支持IoT物联网管理、语音对讲、门禁系统、巡更系统等多个子系统的集成和互联互通,实现视频监控与每个子系统之间的互联互通和报警联动,在提高系统的全面运行性能的同时,降低了整体监控系统的管理成本。

视频设备管理:可将不同品牌型号、不同类型、不同协议的安防设备及安防系统进行统一管理;目前已经接入国内100+视频设备厂家:海康、大华、天地伟业、宇视、华为、天视通、雄迈等。

专业的视图库能力:支持通过GA/T 1400协议传输过来的车牌信息识别检索,展示车牌号码、车型、颜色、品牌等信息。支持通过GA/T 1400协议传输过来的人脸信息进行识别和比对展示、检索等。

AI边缘分析盒子:支持前端普通设备接入到AI盒子通过盒子自带的算法规则来进行AI视频分析,多达50种行为分析的检测,适配多种应用场景,准确率高达99.99%。(如智慧工地AI项目监测未佩戴安全帽、反光衣、安全带、黑白名单人员等;阳光厨房AI项目监测未佩戴厨师帽、手套、黑白名单人员等;交通路口AI项目监测车牌识别,事故识别,闯红灯识别等)

门禁系统控制管理:支持立方、汉军、迈斯门禁系统管理,也可根据客户要求接入其他品牌的门禁系统管理;支持实时显示门禁状态、刷卡开门、异常刷卡等,支持远程开关门,支持门的紧急状态设置(如可将门设置成紧急开或紧急关,当火灾等灾难发生时以应对突发事件),支持与视频监控联动控制,支持开关门、报警均可弹出视频,支持在电子地图上标记门并显示实时状态等功能。

平台级联管理: 支持连接海康ISC、9800、8200、7600、7200,大华DSS Pro、7016,天地伟业,宇视VMS,乐橙云等平台。

电视墙控制功能:支持各类解码器解码上墙;支持管理达讯数字、海康威视、大华、天地伟业解码器;支持控制大屏拼接、分割、回放、方案轮巡等功能;支持多电视墙方案、多级电视墙控制。

报警主机管理:支持管理海康、博世、Honeywell、英安特、安礼安品牌厂家报警主机,具备布撤防、旁路等操作,报警关联动作(如电子地图弹窗,上大屏、截图等等),报警数据查询,报警信号主动上传到上级可视化平台等功能。

巡更系统控制管理:支持海康巡更设备管理,可实时获取巡更设备经纬度;也可根据客户要求接入其他品牌的巡更系统管理;支持设定巡更点、巡更路线、巡更方案等;支持巡更报表的导出,以方便巡更系统控制管理;支持在电子地图上编辑巡更点,并显示巡更点实时状态;支持门禁点设置巡更方案。

IoT物联网管理:支持多品牌/多类别智慧物联IoT设备的接入,目前已对接建大仁科设备、平台。可接入应用于用电力、林业、水务、农业、气象、环境保护、石化、物流、供应链等物联网领域多品牌、多类别的智慧物联IoT设备接入。

2.3.5系统的扩展性与兼容性

智慧巡检系统具有良好的扩展性,能够根据需求增加其他监控设备或功能模块,例如:

扩展巡检区域:未来可将巡检区域扩展至整个工厂,包括生产车间、仓库等关键区域,实现全面定制化管理。

兼容新技术:系统架构开放,能够兼容未来可能应用的技术,如5G通信、人工智能深度学习等,以进一步提升系统的自动化水平。

3.系统功能

3.1 AI智慧识别算法功能

公司拥有自主知识产权的AI算法系统,基于模拟人类视觉原理—卷积神经网络(CNN), 利用机器学习和图像识别技术,对定点摄像头采集的数据进行分析,识别异常(如仪表读数超标)。根据AI分析结果,生成报警信息,并通过多种方式通知相关人员。

