安监智能分析视频监控解决方案.docx

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安监智能分析视频监控解决方案

安全生产监管智能视频分析系统

解决方案

2017年7月

1、项目需求

1.1概述

伴随着国家对安全生产的愈加重视，已经有越来越多的企业构建起现代化的智能监控系统。

尤其像采矿、石油、化工、电力、建筑等易发事故行业的生产安全问题更加突出。

根据以往事故统计分析，很大一部分事故是由于人为的疏忽或违规操作而导致了事故的发生。

针对安全问题政府主管部门和企业也采取各种制度和监管措施等高压态势以降低安全事故的发生，但是不按安全守则违规操作的情况时有发生，这就需要监控系统来发现这类情况，及时采取制止措施。

在各种的监控方式中视频监控是应用最普遍的一种，在实际应用中也起到了一定效果，但是由于传统的视频监控存在一定的缺陷，传统的视频监控系统需要中控人员对着大屏幕看来判断是否有异常发生，人的因素和监控系统的局限性（由于摄像机数量大于屏幕实际有效显示数量，一般采用轮询和多画面显示结合）往往导致不能及时全面发现和防止事故的发生，更多的只是作为事后的记录凭证。

我们提出基于视频智能分析系统的监控系统将人工智能和传统视频监控系统相结合，协助中控人员及时发现和处理异常事件有效的防止人为事故的发生；利用先进的软件系统在几分钟内便可完成传统视频监控中大量的数据分析和事件提取，提高了监控系统的使用效率，为企业的安全生产保驾护航。

1.2用户需求分析

●人脸识别：

人员经过时在1秒内提取出人脸和人脸库（黑、白、红名单）进行比对，并及时做出状态报警；

●入侵检测：

当有目标进入设防区域内1秒内发出警报信息；

●物品丢失和遗留检测：

当监视范围内的有物品长时间停留（10S左右）或物品丢失，在1秒内发出警报；

●人数统计：

在人员经过统计范围的1秒内统计出数据；

●火焰检测：

当监控区域发现火焰，在1秒内发出警报；

●视频检索：

支持通过颜色，区域，绊线进行视频中移动物体的检索和提取；

●特征检测：

可对区域内工作人员着装特征检测是否佩戴安全帽和自救器等防护品；

●视频诊断功能：

可对监控系统中视频图像的遮挡、丢失、模糊等异常状态并及时报警；

●视频浓缩：

可将告警事件视频提取为可在短时间内预览的浓缩视频，将事件快速浏览、精准定位查找和及时保存事件录像；

●人脸提取：

在3秒内提取出视频长度为1分钟的视频中出现过的人脸

●车牌识别：

能精准分析提取和比对车辆车牌信息，防止非运输车辆进入。

2、智能分析视频监控系统解决方案

2.1系统设计目的

实现对所管辖的危险化学品、非煤矿山、冶金工贸、烟花爆竹（批发）等企业的实时动态监管。

通过视频采集和数据分析等技术手段，主要实现三大功能：

一是监测重大危险源，也就是物的不安全状态；二是监控人的不安全行为，包括违法违章作业、应做但未做的安全管理行为等；三是进行大数据分析。

系统重点是实现视频智能分析和数据动态监测，发现并保存影响安全的视频或数据，及时预警，从而在一定程度上节约人力资源，逐步实现智能执法。

2.2系统设计原则

安全生产监管智能视频分析系统是安全生产信息化建设的重要组成部分，考虑到不同类型企业原有监控系统建设现状不同，在系统设计上要做好实际调研，确保系统建成真正符合各行业不同需求。

本系统设计遵从以下原则：

2.1.1先进性

依托先进的深度学习人工智能算法，基于传统网络视频监控系统采用先进、成熟的音视频编码技术和网络传输技术；视频编码采用先进的H.264标准，压缩比高、图像质量好、容错能力强、网络适应性强。

2.1.2可靠性

系统软件设计采用C/S架构，稳定性好，监控前端采用嵌入式设计，采用专用芯片，结构紧凑、功耗低、可靠性高，能够适应各种恶劣环境。

2.1.3经济性

系统的核心设备和主要设备由我公司自主研制生产，核心系统软件全部为自有知识产权，有效地控制产品成本，并可兼容多种原有系统的音视频相关外围设备，充分保护用户投资，使系统建设成本大大降低。

