一种智慧安防管理平台及方法与流程

本发明涉及厂矿安防管理，尤其涉及一种智慧安防管理平台及方法。

背景技术：

1、工矿企业的厂区的不同区域通常有着不同的安防管理需求，如生产区域和仓管区域是重点防控部位，办公区域的防控等级次之，厂区周界的防控等级更次一级，不同的防控等级对防控能力和设备的需求不完全相同，而为了实现不同的防控功能，目前钢铁企业配置了许多不同的功能单元，比如视频监控单元、门禁单元、访客登记单元、停车管理单元以及报警单元等，各功能单元之间往往是独立运行且需要人工管理，导致数据无法互通共享，各单元之间不能很好的协同工作，在比较危险的场合难以及时主动识别与确认危险行为和人员状态，可能无法对事故进行及时告警，存在较大的安全隐患。

2、因此，构建一个可以根据监控及设备的维护需求、对厂区不同区域可以适应性的采用不同的监控策略的一种智慧安防管理平台及方法，能够识别对应区域的违规行为或者危险行为，对于保障生命财产安全，具有重要意义。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提出了一种能够有机结合现有钢铁企业各安防功能单元的功能，对更高级监测部位采用多种监测策略的智慧安防管理平台及方法。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、一方面，本发明提供了一种智慧安防管理平台，包括：

4、区域划分单元，用于将厂区划分为若干第一等级监测区域和第二等级监测区域；第一等级监测区域或者第二等级监测区域内设设置有至少一条通道，相邻的监测区域通过通道相互连通；

5、环境监测单元，对不同等级的监测区域进行状态监测，并输出环境监测信号；

6、uwb人员定位单元，设置在第一等级监测区域，对进入第一等级监测区域的人员的实时位置进行检测，输出人员当前质心位置信号；

7、安全连锁单元，对位于指定的第一等级监测区域的设备进行连锁管理，使区域内的设备同时通电或者断电，并输出区域通电信号或者区域断电信号；

8、应急管理中心，分别与区域划分单元、环境监测单元、uwb人员定位单元和安全连锁单元通信连接，接收环境监测信号、人员位置信号、区域通电信号或者区域断电信号；应急管理中心定期生成涉及一个或者多个监测区域的维护任务，并分配人员进行维护任务的处理；

9、危险评价单元，与应急管理中心通信连接，根据应急管理中心收到的信号，评价各监测区域内的人员或者行为是否处于安全状态，并向应急管理中心输出安全评价信息，应急管理中心还根据安全评价信息生成紧急任务，并分配人员进行紧急任务的处理。

10、在以上技术方案的基础上，优选的，所述第二等级监测区域的优先级低于第一等级监测区域；应急管理中心生成维护任务或者紧急任务时，还生成经过通道的规划行进路线，规划行进路线使得分配到维护任务或者紧急任务的人员到指定的监测区域的通道的长度之和最短。

11、优选的，所述环境监测单元包括视频监控设备、门禁设备和气体监测设备；视频监控设备设置在若干第一等级监测区域和第二等级监测区域，用于获取人员行进的通道或者所在区域的图像，输出视频监测子信号；门禁设备设置在第一等级监测区域内的至少一条通道的端部，用于识别进出当前第一等级监测区域的人员身份，输出门禁监测子信号；气体监测设备设置在第一等级监测区域，用于对该监测区域内的有害气体进行检测，输出气体监测子信号；视频监测子信号、门禁监测子信号和气体监测子信号共同构成了环境监测信号；位于同一监测区域的视频监测子信号、门禁监测子信号和气体监测子信号相互通信连接。

12、进一步优选的，视频监控设备对进入监控范围的人员进行拾取和视频录制，并根据人员相对于视频监控设备的位置得到人员的实际行进路线；视频监控设备将拾取人员对应的视频和人员的实际行进路线作为视频监测子信号，发送至应急管理中心，应急管理中心对视频监测子信号进行保存。

13、更进一步优选的，所述视频监控设备对进入监控范围的人员进行拾取和视频录制，并根据人员相对于视频监控设备的位置得到人员的行进路线，是构建样本集，从样本集中选择训练样本，对训练样本进行卷积神经网络训练，训练完毕后得到所需的人脸特征识别模型；采用人脸特征识别模型对进入监控范围的人员的面部范围进行截取，将截图的面部范围图像与预先存储在应急管理中心的人员面部图像进行匹配，进行人员的身份识别；通过人员的身份识别后，将维护任务或者紧急任务对应的规划行进路线发送给身份识别后的人员；视频监控设备获取人员在一条或者多条通道内的具有时间上的先后顺序的不同位置，通过拟合曲线生成实际行进路线，当实际行进路线偏离规划行进路线一定距离时，视频监控设备提示人员按规划行进路线移动。