图3-1 AI图像识别算法

3.3.1安全装备。

AI图像识别系统通过摄像头捕捉货运吊装区的作业画面,自动检测作业人员是否佩戴安全帽、安全绳等防护装备。

安全帽

特征识别:通过分析正确工人头部的颜色、形状和纹理,识别安全帽是否被佩戴。AI算法基于大量安全帽佩戴的图片数据进行训练,能够准确识别不同颜色、款式的安全帽。

视觉检测:系统可以识别工人是否佩戴安全帽,对于未正确佩戴安全帽的行为,系统会发出报警。

安全绳识别

安全绳状态检测:系统通过对作业人员腰部和周围环境的识别,判断作业人员是否系上安全绳。AI会根据作业场景中绳索的长度、位置以及是否紧扣在固定点上来判定是否符合安全标准。

动态追踪:安全绳识别算法具备动态追踪能力,在工人移动时,能够持续监测安全绳的连接状态,确保作业全过程中的安全绳连接无误。

图3-2 后台示意图

3.3.2员工行为分析与违规行为识别

人工智能系统不仅可以识别静态装备,还能够分析工人在高空作业中的行为,判断是否存在不安全动作或违法行为。

姿势识别

通过人体姿势估计(Pose Estimation)技术,系统可以识别出工人的姿势,如爬梯、行走、站立、攀爬、吸烟等。结合作业环境,系统可以判断工人是否进行危险行为。

例如,当系统识别到工人在没有使用安全绳的情况下进行高空作业,或工人违规吸烟,系统会发出警报,提醒管理人员及时干预。

违规行为检测

系统能够检测出多种高空作业中的违规行为,如未经授权的危险操作、多种超载作业、工人自行进入限制区域等。人工智能算法会自动识别出不安全的行为模式,并触发报警。

实时监控与动态分析

AI系统在工人作业过程中,能够持续动态分析工人的行为变化,并做出快速响应。当系统检测到违规操作或危险行为时,立即发布实时预警。

图3-3 后台示意图

3.3.3深度学习与日常优化

AI图像识别技术通过深度学习算法来不断优化并提高识别精度。

模型训练

系统基于大量作业场景的数据图片进行模型训练。数据包括不同的工作环境、不同的键盘条件下的工人佩戴装备、作业姿势等。通过这些数据,模型可以应对多种复杂环境的识别需求。

自我学习与优化

系统具备自我学习功能。在使用过程中,识别模型会根据现场新捕捉的数据进行持续训练和优化,从而提升识别的准确性和鲁棒性,减少误报率和漏报率。

多场景生存

通过多角度摄像头和多场景训练,系统能够适应不同环境的变化,如强光、弱光、遮挡物等干扰因素。AI系统能通过自适应技术调整识别策略,确保在均衡环境下依然能够正常工作。

3.3.4异常行为检测与自动报警

系统配置多个报警阈值,当检测到安全帽未佩戴、安全绳未挂好、工人行为异常或设备超载等行为危险时,立即触发报警。报警信息包括时间、地点、异常类型,并会通过短信、邮件等方式通知相关人员。

3.3.5自动化报告生成:

每日、每周或每月,系统自动生成作业安全报告,包含安全事件次数、违规行为分类统计、人员风险评估等,帮助犯罪嫌疑人做出科学决策。

3.2智能机器人系统功能

3.2.1视频监控

机器人配备高清摄像头,能够实时拍厂区的高清视频,记录设备和环境状况。摄像头具有广角镜头,能够覆盖更大的监控范围。

视频成像系统包含热成像相机、高清可见光相机、高精度云台。

云台为高速高精度云台,旋转速度最高为80°/s,可迅速找到目标位置,旋转角度水平方向为360度连续旋转,垂直方向为±90°,确保全视野无盲区。定位精度高,能准确捕捉预置位置的图像信息。