2.1.4扩展性

系统采用分布式结构设计，核心设备综合视频交换机具有大容量的处理能力并支持级联，方便系统容量的平滑扩展；业务功能采用模块化设计，可以根据用户需求，方便地与可选的增强功能系统进行集成，拓展系统功能。

2.1.5易用性

紧密结合用户不同业务的应用需求，系统操作流程明晰、高效，软件操作界面简洁、友好，易于使用。

2.1.6定制性

公司拥有一支多年从事智能视频技术研发、建设的专业技术人才队伍，系统各个功能采用模块化设计，可按照实际需求“量身定制”，充分满足用户个性化需求。

2.3系统设计和实施的依据、参考的相关规范

《中华人民共和国公共安全行业标准》GA/T70-94、GA/T75-94

《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94

《工业电视系统工程设计规范》GBJ115-87

《建筑电气安装工程质量检验评定标准》GBJ303-88

《系统接地的形式及安全技术要求》GB14050-93

《中国电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232-82

《彩色电视图像质量主观评价办法》GB7401-87

《防盗报警中心控制台》GB/T16572-1996

《报警系统环境试验》GB15211-1994

《安全防范系统通用图形符号》GA/T74-2000

《安全防范验收规划》CA/308-2001

《安全防范工程技术规范》（GB50348-2004）

《安全防范系统验收规则》（GA308-2001）

《看守所技术建设规范》公监管[2002]160号

《看守所装备配备标准》公装财[2001]118号

《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198-94

《防盗报警控制器通用技术条件》GB50198-90

《电气装置安装工程施工及验收标准》GB50258-96

《30MHZ—1GHZ声音和电视信号的电缆分配系统》GB6510—86

《中华人民共和国公共安全行业标准》GA/T75-94

《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50312—2000

《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》GB02198—2000

《以太网10BASE—T标准》IEEE802.3

《以太网100BASE—T标准》IEEE802.3U

《综合业务数字网基本数据速率接口》CCITTISDN

2.4系统设计思路

为了满足安全监管部门对智能化管理系统的要求，对安全生产监管智能视频分析系统采用了“一体化”、“智能化化”、“数字化”、“网络化”设计原则，同时对工作人员安全生产行为、危化品存储状态及运输等日常信息管控进行了设计。

一体化：

安全生产监管智能视频分析系统采用一体化的管理平台，将监控、门禁、报警等功能模块实现了“嵌入式集成”，由统一的管理平台软件来管理，同时实现各个功能模块之间的联动。

智能化：

本系统将高清网络监控系统接入基于深度学习的人工智能分析软件平台进行实时在线分析，并将分析结果及时通知中控值班人员的同时联动触发门禁、报警和现场语音提醒系统，并为对讲等系统提供接口，实现和对讲的联动。

