基于智能感知的云计算支持的安全管理系统研究

基于智能感知的云计算支持的安全管理系统研究

潘清波

山东电力工程咨询院有限公司   山东省济南市  250013

摘要：通过对国内外基建安全科技信息收集，制定出一套基于智能感知的云计算支持的安全管理系统，并通过该系统实现人员智能识别，智能门禁管理，对环境数据进行监测并智能识别，对现场发现的隐患进行分类归档并智能分析，对全场进行监控覆盖，通过人员定位技术的开发及应用，识别相应人员路径，通过云计算识别相应信息。通过研究和实施，推动大数据、云计算、VR体验、智能感知设备等前沿技术的应用，并通过与安全管理思想和理念的结合，提前感知预知安全管理问题和发展趋势，大幅度提高安全管理效率。

关键词：安全科技；云计算；智能识别；安全管理系统

1、安全管理系统现状

当前科技兴安有了一定的发展，安全监察设备、培训工具应用比较单一[1]，各企业对相应的安全管理成果进行固化，但固化效果不明显，安全科技距离安全形势发展的要求有着比较大的距离。

由于火电基建项目参与单位较多，部分参建单位对安全管理系统不够重视，组织职责不明确且没有意识到智能化的安全管理系统建设是个系统工程等原因导致智能化安全管理系统推进缓慢[2]，建设效果不突出，存在投入效果不明显等情况。

当前智能AI系统发展已初见成效，云计算、大数据等技术手段的应用可有效提升安全管理系统智慧化和智能化的水平[3]，基于智能化、云计算基础上的安全管理系统建设是有效管理火电工程基建期安全管理工作的手段[4]，是智能化安全管理的重要组成部分。

2、基于智能感知的云计算支持的安全管理系统

2.1施工现场安全监管系统

施工现场安全监管方系统包括对；构建二维场景模型，并在二维场景模型中对危险区域进行标注并及时预警，保证人员的安全；施工现场进出车辆及人员进行身份识别及管理；基RFID芯片以及RFID信号采集装置，实时记录施工人员的行动轨迹。

（1）地图建模。考虑到施工场地较为复杂，随着施工时间的增加，施工场地内的场景变化较大，若是构建三维场景模型，则随着施工时间的增加需要对三维场景模型进行不断调整，其工作较为繁琐，采用二维场景电子地图对施工场地进行建模，其后期修改较少且修改较为方便。根据施工场地平面布置图以及配套的各种设备设施图，构建施工现场数据的二维场景电子地图，并在所述二维场景电子地图上标注RFID信号采集装置以及危险区域的位置。在此基础上实现人员、车辆数据、轨迹及预警管理。

（2）人车识别管理。对于施工相关人员采集并绑定参建人员的人脸、身份证等相关信息，基于人脸识别终端，通过采用人脸识别、刷卡验证、人脸识别和刷卡结合三种验证方式，实现参建人员实名制管理。智慧化工地管理平台录入车辆相关信息，包括车牌号、车身颜色、车辆型号、车辆所属单位、联系人等信息。

对进出工地的车辆及人员进行图像采集，基于图像识别算法对车辆及人员身份进行验证[5]。对于进出施工工地的人员（施工人员和访客人员），通过编写相应程序结合人脸识别终端自动收集、记录所有人员的进场、离场时间，形成进场人员统计信息，实现对人员数量的汇总、分析功能，并构建相应数据库对上述信息进行存储。在车辆进出时，车辆数据采集模块对车辆数据进行采集、分析、处理、存储与上传，后台管理平台完成车辆数据信息的接入、比对、记录、分析与共享，自动完成对车辆牌照进行识别，记录车牌号码、车身颜色、进场/离场时间等，并通过后台服务器构建数据库进行存储。

