运用现代智能技术辅助卷烟工厂安全管理的建设研究

运用现代智能技术辅助卷烟工厂安全管理的建设研究

廖琴     张艺于    罗亿力

贵州中烟工业有限责任公司贵阳卷烟厂 贵州省贵阳市   550000

摘要：近年，随着新一轮半导体技术突飞猛进的发展。国产安全防范产品不仅在技术上有较大突破，更是较国外产品有着价格更低的优势，使得更多工厂有更大规模使用智能技术辅助安全管理的机会。本文以某卷烟工厂园区安全建设为研究对象，利用智能功能的摄像机、门禁、以及智能一体化平台等智能安防设备的建设方案。论文首先阐述本课题的研究背景、意义，然后梳理了该工厂安全设备的使用及管理现状、发现的问题及痛点，最后结合该工厂已建设的一部分安防产品的基础上，考虑运用多种安全防范新技术、新功能，联系安全管理需求实际，从安防及消防角度角度，提出可行性建设建议，利用现代智能技术辅助安全管理。

关键词：安全管理  工厂  智能技术  建设研究

一、项目背景及意义

现在国内许多卷烟工厂安防系统仍沿用传统的安全管理设备及管理模式，如监控像素不高的摄像机；仅能播放、回放的视频监控平台；仅采用金属围栏作为隔离的周界；利用挂锁作为主要的管控进出手段；依靠人工纸质登记的巡查及值守方式；对相关设备设施异常情况发现的滞后；对维保人员缺乏及时有效的监督手段等。诸多此类低效、滞后的安全技术措施，不仅安全管理效果不佳，大量的值守工从事简单重复性劳动，对人力资源亦是一种浪费。

其中摄像机的问题最为突出，由于早年国内科技发展水平的限制，国外生产的安讯士牌摄像机不仅价格昂贵，并且功能单一、成像能力弱（像素低、夜间模糊）。时至2020年，监控视频技术发展突飞猛进，摄像机技术和成本大大降低。2020年具有高清夜间低照度成像功能的网络筒型摄像机（非智能型）价格仅为2014年安讯士牌非网络筒型摄像机价格的五分之一。国家十四五规划纲要指出要加快包括人工智能、工业互联网在内的新基建建设。近几年国产安防产品技术的飞跃和成本的降低，利用信息化和智能技术辅助安防管理，成为卷烟工厂提高安防管理水平、提高管理质量、优化人力配置的有效手段。

二、该工厂安防现状及问题分析

（一）设备配置缺失、损坏

工厂周界原建设埋地泄露电缆失效，人员擅自进入无法主动报警，室外周界摄像机坏损多。门禁系统系统软件已损坏，无法补卡，原建设的五十余套门禁现在仅5套门禁在用，并且一些区域原建设门禁使用情况已发生变化，门禁需求点位增加，卡式门禁自身存在不便携带及丢失、复制等弊端。仓库、财务室等重点区域的红外入侵报警系统大部分已离线，处于瘫痪状态。安保劳动强度大，管控力度与人员责任心、管理水平等因素有关，管控难免存在疏漏。消防重点部位，如计算机房、档案室、消防水泵房等场所未按要求安装24小时监控装置。

（二）技术相对落后

现有摄像机像素偏低、对环境灯光依赖性强。2020年该厂514只摄像机中仅有26只摄像机是高清级别，仅占比5%。其余摄像机在无灯光或光线弱情况下，视频画面呈现能力弱。在对接新型智能平台方面，大部分摄像机不具备兼容性或呈现效果不佳。并且没有运用人脸识别、行为分析、划线报警、轨迹分析、安消联动、智能检索等智能安防技术。运维方式及管控手段落后，摄像机的镜头遮挡、老化、污渍等情况不能及时发现，人员处理时效无有效监督。

三、安全系统建设规划

（一）工厂大门

访客系统 + 车辆管理系统 + 人脸识别门禁系统。三个系统共同组成一个的联动系统，对进入工厂的人员、车辆进行一体管控，防止无关人员进入厂区带来的安全隐患。

（二）厂区周界及道路：

高空鹰眼 + 高清摄像机 + 卡口摄像机。通过高空鹰眼实现对厂区周界及道路的覆盖总览，同时关联相关摄像机并显示部分设备状态、报警等标签信息；利用高清摄像机配合高空鹰眼对主要道路进行监控，同时工厂周界开启划线入侵报警功能，配置驱离广播；卡口摄像机对违规进入管控区域的车辆抓拍。

（三）停车场及道路：

高空鹰眼 + 车辆管理系统 + 人脸识别/AI摄像机。通过高空鹰眼掌控全局，对停车场过往车辆系统总览。车辆管理系统对离卷包车间最近的南面停车场进入权限进行管控，防止外来车辆停入。