数字化：

本系统中的所有主控设备全部采用数字化管理主机，实现对整个系统中各个功能模块的数字化管理。

网络化：

本系统支持从前端值班室到中控指挥中心，再到上级指挥中心的多级网络结构，使所有信息的传输畅通无阻。

2.5智能视频分析监控系统组成

智能视频分析监控系统组成：

前端设备、网络传输、监控中心管理系统三大部分组成。

前端设备：

模拟摄像机+DVR/网络高清摄像机

网络系统：

内部光纤局域网或VPN广域网

监控中心：

综合监控管理平台、智能视频分析软件

图21智能监控系统架构图

智能视频分析软件运行在监控中心的服务器上，通过接入前端高清网络摄像机/硬盘录像机（DVR）的私有设备协议，获取实时码流，并能够进行解码分析。

智能视频分析功能按照监控点的场景特点进行设置，如区域内可以设置物品遗留、人流密度检、人脸识别等智能视频分析功能。

2.6人脸识别系统组成

图22总体架构图

图23数据流网络拓扑图

以上2个拓扑图可以看出，系统前端主要是由高清摄像机和模拟摄像机+编码器组成，结合网络传输层，和报警后端平台管理层，完成整体的系统部署；

前端视频端——主要为高清摄像机200万像素、低照度、宽动态、大光圈的数字高清枪型摄像机设备，主要对动态人脸布控点的监控区域进行实时人脸抓拍，采集人脸视频流；

动态人脸识别分析层——为高清人脸比对分析仪，主要功能将前端摄像机接入，获取实时高清视屏流并对视频进行解码，智能分析视频图像并扣取视频图像中中的人脸，再为扣取的人脸图片进行生物建模，最后将当前抓拍到的人脸与人脸库（黑名单库或白名单库）进行即时比对，输出比对报警结果；设备内的人脸库，由人脸比对报警平台进行同步管理；实时捕捉的人脸图片本地保存；

传输层——即为网络传输层，可以为光纤传输、有线网络，或3G无线网络；由光端机和路由器交换机组成；

报警、应用管理后端层——主要分为二大部分：

人脸报警平台、应用管理客户端，后端层主要负责比对结果数据的接收、呈现（报警）、以及人脸模板库（黑名单/白名单库）管理、设备管理等；其2大平台客户端的主要的功能包括：

✧接收来自前端人脸比对分析仪的实时黑名单布控识别报警结果；抓拍人脸数据、比对结果数据、人脸数据、报警数据的存储，数据查询等功能；

✧对实时报警结果的存储、统计、归类、处理结果记录等报表功能；

✧对前端高清人脸比对分析仪以及高清网络摄像机的接入管理、设备激活管理等；

✧对前端高清人脸比对分析仪的算法的授权，License控制；

✧黑名单人脸模板库的管理，模板库与前端的高清人脸比对分析仪同步管理、编辑、更新；

✧支持人脸比对检索、人脸比对筛选等功能，即为后端的管理员或第三方应用平台提供基于云端的人脸比对服务；

✧开放标准接口，为第三方应用平台（软件）提供数据接口，能调用人脸比对数据，人脸模块库管理接口等。

报警结果表现——即各种人脸比对结果报警的呈现。

2.7监控系统总体设计

1、烟花爆炸企业

在所有库房门口设立人脸抓拍系统联动门禁考勤设备管理内部员工的出勤状况、访客人员的出入防止外部人员进入，并生成人脸报表供中控值班人员每日巡查记录管理。

在每一间烟花爆竹储存仓库装卸区安装车牌识别摄像机，分析对比装卸货物的车辆手否为合法专用车辆，与智能分析模块的拌线功能联动对车辆停靠超过距仓库门安全距离发出现场报警。

人员计数分析模块能够识别记录每次入库作业人数。

利用安全出口监控摄像机视频信号人脸识别摄像机能够抓拍进库作业人员人脸图片并和员工人脸库对比快速识别人员身份并通知中控人员，暴力行为检测功能模块可以分析装卸人员是否有抛摔、翻滚、等暴力装卸操作行为。

烟花爆竹仓库大门口安装智能卡口摄像机，对出入车辆及车内前排人员抓拍存档

2、危化企业

摄像头的位置可以安装在以下区域，并实现相应的分析报警功能。

（1）储罐区：

通过智能行为分析的物品遗留/遗撒功能可检测是否出现储存物品的泄漏/遗留；

（2）视频监控区：

通过智能行为分析模块的视频诊断功能可实时检测厂区视频监控的视频丢失、模糊虚焦、视频遮挡等不正常状态并及时触发报警。

（3）库门：

可对内部工作人员、预约授权访客和重点防范人员建立对应红、白、黑人脸库，通过人脸识别抓拍对比可快速识别人员身份。

并可通过联动门禁和报警系统。

（4）中控室：

通过行为分析离、睡岗检测模块可实时检测中控值班人员工作状态，和区域入侵报警功能联动可检测中控人员是否及时到报警工作台处置报警信息；

3、矿山企业

（1）调度室：

通过智能行为分析模块的视频诊断功能可实时检测厂区视频监控的视频丢失、模糊虚焦、视频遮挡等不正常状态并及时触发报警。

（2）斜坡道口：

通过系统人员计数模块和人脸识别模块对下井人数以及下井人员人脸及身份信息做记录备案。

用行为特征分析模块可实时监控下井人员是否佩戴安全帽和自救器等劳动防护用品并及时产生报警上报中控室或进行现场警告提醒；

停产期间在工作区画设禁入区域，一旦非法生产情况发生可即使产生报警信息通知监管部门。

（3）井下盲竖井井口：

用人员计数模块分析下井人数，设置上限9人如超员中控中心立即报警；

用行为特征分析模块可实时监控下井人员是否佩戴安全帽和自救器等劳动防护用品并及时产生报警上报中控室或进行现场警告提醒；通过智能分析模块的设备状态异常检测功能可检测井口安全门的工作状态。