双视云台内搭载一体化高清相机用于室内可见光成像,其具备大倍数光学镜头控制。同时,该可见光一体化机芯具备防抖动功能,对5-15Hz的振动有明显抑制作用。可见光摄像机采用200万像素CCD成像单元,在实现大范围监控的同时,还能获得高清的画质,有利于实现机器人的智能识别功能。采用高性能处理芯片及硬件平台,性能可靠、稳定,采用先进的视频压缩技术,压缩比高,且处理灵活,超低码率。具有全自动聚焦功能,使用方便。支持TCP/IP、HTTP、DDNS等网络通讯协议。

图3-4 后台示意图

3.2.2红外热成像监测

红外热成像功能是一项重要的技术,它通过检测物体表面的红外辐射来获取温度分布信息,帮助发现设备和设施的异常温度变化,从而预防故障和安全事故。在厂区的轨道机器人巡检系统中,红外热成像功能可以用于检测周围环境的温度情况,提供更为精确和全面的巡检数据。

巡检机器人搭载红外热像仪,巡检机器人在对工艺装置区进行巡检过程中,热像仪可以安全及时的检测法兰因高温、腐蚀等原因导致的泄漏状况,准确定位泄漏部位,帮助工作人员在第一时间正确修复故障。

图3-5 后台示意图

3.2.3极早期火情预警

机器人内置高灵敏度的吸入式烟雾探测器,能够快速、准确地检测泡沐车间的烟雾浓度,提供早期火灾预警。当烟雾浓度超过预设阈值时,系统会立即发出火灾预警信号,启动声光报警装置,并将预警信息上传至后台操作系统和维护人员。系统会实时记录烟雾探测数据,生成烟雾浓度变化图,为火灾预防和后续分析提供详细数据支持。

图3-6吸入式烟雾探测

3.2.4火点自主扑救

消防机器人通过前期准备工作,现场指挥员根据后方辅助决策系统提供信息,并根据其个人历来灭火和抢险救援经验,做出正确判断,发出遥控指令,指挥消防机器人进行现场消防灭火处置。

当发生火灾时,消防炮装置启动,发出信号到机器人主控中心,实行报警,自动启泵、开阀,把灭火剂及时、准确地喷向着火点,瞬时间即可把刚刚初燃的火源扑灭,若有新的火源,灭火装置将重复上述灭火过程,待全部火源扑救后又重新回到监测状态

消防机器人同时搭载电控消防炮以及细水雾系统,可适应不同环境的火源现场,提高火点扑救效率,同时细水雾系统可为消防机器人本身降温,提高消防机器人的环境适应能力。

图3-7 自主灭火示意图

3.2.5自主巡检

自主导航:机器人搭载指向激光雷达、指向传感器和SLAM(即时定位与地图构建)技术,能够自动进行真空储存间的3D地图,并规划最优巡检路径。

自主避障:机器人巡检过程中,会实时检测周围环境的变化,自动发现障碍物。它能够识别动态障碍(如移动的人员规划或车辆),并重新路径,确保巡检顺利进行。

巡检任务配置:管理平台可以通过预设路线、巡检频率和时长,对巡检机器人进行巡检任务配置。比如,每天多次对泡沫储存间的关键位置进行重点巡查,检测设备温度、环境湿度等关键参数。

3.2.6异常检测与报警

机器人后台系统对传感器数据和仪表读数进行实时分析。系统通过预设的阈值和算法,识别异常情况,如气体泄漏、温度异常、压力超标等。

当系统检测到异常情况时,会自动生成报警信息。报警信息包括异常类型、发生位置、时间等详细信息,确保相关人员能够快速响应。

可通过终端控制实现手动巡检和自动巡检功能,手动操控机器人完成强制巡检以及限定机器人巡检点位或区域功能,形成巡检记录,与之前巡检记录进行数据分析,找出数据异常进行报警。