（3）人员轨迹管理。通过轨迹管理可实现轨迹记录及危险预警功能。利用RFID信号采集装置获取经过的施工人员安全帽上的RFID信息，基于RFID信息的唯一性，根据不同位置的RFID信号采集装置所获取到的同一RFID信息的时间序列，确定施工人员的行动轨迹。将所述施工人员的行动轨迹进行记录，当安全事故发生时，通过行动轨迹的比对，实现事故责任人的确定。如在施工现场的禁火区域发生火灾，若认定为认为因素，则可通过记录的人员行动轨迹，查询特定时间段进入该区域的人员，进而可以有效缩小排查人员范围。

当检测到施工人员进入危险区域预警范围时，控制危险区域中设置的告警装置进行预警，实现施工现场的安全监管。其中，所述预警范围的设定根据二维电子地图中危险区域位置以及预设安全范围进行设定，当危险区域位置处的RFID信号采集装置获取到施工人员靠近时，后台服务器向危险区域的告警装置发送信号进行预警；同时，通过采集到的RFID信号确定施工人员姓名，管理人员后期对其进行批评教育，有效避免了由于施工人员误入危险区域，进而导致人员损伤和不必要的财产损失。

2.2施工现场安全监控系统

研究开发现场安全监控系统，其能够实时监控施工现场的通用物料信息，保障施工进度。通过获取施工现场三维数据，构建实时施工工程的BIM模型；将实时施工工程的BIM模型与计划施工完成后的BIM模型比对，判断实时施工工程的进度；获取预设历史时间段内的施工工程进度及其已使用的物料信息，拟合施工工程进度与物料信息关系，预估剩余施工工程所需要的物料信息；将预估的物料信息与施工现场当前库存的物料信息比对，根据匮乏采买入库及多余库存保留的原则，生成通用物料管控策略，以下发至监控终端来保障施工工程的进度。

2.3施工现场机械监管系统

本系统能够监控终端侧准确地获取可能出现故障或是已出现故障的机械设备，以及保障工程施工质量及进度。主要包括数字孪生建模模块，其用于获取工地施工现场参数及工地施工现场内所有机械设备模型参数，构建工地施工现场三维数字孪生模型；孪生模型配置模块，其用于根据实际工地现场内所有机械设备的故障信息采样点、机械设备的工序运行顺序关系及机械设备的位置信息，关联配置工地施工现场三维数字孪生模型；状态匹配显示模块，其用于获取各类机械设备所有预设故障信息采样点并基于预设故障分析模型来判断相应机械设备的运行状态，匹配显示在工地施工现场三维数字孪生模型中；故障告警通知模块，其用于当机械设备的运行状态为故障状态时，发出告警信息并同时向故障机械设备所对应工序的下一工序机械设备发出暂停施工的通知。

结语

基于智能感知的云计算支持的施工现场安全监管方法及系统的研究，有效监督各施工人员及车辆的位置，实现施工人员入场、车辆管控目的。基于智能感知的云计算支持的施工现场监控系统的研究，有效的监控了现场物料的使用情况，对施工质量进行提前监控，提前判断，做到管理的关口前移。基于智能感知的云计算支持的施工现场机械监管方法及系统的研究，有效的监控现场机械运行状况。基于智能感知的云计算支持的安全管理系统的应用研究为火力建设项目安全管理提供了新的思路和方式，符合火力发电基建项目信息化发展的要求。依托某火电建设项目实践也证明，该系统能够为建筑工地的安全运行提供保障。

参考文献

[1]侯子良.中国电厂信息化独特模式及发展[[J].自动化博览，2008 25(5): 16-17

[2]刘雨搏，金振东.信息系统在电力企业的实施[[J].装备制造技术，2008(4)：127-128

[3]朱春雷.火力发电企业信息化建设及应用研究.天津:天津大学，2007

[3]汝刚，刘伟，杨巧利.建筑施工项目安全标准化管理信息系统初探[J].现代矿业，2016,(02):199-201+207

[4]戚晓勃.建筑施工企业安全管理信息化应用[J].电子技术与软件工程，2018,(04): 226