（4）主井井口：

用行为分析的的虚拟围墙、区域入侵半仙检测等功能能准确分析是否存在主井下人现象，如有人员出现在主井口范围内即可准确及时向中控中心报警；

（6）其它：

通过对区域入侵功能的夜间布防可对人员违规进入生产区域精准检测并上报中控中心；

2.8监控指挥中心设计

指挥中心（以下简称指挥中心）是安全生产监管系统的中枢指挥机构，承担着对所有监区和其他值班室的视频图像、门禁控制、周界报警、监舍对讲等功能模块的统一管理。

指挥中心使用解码器，将前端各个监区的视频信号输出给大屏幕进行监视，可以设置所有视频信号的切换计划。

指挥中心值班人员，可以通过中心管理软件实时查询各个监区值班干警的值班情况，同时可以实时查询各个监舍内现有服刑人员的人数等数据信息。

3、系统主要功能

3.1实时视频显示

在权限许可的范围内，可实时显示监控网络内1~16路的实时视频图像，可以实现单画面、四画面、九画面、十六画面分割显示；支持轮巡显示；支持手动翻页。

3.2录像和回放

视频录像策略：

系统提供计划定时录像、预警事件录像、手动录像三种录像策略；

视频录像检索：

录像检索可根据不同查询条件如日期、录像模式、监控地点、录像通道和事件类型检索录像记录；有报警发生的时间段，可根据切片出的报警图片进行快速检索录像，减少了查看大量无用录像的时间。

客户端本地录像：

将客户端正在预览的实时视频在客户端本地进行录像。

在权限许可的范围内，查询及回放中心服务器的录像文件。

本客户端应用程序提供灵活的录像查询方式，可以准确、方便的定位录像文件。

3.3视频图像抓拍

实时视频抓拍是一个用来实时拍摄影像的辅助功能，它将动态图象中的单帧图像以特定的图像格式保存下来。

可以对本客户端正在播放的实时视频图像，或者本客户端正在回放的中心录像视频图像进行抓拍。

如果需要保存静态的影像画面，可以使用该功能。

3.4电子地图

按照一定的权限显示在应用服务器上的电子地图，电子地图中包括了监控场景名称和该场景中的摄像设备。

点击电子地图上分布的前端设备图标，即可显示该设备的实时视频。

当报警发生时，电子地图上智能弹出当前报警设备的实时视频，使工作人员迅速作出人员调度，提高生产区的安全性。

3.5视频自动轮巡

支持一键自动轮巡设置，可分为顺序轮巡和分组轮巡。

3.6报警处理多样化

客户端接收到应用服务器转发的报警信息后，将以显示报警设备的实时视频和显示报警设备所在场景的电子地图的方式来响应报警事件。

事件产生后智能监控客户端会自动弹出事件发生点的视频画面，及时通知值班人员查看处理，并抓拍当前图片和预警录像；

事件信息可根据不同方式查询，包括事件类型、统计信息查询，根据不同方式统计报表来分析数据；

支持自动发送邮件及短信、彩信功能：

用户可根据需要，设置报警输出提示的方式。

3.7支持报警声音导入

用户可导入自己喜爱的声音文件作为报警提示音。

3.8远程配置

远程登录到服务器上，配置服务器的各项参数，如修改用户名、密码、IP地址、调节码流、对服务器远程升级、远程重启等。

3.9状态查看

主机在线、离线情况、主机故障等。

通过软件可以查看某一服务器上有多少用户在线，分别在观看哪些通道的图像，当前图像的码流是多少等信息。

3.10支持断电重连功能

当软件处在播放或者录像状态时，如果此时视频服务器停止供电，那么软件将停止播放图像同时也停止录像，但是如果视频服务器正常供电后，软件将自动连接服务器，同时恢复原来的播放及录像，无须人工干预。