3.2.7无线充电

整套系统采用无线充电方式,无需在对应用区域进行二次施工,可进行非接触式无触点充电,无电火花产生,可以工作在具有易燃易爆气体和粉尘环境中,充电过程中无需精准对准充电位置,允许一定范围的位置误差,无需人工插拔电线。机器人续航能力满足巡检要求。充电充满时长不大于4小时,满电续航不小于8小时;具备低电量报警功能,电量低于相应数值自动充电功能,实现真正的无人值守。

图3-8无线充电器示意图

3.3中央管理平台功能

3.3.1多层设备管理:

网络头状态监控:平台可以实时监控所有网络头的工作状态,包括在线/离线状态、录像存储情况、网络连接质量等。

机器人状态监控:平台对机器人电量、任务进度、巡检路径等进行实时监控,当机器人电量低于设定值时,系统会提醒管理员进行充电操作。

3.3.2回顾与备份:

视频存储与搜索:系统自动存储监控视频,支持多维度视频搜索功能(按时间、区域、事件类型等),并回溯安全事件。

AI分析数据存储:所有AI识别的结果、报警记录和分析数据都会自动存储在数据库中,后续的统计和分析。

自动备份:系统定期进行数据备份,确保视频和数据在硬件发生故障或系统崩溃时不丢失。

3.3.3报警与通知管理:

实时报警:当监控设备或巡检机器人检测到异常情况(如未佩戴安全装备、设备过热、烟雾检测到火情等),系统会立即生成报警通知,通过声光报警器提醒现场人员,并通过短信、APP大众等方式通知司机。

分级报警:系统支持根据事件严重性设置不同的报警级别,如轻微的违规行为就会生成低级报警,严重的违规或火灾等会触发紧急报警,确保各类事件都能得到适当的处理。

3.3.4多维度数据分析与报表生成:

安全事件分析:平台自动生成安全事件分析报告,包含每个区域的安全事件数量、事件类型、处理时间等,帮助管理人员及时了解趋势。

巡检报告:平台定期生成巡检报告,记录机器人每次巡检的数据,包括巡检区域、检测到的环境数据、设备状态等,确保巡检任务的完成情况透明可控。

警方决策支持:系统通过可视化的安全分析图表,为警方提供数据支持,帮助其快速做出决策,提高安全管理效率。

四、施工实施方案

4.1项目实施目标

(1)在货运吊装区,利用AI图像识别技术对作业人员的安全帽、安全绳等防护装备进行实时检测,确保作业安全。

(2)在泡沫储存间部署巡检机器人,实现自动化巡检和火灾检测,包含温度监测、烟雾检测及自主灭火功能。

(3)建立统一的综合管理平台,实现对所有摄像头和巡检机器人的集中管理和数据分析,进行实时报警与处理。

4.2实施实施方案

4.2.1前期准备工作

(1)需求确认

与工厂安全管理部门进行需求沟通,确认货运吊装区和泡沫储存间的安全管理痛点,包括人员安全防护、火情预警、设备管理和响应时间。

确认200+个摄像头的现有布局和可覆盖区域,并根据需求增加或调整摄像头的布局。

(2)现场勘察

工程团队进行详细的现场勘查,标定每个安装点的位置,确定摄像头的安装高度、视角、视野覆盖范围,并规划巡检机器人的路线和充电站位置。

(3)方案设计与施工图纸

根据现场勘查结果,制定详细施工图纸,包括:

摄像头布置图:摄像头的安装位置、设备型号、视角和网络连接方案。

确保网络布线图:规划所有监控设备的网络连接方案,稳定的视频传输。

巡检机器人路径规划图:在泡沫储存间规划巡检最佳巡检路径,确保无监控盲区。

控制中心与数据交互流程图:展示管理平台与外围设备的交互方式及数据流转路线。

(4)设备采购

确认设备选型,采购适合项目需求的监控设备(大华、海康威视品牌摄像头)、AI服务器、轮式巡检机器人、存储设备、网络交换机等硬件。

4.2.2设备安装与系统调试

(1)网络与电源布线

网络布线:根据布线方案,消耗高带宽的6类或7类网线,保证摄像头的视频信号稳定传输。重要区域可使用器件传输,提高传输速率和稳定性。

电源布线:为摄像头和机器人提供稳定的电源,摄像头采用PoE(以太网供电)技术,减少电缆布设的复杂度;巡检机器人需设置自动充电站。

(2)摄像头安装与调试

货运吊装区摄像头安装:根据施工图,在货运吊装区安装先进的高清摄像头,确保监控范围覆盖整个装货和登高作业区域。摄像头应具备低光夜视功能,可视化高作业空进行重点监控。

泡沫存储间网络头安装:在泡沫存储间的关键位置安装网络头,确保火情监测的高清可视化,同时保证安全隐患区域的实时监控。

调试:网络头安装完成后,进行焦距调试、视角调整,确保监控区域无盲点。利用管理平台查看网络头画面,检查图像时序、视频流传输延迟,确保满足项目要求。

(3)巡检机器人部署

机器人安装与路径设定:在泡沫储存间设置巡检机器人站点,并规划机器人巡检路线。机器人路线需覆盖所有关键位置,包括泡沫材料储存点、火灾高风险区域及充电站位置。

功能风险调试:对机器人进行自主巡检、障碍物避让、烟雾与温度检测、火情响应等功能的测试,确保机器人能够自动识别并反馈信息。

(4)AI系统部署与调试

AI图像识别系统安装:将AI系统部署到数据中心服务器,用于分析摄像头拍摄的图像。安装AI安全帽、安全绳识别模型和火情检测模型,并通过机器学习调整识别算法。

AI模型调试与优化:测试系统对佩戴安全帽、安全绳的识别准确性,尤其是在不同光线条件下的识别效果。同时对火情预警功能进行模拟测试,确保系统能够在火灾早期准确识别烟雾、温度升高等信号。

模型局部化优化:根据工厂的具体环境特点,如光线、人员密度等,进一步优化AI识别模型,提升模型的局部化识别和识别准确度。

(5)综合管理平台搭建

服务器与数据存储系统构建:在数据中心部署高性能服务器,确保可以处理200+摄像头的实时视频流及AI分析结果。配置时序的存储空间以存储历史监控录像和巡检数据。

平台软件部署与功能配置:安装综合管理平台软件,完成摄像头、机器人、AI识别系统的接入配置。平台需具备实时数据视频查看、AI报警主动、巡检记录查询、历史数据回溯等功能。

联动调试与集成测试:调试摄像头、巡检机器人、AI系统和管理平台的集成联动,确保所有设备和系统功能无缝对接,保证实时数据传输的准确性和系统响应的及时性。

4.2.3测试与验收

(1)单元测试

网络头测试:对每台网络头的图像质量、视频流传输稳定性进行测试,确保视频流在不同的网络负载下保持清晰和稳定。

AI图像识别测试:通过模拟人员佩戴或未佩戴安全防护装备,验证AI系统的识别准确性和响应速度。进行不同时间段(白天、夜间)的测试,确保系统适应环境变化。

完成巡检机器人测试:机器人应自主巡检、障碍物规避、温度和烟雾检测等测试,确保在不同路径和场景下的运行稳定性。

(2)集成测试

系统集成后,进行整体测试。模拟多个实际场景,验证系统整体的工作性能和联动效果。例如:模拟高空作业人员未佩戴安全设备,系统能否及时报警;模拟泡沫储存间发生火情,巡查检测机器人能否迅速做出响应并上传报警。

(3)验收

在200+个摄像头同时在线时,对系统进行压力测试,验证服务器处理能力及存储系统性能,确保在大规模设备并发工作时,系统仍然能够稳定运行。

(4)用户培训

工厂安全管理人员和IT维护团队进行系统培训,确保他们能够熟练使用综合管理平台,查看实时监控、巡检记录、处理报警信息及进行日常维护。

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