图像识别技术在电厂中人员跟踪监控的应用

图像识别技术在电厂中人员跟踪监控的应用

曹永

（中核核电运行管理有限公司浙江省海盐市314300）

摘要：视觉在人与人交互以及人与自然界的交互过程中起到非常重要的作用，让终端设备具有智能的视觉识别和交互能力是人工智能和计算机技术的核心挑战和目标之一。近年来视觉识别技术发展飞速，新的创新技术不断涌现，新的研究问题不断被提出，特别是人脸识别、行为识别的算法、技术不断涌现，面向智能交互的应用呈现出一些新的动态，正不断刷新人们对该领域的原有认识，改变着人们的生产、生活。

关键词：图像识别技术；电厂；人员跟踪；应用

人类得以在自然界中长期生存，一个重要的原因就是拥有迅速认识并理解其所处环境的能力，而这其中的关键环节是利用人类视觉系统完成对目标的定位与识别，同时实现视觉场景的理解与描述。如果计算机能够实现自动的图像识别，必将进一步丰富与方便人类生产、生活，促使图像识别技术成为当前人工智能领域重要的研究方向之一。

1、图像识别技术概述

最早的图像识别技术可以追溯到２０世纪６０年代，自２０世纪９０年代以来，随着计算机的处理能力越来越强，图像识别技术得到了很大的进步与发展。从最早的数字识别、手写文字识别逐渐发展到人脸识别、物体识别、场景识别、属性识别、精细目标识别等，所采用的技术也从最早的模板匹配、线性分类到现在所广泛使用的深层神经网络与支持向量机分类的方法。特别是进入２１世纪１０多年以来，图像识别及其应用技术无论在研究的广度和深度上、在识别效果的性能上、在技术及应用的扩展上都呈现出新的趋势．其中有４个特点比较突出：１）图像的特征表示已经从传统的手工设定演变为如今的自动学习、自动更新优化，这主要得益于计算机越来越强大的计算能力和深度神经网络技术的广泛应用；２）图像识别的概念已由早期个别概念（如特定概念、十几个概念的识别）转变为成百上千的概念，这主要是由于大规模图像数据集的发展所推动的。３）图像识别技术正在和自然语言理解技术进行融合，形成了图像描述技术，图像描述可以自动对一副图像进行一句话或一小段话的描述，从而可以更全面地描述图像内容；４）在应用模式上，传统的图像识别技术或者是为了服务于监控、检索等特定的应用场景，或只是为了突破计算机视觉的挑战性问题，在技术研究时并未过多考虑全面图像识别技术的应用场景．随着技术发展，一些面向智能交互与服务的应用模式也逐渐引起了研究者的关注，这也促进了图像识别技术的发展。

2、图像识别技术在电厂人员跟踪中的应用优势

首先，减轻了单位对人员需求的压力，达到减人增效，提高劳动生产率的要求。电厂中完整的视频监控分析系统能够通过布置在出入口、主要厂房、道路等区域的摄像机对人员进行人脸识别及异常、危险行为等进行识别，并在监控中心或现场发出警示提醒，可以一定程度上减少安保警卫人员及巡逻人员的数量；目前视频监控分析系统均采用光纤通讯，该通讯方式故障率低，信号传输效果好，较之单一功能的操作安全监视系统使用上更有保障，因此安全性、可靠性更高。其次，视频监控分析系统实施后，使整个电厂大部分区域都处于可控、在控、能控状态，遇有意外情况，能够立即得到处理，避免延误，而且每次异常情况均留有影响像资料，便于管理部门对异常事件的过程进行回放，对其中存在的问题进行分析、比对，真正将每次异常事件的管理都延伸至现场。第三，视频监控分析系统可多单位共享，特别是生产单位，现场运行人员发现异常情况或问题时，在现场勘察后上报控制室，控制室人员利用系统提供的影像资料进行分析、会诊后，调通过系统对现场人员下达应急操作指令、或进行远程监护，有效杜绝严重事故或误操作的发生，达到及时处理异常、减少损失的效果，并且为问题分析提供可靠的现场“第一手”资料。第四，电厂内的视频监控分析系统可以使用预置巡航定位功能，可以对该摄像头辖区内设备重要位置进行定时定点监控，有利于事故的追忆。

3、图像识别技术在电厂中人员跟踪的应用

首先，在核电厂或其他重要厂矿企业，进出人员须经过严格的审核和培训，人员凭各自通行证件通行。为了杜绝转借、冒用他人证件等事件出现，利用摄像机和图像识别技术对通行人员进行人脸识别，将识别结果与门禁控制系统获取的信息进行对比，对比相符则允许通行，否则拒绝通行，大大降低使用他人证件通行的事件。

其次，人脸识别虽然可以快速确定人员身份，但摄像机因为各种原因不能捕捉到有效人脸信息时，就需要进行人员行为识别，根据人员的静态特征，如高、矮、胖、瘦等或动态特征，如行走习惯、穿着习惯等，进行人员身份识别。人员行为识别身份需要一个漫长的前期积累过程，系统不断捕捉电厂中人员的行为特点并保存到后台，通过大数据分析获得人员的行为习惯等，并不断优化。

第三，在日常工作中或特殊时期，可能需要获取某一区域的人员信息或对某一人员的轨迹进行监控、跟踪，利用目标区域出入口的摄像机和图像识别技术对进出目标区域的人员数量、物品进行识别，统计；利用内部摄像机的图像识别功能对内部人员的轨迹进行识别，并以图形的形式进行显示。

第四、预先在视频监控分析系统中设置人员异常行为和异常事件的特征标识，如跨越、打架、群体聚集等行为特征标识，现场摄像机若捕捉到此类特征标识随即发出报警信号，提醒人员关注、响应。

4、图像识别技术在现场操作的监控应用

利用图像识别技术监控人员现场操作时，应当遵循“一指令、一行为、一人完成”的模式，即控制室人员发出一指令，现场人员执行一动作，指令下达人和操作人中途不宜更换，由一人完成全过程任务。现场操作人员与控制室人员使用相同规程或操作票，当下达操作动令后，现场运行人员同控制室通过电讯方式保持交互通信，控制室和其他远程监控室使用一体化球机摄像机进行全方位监控，当操作人到达预定操作位置时，并进行复诵，远程监护人使用摄像机调整目标点的光圈、焦距等参数，对该操作项目进行确认无误后，下达操作动令，操作人再进行操作，操作后监控人通过图像与调度自动化设备对该操作进行确认。视频监控分析系统是远程监控人员的“千里眼”，只要轻轻按一下鼠标，就可以身临其境地直观、具体的监护操作实况，不仅能够监控人员操作，亦可对人员不可达或不宜达区域的机械手臂、机器人动作进行监控。

5、图像识别技术在电厂中应用的要点

电厂内视频监控分析系统设备复杂，涉及到光纤技术、通讯技术、摄像头的维护等多个专业，一旦设备发生损坏就要立即修复，对维护人员的技术要求高。对监控人员提出了更高的要求，必须由高素质、有责任心的人员，涉及生产监控，还必须熟悉现场设备，定期到现场进行实际培训，经过考试后方可从事监控工作。

6、结束语

从各方面来看，运用图像识别技术进行人员识别跟踪或监控操作，比单纯由人员目视检查或操作人员现场操作的方式更加安全可靠，同时达到减员增效的目的，当然视频监控分析系统控制中心的值班人员应是技术素质好，业务能力强，涉及现场操作的操作人员和监控人员，应加强培训，提高素质和业务能力。

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