3.11支持叠加OSD信息

在实时显示的视频图像上叠加字符。

3.12用户管理

用户管理包括用户查询、用户增加、修改和删除、用户访问权限管理、用户资源管理、用户锁定解锁功能、用户分组管理、用户访问日志记录等功能。

3.13设备管理

操作可以在电子地图上通过框选摄像头来预览视频画面；提供对智能摄像机的添加、删除、修改等维护操作；具有良好的可扩展性，不受监控点数目的限制。

支持批量添加、删除设备。

设备树刷新：

新上线设备，可通过按键刷新在设备树列表中显示。

3.14多级权限管理

系统的用户分成以下几类：

超级管理员、管理员、普通用户、观看用户，根据用户组权限的不同，可以实现多级用户管理。

针对联网后对各监控点的安全防范，本系统采用多级用户管理和分级授权访问的机制。

每个监控中心分为两类用户，一类是超级管理员，拥有系统级权限，可以添加、删除和修改用户，进行用户的分配和管理，可以对系统进行安装、配置和检查，保障整个系统的正常运行；另一类是操作用户，分为普通管理员、普通用户和观看用户。

普通管理员用户可以实时监看、调阅本地的任何一路视频图像和存储的历史资料，普通用户和观看用户只可以实时监看所分配给该用户的视频图像，但只能调阅被授权访问的历史资料。

最低级用户只能监视和调阅被授权的视频图像和历史资料。

在访问产生权限冲突（同时控制某一路视频图像）时，系统采用了更合理权限冲突检测机制：

高优先权用户夺取低优先权用户的控制权；同一优先权用户控制权冲突时，保持一定的锁定时间后双方再次竞争控制权；如果较高级优先权用户设定锁定后，低优先权用户无法取得控制。

用户对本地监控资源的访问必须在本地的监控中心得到授权，上级监控中心的用户必须通过本地监控中心授权的操作用户权限进行访问，同一个用户可以在不同的监控中心取得不同的授权。

3.15系统管理

安全管理：

提供全面的安全管理功能，支持基于用户、角色、资源及权限模型的权限分配管理。

配置管理：

系统支持对系统的基本参数资料的管理。

备份和恢复：

系统提供对于重要视频数据、重要业务数据的备份和恢复功能。

3.16系统日志功能

生成登录日志、警报日志和安全日志，用于记录系统发生的不同类型的事件，记录系统的操作以及运行情况，一旦系统发生故障，可作为查找故障原因的依据之一。

4、系统特点

4.1智能化功能

4.2全实时智能报警

当有报警发生时，就会触发事件预警，抓拍当前预警事件图片以及预警录像，并弹出当前报警视频窗口，提醒安保人员及时处理事件，避免了因处理不及时人员安全的问题。

4.3智能大数据分析预警

系统会根据一段时间的报警数目、报警类型及报警常发地，形成一系列报表。

报表可提示安保人员报警的常发地及报警的原因，可针对报表的提示做到提早布防，避免事故的发生，把危险事件的发生率降到最低。

4.4智能视频浓缩回放

当有报警发生时，可根据报警的事件查看报警录像，可多窗口同步回放预警录像，这样大大减少了查询录像的时间，提升了工作的效率。

4.5系统智能自维护功能

系统通过设置摄像机诊断功能，通过检测视频画面的状态，智能分析出摄像机是否异常，若有异常情况，迅速发出报警，提示工作人员对摄像机进行检测，从而提高系统的安全性。

摄像头智能诊断功能包括：

摄像头遮挡、摄像头人为移动、摄像头模糊等功能。

4.6第三方系统智能整合

通过增加监控前端子系统、移动监控子系统，综合视频指挥调度系统集视频指挥、视频会议、视频监控和视频报警联动等功能于一体，实现多项业务的有机结合。

支持多厂家多型号编码器统一接入管理，实现不同供应商视频设备之间的互联互通，便于已建监控系统接入整合。

可以将原有视频监控系统接入新建的综合视频指挥调度系统，统一管理、统一应用。

4.7系统规模智能化扩展

支持分区域的组网模式，综合视频交换机可多级级联，系统规模灵活扩展。

同时采用基于IP网络的分布式体系结构，可以平滑扩容。

在面向更大规模的组网应用时，支持分区域的组网模式，可将所有监控前端和用户终端分成多个区域，每个区域设置一台综合视频交换机，每个综合视频交换机只需管理和控制各自区域的监控前端和用户终端，跨区域的管理和控制由核心区域的综合视频交换机完成。