（四）涉及产品安全的建筑单体：成品库、卷包车间

外部：高清摄像机。在成品库四周、卷包车间辅料库外侧，利用全彩/黑光摄像机在非生产时段自动开启移动侦测功能、视频划线入侵报警，实现对闯入行为的实时感知。

内部：低空鹰眼 + 鱼眼摄像机 +  高清摄像机。通过低空鹰眼对成品库、卷包车间内部实现监控总览；利用高清摄像机对通道区域监控全覆盖；利用鱼眼摄像机对卷烟机台、成品烟堆垛实现监控全覆盖，并在卷包机台四周、成品烟堆垛四周，分时段开启划线入侵报警、移动侦测功能。

（五）入口：

人脸识别摄像机 + 人脸识别门禁。在区域出入口布控人脸识别摄像机和人脸识别门禁，实现对进出入人员的管控、记录，提高事后追溯效率。同时作为工厂“一脸通”及人员轨迹分析的前端设备，

（六）每个建筑单体主出入口

人脸识别摄像机。在每个单体主出入口布控人脸识别摄像机，监控人员进出情况，作为人员轨迹分析的前端设备。

（七）火灾风险较大区域

热成像摄像机。在遮挡较少、电缆数量多的火灾风险较高区域增加热成像球机，开启自动巡检功能，当检测区域内温度较设定值高，或温升较快时，向消控室及车间安全管理人员告警。

安防规划设备一览  表

四、软件安全平台规划

（一）视频管理

1．监控设备的调阅

摄像机的查找和选取采用3D模型和高、低空鹰眼结合的模式。既可以通过工厂3D模型，点击调取相应的摄像机画面，也可以通过高、低空鹰眼关联摄像机，预览、调取区域监控画面。

2．权限管控

视频监控权限由安全部门统一分配管理，根据区域安全层级及管理职责划分分配视频操作权限，即查看权限、回放权限、录像权限、设置平台功能权限、设置摄像机功能权限、授权操作权限等。

3．视频划线入侵报警

通过视频划线技术，对厂区周界、卷包车间、成品库等重点管控区域，设定分时段开启警戒区域界限，在非生产时段如有非授权人员进入该区域，则推送报警信息及画面到终端通知相关人员及时查看处理。对非授权人员的入侵闯入行为，做到实时掌控。

4．智能高效回溯

以往事件事故发生后，需要人员通过逐帧回放监控画面的方式进行查找。不仅费时费神，而且收效胜微。相比这种效率低下的回溯方式，运用平台智能搜索功能将会极大提升查找追溯效率。

（1）视频结构化

利用智能平台的结构化搜索功能，能对一定时间段内的多个视频快速进行回溯筛查，查找对象包括体态特征、年龄段特征、穿戴特征（衣服颜色，是否戴帽子、眼镜、口罩等）、手提肩背特征（是否提包、袋等）、车辆特征（车辆类型、颜色、品牌、车牌号等）多种识别。为快速、准确的找到目标人物、事件节约大量时间。

除上述对特定目标进行搜索外，还可针对事件发生地进行检索。在存储视频中系统自动过滤掉无人或车辆出现的视频，提供有价值的视频内容供人员进行二次筛选。

（2）人员轨迹追踪

通过目标人员脸部及图片，用“以脸搜脸”的方式，查找其在厂区内所有监控视频出现的地点及相关视频。并通过轨迹分析功能，在电子地图上描绘出其活动轨迹路线，帮助安保人员有效判断目标人员行为动机。

5．访客管理系统

通过访客系统对临时来厂人员，或长期施工作业相关方进行登记及授权。并利用人脸识别摄像机建立访客黑名单制度，访客系统识别黑名单人员并发送报警提示信号，禁止该类人员进入。通过技术手段严格防范无关人员进入厂区所带来的产品安全隐患。

访客进入厂区分为两种方式。一种是有预约的访客，通过授访员工提前发送的验证码，扫码并人、证登记后入厂。另一种是没有预约的访客，获得授访人员同意，在门岗处人、证登记后入厂。

6．“一脸通”人脸门禁

通过在关键出入口建设一脸通人脸门禁，在不影响人员通行效率的前提下，根据授权判断人员身份信息与通道进出权限解锁门禁，并记录人员通过时间等相关信息，实现对厂区大门、卷包车间、成品库、出纳室等关键区域管控，提升安全等级。对于厂外人员，结合访客系统，登记并授予相应区域通行权限，掌握其厂内动线及进出厂区和各区域逗留情况。

一脸通门禁充分考虑消防安全需求，通过对接消防系统，实现消防联动，当发生火情等紧急逃生事件时，门禁系统自动打开，无需验证通行，进一步保障员工生命安全。

7．AI辅助分析

（1）防止消防通道堵塞

利用AI摄像机，通过特殊算法对消防通道进行时刻监测，一旦出现消防通道被堵塞的情况，立即自动发送报警信息，管理人员随即可对现场情况做出处置，避免因货物堆放堵塞消防通道带来的消防疏散安全隐患。