14、更进一步优选的，门禁设备对经过通道进入或者离开第一等级监测区域的人员进行身份验证，生成区域人员列表，区域人员列表登记进入第一等级监测区域的人员的身份、权限和进入时间，以及离开第一等级监测区域的人员的身份和离开时间，当区域人员列表中的人员均离开第一等级监测区域后，第一等级监测区域的视频监控设备对当前监测区域进行人员拾取，确认当前监测区域内没有人员滞留；门禁设备还与安全连锁单元电性连接，门禁设备向安全连锁单元发出通电控制信号或者断电控制信号；区域人员列表，以及通电控制信号和断电控制信号共同构成了门禁监测子信号，门禁设备将门禁监测子信号发送至应急管理中心，应急管理中心对门禁监测子信号进行保存。

15、再进一步优选的，当人员通过身份验证进入第一等级监测区域时，安全连锁单元接收门禁设备发出的断电控制信号，使所在的第一等级监测区域的联动设备停止运行，启动警示闪光灯，并向应急管理中心发出区域断电信号；当第一等级监测区域内所有人员都离开，且第一等级监测区域的视频监控设备检测到当前监测区域不存在人员时，安全连锁单元接收并执行门禁设备发出的通电控制信号，使所在的第一等级监测区域的联动设备启动，关闭警示闪光灯，并向应急管理中心发出区域通电信号。

16、进一步优选的，uwb人员定位单元包括若干uwb定位基站、可穿戴uwb标签，若干uwb定位基站均位于同一平行于地面的水平面内，若干uwb定位基站沿着第一等级监测区域内的通道均匀间隔设置，若干uwb定位基站均与基站通信连接，若干uwb定位基站具有唯一编号；可穿戴uwb标签与人员一一对应，可穿戴uwb标签向若干uwb定位基站发送uwb信号和三轴加速度信号；若干uwb定位基站接收uwb信号和三轴加速度信号后，将uwb定位基站的编号、三轴加速度信号和当前uwb定位基站接收到uwb信号的接收时间发送给应急管理中心，危险评价单元根据应急管理中心得到的三轴加速度信号和uwb信号的接收时间，估算人员的质心位置并记录人员在当前质心位置的持续时间，向应急管理中心输出安全评价信息。

17、再进一步优选的，所述危险评价单元根据应急管理中心得到的三轴加速度信号和uwb信号的接收时间，估算人员的质心位置并记录人员在当前质心位置的持续时间，向应急管理中心输出安全评价信息，是令任意相邻的两个uwb定位基站之间的间距为l，在t时刻人员质心位置为ct，人员质心位置与两个uwb定位基站的距离分别为a和b，距离a和b的大小与uwb信号的接收时间成正比，t时刻与距离a对应的夹角为αt，t时刻与距离b对应的夹角为βt，则t时刻人员质心位置到任意两个uwb定位基站所在直线的距离dt为令t+1时刻人员质心位置为ct+1，t+1时刻与距离a对应的夹角为αt+1，t+1时刻与距离b对应的夹角为βt+1，则t+1时刻人员质心位置到任意两个相邻的uwb定位基站所在直线的距离dt+1为连续观察n个采样周期，观察人员质心位置的变化情况：

18、1)如dt＝dt+1，且人员质心位置维持质心初始值不变，则认为人员在第一等级监测区域内站立并停留；危险评价单元向应急管理中心输出低风险安全评价信息；

19、2)如dt与dt+1不完全相同，且人员质心位置在相邻采样时刻内在竖直方向上的变化量不超过质心初始值的6％，则认为人员在第一等级监测区域内行走；危险评价单元向应急管理中心输出低风险安全评价信息；

20、3)如dt与dt+1不完全相同，人员质心位置在竖直向上方向持续增加，超过质心初始值的260％且持续时间超过n1个采样周期，则认为人员在第一等级监测区域内登高作业，第一等级监测区域的视频监控设备拾取人员的姿态视频，危险评价单元向应急管理中心输出中风险安全评价信息；如dt与dt+1不完全相同，人员质心位置在竖直向上方向持续增加，超过质心初始值的260％以上且持续时间不超过n1个采样周期，人员质心位置回到质心初始值，则危险评价单元向应急管理中心输出低风险安全评价信息；