4.8智能化网络自适应性

摄像机采用了网络穿透功能，支持主动寻址上线，避免了因网络环境复杂而导致摄像机不可用的状态，减轻施工压力。

系统可以在复杂的网络结构（如LAN、ADSL、VPN、INTERNET等网络）和不同的通信信道中正常传输。

在同一系统中不同速率的终端可混合使用，从而兼顾声像质量和网络环境。

流媒体转发服务器级联支持应用层组播，适于单播、组播网络环境。

系统还支持外网客户端访问，不在同一个局域网内也可通过外网客户端与公网IP查看设备实时视频。

4.93D可视化展现

提供二次开发接口，方便第三方应用集成，易于扩展升级。

实现应用的客户化，提供视频指挥、视频会议、视频监控、视频报警联动等应用，与GIS、DSS、GPS等其他业务系统交互控制综合集成。

4.10智能化存储

系统软件设计采用C/S架构，稳定性好。

系统采用双存储方式，报警录像及全天录像同时存储。

报警录像只需占用极少的存储空间即可存储长达5-6个月的报警录像，这样即使全天录像丢失或破坏也不会对事后取证造成太大的影响。

4.11统计报表

系统平台软件可以记录所有的数据信息，包括各个事件数据、人流量统计数据、车流量统计数据，可以通过查询相应的数据并形成对应的报表，根据报表数据来做出相应决策，提升管理。

5、智能视频分析管理软件

5.1系统平台软件

为了适应大型、分布式网络视频监控系统，开发视频监控管理软件，很好的解决了在分布式系统中，安装多转发服务的计算机一旦出现网络和计算机故障，整个系统就不能正常工作的问题。

5.1.1主要功能概述

●提供单画面、4画面、6画面、9画面、16画面视频实时显示。

●提供单画面/多画面手动/自动巡视。

●设备管理实现了多不同类型的设备（如我公司智能分析设备、其他非智能设备和平台接入等）的增加、修改和删除。

●组织域将系统中的设备进行分组管理，便于监控管理。

●提供各种功能的计划、手动和报警录像管理。

●提供4种用户类型，包括超级用户、系统管理员、普通用户、观看用户，可向用户分配镜头组，可根据用户的优先级分配不同的控制权限。

●可通过报警服务器设置各种警报和处理方法，可通过短信、邮件、串口继电器等方式第一时间将报警信息发送。

●多预置位的智能分析功能。

●实现码流控制，节省流量，控制3/4G网络流量费用。

●智能视频浓缩回放，可根据报警的事件查看报警录像，可多窗口同步回放预警录像。

●智能大数据分析预警，系统会根据一段时间的报警数目、报警类型及报警常发地，形成一系列报表。

●个性化的语音报警提示，发生事件报警时，可播放不同区域、不同报警类型的报警声音。

●系统智能自维护功能，系统通过设置摄像机诊断功能，通过检测视频画面的状态，分析出摄像机状态是否异常。

●3D可视化展现，可与GIS、DSS、GPS等其他业务系统交互控制综合集成。

●统计报表，系统平台软件可以记录所有的数据信息，包括各种事件数据、人流量统计数据、车流量统计数据等。

5.1.2技术指标

系统运行环境

✧网络（Networks）

●系统可在各种IP网络运行，包括局域网、广域网、3/4G和Internet

●设备和客户端可支持ISDN、ADSL、3/4G网络等多种接入方式

●在Internet上只需要服务器有公网的固定IP地址

✧服务器（Server）

●WindowsServer2003/2008操作系统

●i7四核3.2GHz