（2）食堂操作人员的不规范行为的监控

通过AI摄像机，对后厨人员穿戴情况智能分析。如后厨人员未戴厨师帽、未戴口罩、未穿工作服、抽烟等不规范行为，系统生产违规图片发送至食堂管理员。

（二）运维管理

1．视频自检测

通过平台图像分析算法进行视频图像质量智能分析，对图像模糊、亮度异常（对比度异常、图像过亮、图像过暗、黑白图像检测）、色彩失真、视频干扰（噪声干扰、条纹干扰、视频剧变）、画面冻结检测、视频抖动、场景变更、视频遮挡等异常情况主动发出报警信息，通知人员及时处理。视频自诊断功能有明显的实时性、主动性，使人员更及时的发现视频画质问题，为后续的查询追溯工作提供保障。

2．工单派发及运维考核

及时有效的设备维护保养是确保系统有效运行和延长设备寿命最有效的手段。智慧安全系统中一项重要的功能，是通过系统平台对消防、安防、职业卫生和环保设备设施维护保养和维修工作的开展情况进行计划、监督、总结。建立经验库，并提供维修内容、维修方法、部件更换等建议。

根据安防维护保养相关规定，安消防的维护、维修、报警的处理，安防巡检等业务需求，系统自动派发工作量清单，具体到人、到岗。人员上传过程动作记录，根据业务完成情况，结合绩效考评标准，实现业务标准化，流程固定化，内容具体化的工作流模式。提升运维水平，有效解决运维内容不明晰，工作无法量化，运维监管力度不强的问题，有效提升设备运维效率。

3．设备生命周期

通过平台对安防相关设备逐一建立台账，从设备安装到设备运行、故障、维修生成系统日志，形成一系列设备生命周期及相应备品备件管理记录。平台通过对该类数据的统计分析，提供备件更换预、报警提示。对数据模型和历史运行信息进行分析，各子系统状态自判打分评估，为系统维修、更新、更换等提供参考。

（三）数据统计分析

工厂规划建设指挥中心大屏可视化智慧安全平台，对安防子系统集中分层展示。基于先进的可视化技术和硬件设备，充分整合系统应用、挖掘现有安全接入数据资源，并将各项关键数据进行综合展现。对各类安防事件的态势、快速定位、标示报警内容。

用物联网、云计算、信息通信技术将智慧安全平台中各系统运行数据、报警数据、设备运维数据等采集到智慧安全平台数据库中。通过对各个子系统的数据进行处理、查询、分析、展现，实现“智慧安全园区可视化”。将数据按主题、成体系的呈现，通过平台查询历史数据，以逐时曲线、时域统计柱图、折线图、散点图等形式，呈现数据随时间的变化趋势，帮助管理人员从不同角度观察、分析数据，聚焦趋势规律。

（四）应急辅助决策

应急预案提前内嵌入智慧安全系统。当系统接收到紧急告警事件时，平台界面自动推送相应的简要应急处置预案程序，管理人员根据处置程序要求进行相应的应急处置，应急安、消联动等。结合工厂3D模型或电子地图，救援指挥人员可以通过平台直观了解现场情况和应急物资状况，包括应急物资的种类、数量、存放地点、状态等。统筹应急救援物资，为应急处置提供决策辅助，为应急救援争取宝贵时间。

五、配套管理建设

（一）安全巡检

安保部门巡检：制定工厂范围内包括周界、厂区道路、各建筑单体外围的安防巡检路线。利用人脸识别摄像机或单兵设备，实现巡检打卡。

各部门巡检：各部门根据工厂建成后的安全系统，针对各自的安全职责，制定相应的巡检制度。背靠智慧安全系统报警功能，制定巡检路线及规划巡检内容，提高巡检工作效率，优化人员配置。

（二）管理制度建设

随着智慧安全系统的建立，安保部门及各设备使用部门，配套相应管理制度，如安全巡查制度、监控设备管理制度及授权流程、设备运维及绩效考核制度、应急管理制度等配套管理制度等，完善安全体系建设。

六、结论

建设以“智慧安全”为目标，利用科技手段，对安全系统进行全面升级。健全安防、消防功能模块，配置先进安防设备设施，运用信息化和智能技术建设具有分时段划线报警、人脸识别、智能回溯、智能运维等功能的智慧安全平台，实现事前有效预防，事中报警实时分级推送，事后高效回溯的一流的安消防水平和运维水平。增强安全技术防范能力的同时，优化人力资源配置，有效释放劳动力。

七、参考文献

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