21、4)如dt与dt+1不完全相同，且人员质心位置在竖直向上方向减小，不超过质心初始值的25％且持续时间n2个采样周期，三轴加速度信号检测到人员在竖直向下方向存在超过0.5g以上的加速度瞬时值时，此时第一等级监测区域的视频监控设备拾取人员的姿态视频，且危险评价单元结合气体监测设备发出的气体监测子信号来评价：如气体监测子信号正常，则危险评价单元向应急管理中心输出中风险安全评价信息，如气体监测子信号异常，则危险评价单元向应急管理中心输出高风险安全评价信息；n1<n2<n，应急管理中心接收到中风险安全评价信息和高风险安全评价信息后，生成紧急任务。

22、另一方面，本发明还提供了一种智慧安防管理方法，包括如下步骤：

23、s1：配置上述的智慧安防管理平台；应急管理中心内预先保存有人员的身份信息和面部图像；

24、s2：应急管理中心定期自动生成涉及一个或者多个监测区域的维护任务，或者根据危险评价单元输出的安全评价信息生成紧急任务，预设任务完成时间并分配人员进行维护任务与紧急任务的处理；分配到维护任务或者紧急任务的人员佩戴有可穿戴uwb标签，可穿戴uwb标签周期性的向附近的uwb定位基站发送uwb信号和三轴加速度信号；执行维护任务或者紧急任务的人员的身份信息和预设任务完成时间由应急管理中心同步到视频监控设备和门禁设备中；

25、s3：分配到维护任务或者紧急任务的人员按照应急管理中心提供的规划行进路线进行移动，规划行进路线所包含的至少一条通道上对应的设置有视频监控设备，视频监控设备对进入监控范围的人员进行拾取和视频录制，当视频监控设备拾取的面部图像确认为分配到维护任务或者紧急任务的人员时，根据人员在一条或者多条通道内的具有时间上的先后顺序的不同位置，通过拟合曲线生成实际行进路线，当实际行进路线偏离规划行进路线一定距离时，视频监控设备提示人员按规划行进路线移动；当视频监控设备拾取的面部图像确认为没有分配到维护任务或者紧急任务的预存信息人员时，视频监控设备仅进行视频录制；当视频监控设备拾取的面部图像确认为非预存信息人员时，视频监控设备分别向现场人员和应急管理中心发出告警信息，提示未登记人员进入监测区域；

26、s4：分配到维护任务或者紧急任务的人员，到达任务指定的第一等级监测区域边界处时，指定的第一等级监测区域边界处的门禁设备对申请进入的人员进行身份验证，通过核实可穿戴标签与人员的一一对应关系，通过核实后，安全连锁单元保持第一等级监测区域内的联动设备停止运行状态，气体监测设备监测持续输出第一等级监测区域内的有害气体状况，并提示门禁设备处的人员进行防护，然后开启门禁设备；指定的第一等级监测区域内部配置的uwb定位基站获取进入监测区域的人员可穿戴uwb标签发送的uwb信号和三轴加速度信号，直到完成维护任务或者紧急任务后，人员经由门禁设备离开：1)不论当前时间是否超过预设任务完成时间，当门禁设备处的区域人员列表各项内容完整时，则由指定的第一等级监测区域内的视频监控设备再次确认内部有无滞留人员，确认无人员滞留时安全连锁单元复位第一等级监测区域内的联动设备，安全连锁单元向应急管理中心发出区域通电信号，如有滞留人员，门禁设备和视频监控设备提示人员尽快离开；2)如果当前时间超过预设任务完成时间，当门禁设备处的区域人员列表各项内容不完整时，则安全连锁单元仍保持第一等级监测区域内的联动设备停止运行状态，应急管理中心对预设任务完成时间自动增加一个时间增量，门禁设备和视频监控设备提示人员完成任务后尽快离开；3)如果当前时间不超过预设任务完成时间，当门禁设备处的区域人员列表各项内容不完整时，则在当前时间接近预设任务完成时间时，门禁设备和视频监控设备提示人员预设任务完成时间将至，并使安全连锁单元仍保持第一等级监测区域内的联动设备停止运行状态，由执行任务的人员主动调整预设任务完成时间，或者应急管理中心对预设任务完成时间自动增加一个时间增量。

27、本发明提供的一种智慧安防管理平台及方法，相对于现有技术，具有以下

28、有益效果：

29、配置应急管理中心和危险评价单元，将独立运行的环境监测单元、uwb人员定位单元或者安全连锁单元的功能进行了有机的整合，根据对应监测区域的重要性，布设不同的监测设备，尤其是在优先级较高的监测区域，采用多种监测设备协同作用的方式，能够根据需要生成预防性维护任务和应急处置任务，为工况企业，尤其是钢铁企业提供一个稳定安全的工作环境。