需求概述

　　该变电站原有视频监控系统采用本地模拟监控，前端采用智能球采集视频，数据信号通过光纤传输，后端光端机连接硬盘录像机完成本地监控录像的存储。需要说明的是，原视频监控系统也可实现智能监控的部分功能，如自动跟踪、周界入侵报警等。系统采集的视频全部汇总到监控中心，通过后端的智能分析软件完成视频场景的智能分析和实时监控。

　　但是，随着变电站业务不断升级复杂化，监控面积的增加，原来这种后端软件实现智能分析的模式，已无法满足当前的监控需求。这主要由于两个原因，其一，智能视频分析是非常复杂的数据计算过程，需要占用大量的系统计算资源，因此采用后端软件进行智能分析的模式可以同时进行分析的视频路数非常有限，对于监控需求日益扩大的变电站来说已无法满足。另一个原因，软件模式实现智能分析，前期需要对某个监控场景进行较长时间的建模分析，根据该特定场景做智能算法。而一旦监控场景发生较大变动，其智能分析适应环境的性能有限，就大大降低了监控的质量。因此，对于变电站提出的，诸如系统可以主动检测工作人员是否穿戴安全帽，是否穿戴安全服等监控需求，现有的监控系统是无法满足的。

　　该项目中，变电站方面要求智能化改造后的监控系统体现出智能电网的先进性，要在原有基础上实现如下功能：

　　· 在特定时间段，变电站工作区域无人值守时，防止外来人员进入变电站内破坏或盗窃站内设施，避免经济损失;

　　· 工作时间，为保障变电站内工作人员的人身安全，进入站内人员必须佩戴安全帽(有多款颜色)，穿着安全工作服(红马甲);

　　· 需将智能视频分析产品接入变电站原有电力系统监控平台，在其平台上实现监控与产品设置;

　　· 最大程度保留原有监控系统设备，保留后端硬盘录像机，存储监控录像。

　　项目的智能化改造目标

　　根据变电站提出的监控需求，对现有系统做智能化改造，采取在系统中直接接入智能视频服务器的方式。原有系统前端智能球采集的视频通过光纤接入智能视频服务器，智能视频服务器对视频场景做实时的行为分析，将分析结果输出至监控中心做统一管理;同时智能视频服务器可以将原视频做无损环出，接入原有监控系统的硬盘录像机，进行监控录像的存储，便于数据的管理和调度。

　　这种通过硬件实现的智能监控模式，将智能视频分析模块集成进嵌入式的前端设备，此方案中即智能视频服务器，由前端DSP对视频场景处理分析后传送至后端进行监控。如此可以降低后端服务器处理负载，使服务器能处理更多路数的视频，实现强大功能。这样改造的另一大优势是，通过系统前端硬件实现的智能视频分析，可以根据客户的实际需求进行定制，即为某个行业或客户提供个性化的智能视频分析功能。这也是该项目改造中的难点，将在下一段作重点分析。

　　项目智能化改造的难点

　　在本项目改造中，变电站方面提出的部分需求，如在无人管理时间段内，避免外人入侵工作区窃取变电站设备或破坏设备等，都是常见的智能监控需求，周界入侵检测功能即可满足。然而，对于变电站工作人员穿戴安全帽和安全工作服的检测则充分体现了其行业属性，智能视频服务器现有的规则设置并不能实现这个功能，为此，本改造方案中的智能视频服务器针对该项做了定制化设计。

[nextpage]

　　该项需求的细化内容如下：

　　· 安全帽检测，包括红色，蓝色和黄色安全帽。对场地上的施工人员是否佩戴安全帽进行分析判断，可监测的安全帽的颜色包括红色、蓝色和黄色。对未佩戴安全帽的移动人员进行报警，提醒监视人员采用相应的措施，并触发录像，供事后事件追溯使用;

　　· 红马甲检测，在视频监控画面上预先设置工作区域范围，在对施工人员动态跟踪的基础上，通过视频智能分析算法，判断施工人员中在施工范围内是否有穿红马甲的人员，在无任何人员穿红马甲的情况下进行报警，提醒监视人员采用相应的措施，并触发录像，供事后事件追溯使用。

　　该方案中使用的智能分析将检测对象所在场景中，对该对象背景建立模型，再将对象从背景模型中剥离，仅对该对象行为做基于预设规则的处理分析。那么，在智能分析过程中，系统势必会受到场景中客观因素的影响，产生一定的误报和漏报。笔者将安全帽检测和红马甲检测分开讨论。

　　在安全帽检测中，预设的规则为根据基层算法，设置目标框信息，监测目标框区域内是否出现红色、蓝色或黄色。如果存在，即认为工作人员合理穿戴了安全帽，如果不存在，即认为工作人员没有穿戴安全帽，系统出发预警。这里要说明的是，该变电站内工作人员所佩戴安全帽只有红色、蓝色、黄色三种，即系统只认为该三色为合理穿戴安全帽的基础指标。在目标区域内，该三种颜色均未被捕获时才发生预警，即只要有一种颜色存在目标区域，系统就不会预警。安全帽检测中，可能影响系统产生误报和漏报的情况有两类，一类是目标对象为单人的状态，一类是目标对象为多人的状态。

　　检测对象为单人的时候，情况比较简单，但还是会存在误报和漏报，发生概率较低。基本有三种情况：

　　· 目标框内正好有红色、蓝色和黄色，其并非是安全帽的颜色，而是场景中背景的杂色。因为该方案中的智能分析为目标框检测，目标框为矩形，在该矩形区域内出现红、蓝、黄三色中的一种，系统即不会预警。这样就可能导致工作人员并未穿戴安全帽，而由于其所处场景中正好有这些颜色，产生误报和漏报;

　　· 工作人员的头发如果染成接近于安全帽的颜色，如红或黄时，系统对于目标框的检测就会受到影响。可能存在工作人员没有穿戴安全帽，而由于其发色接近红或黄，系统产生漏报和误报;

　　· 目标框内的检测对象正好被其他物件遮蔽遮挡，系统也可能产生误报和漏报。

　　检测对象为多人的时候，情况相对复杂，系统产生误报和漏报的概率较高。如果目标框中同时存在的多名对象中，没有一名穿戴安全帽，即目标框中没有出现红、蓝、黄三色，系统是会预警的。产生误报和漏报，主要存在于对象较为聚集，有的穿戴了安全帽，而同时有的没有穿戴的状态。基本也存在三种情况：

　　· 目标框内多名对象均站立，但是身高有差别，较高的对象穿戴了安全帽，而较矮的对象没有穿戴，则系统可能产生误报和漏报;

　　· 目标框内的多名对象有的站立，有的坐或蹲的姿势，而站立的对象穿戴了安全帽，身位比较低的对象没有穿戴，则系统可能产生误报和漏报;

　　· 目标框内的多名对象处于不同的场景深度并发生重叠，近处的对象穿戴了安全帽，而较远处的对象没有穿戴，则系统可能产生误报和漏报。

　　红马甲检测，是针对工作人员是否合理穿戴工作服的功能项。根据智能分析算法，预设目标框，只要监控场景中，该区域内出现红色，即认为该工作人员穿着工作服，目标框内没有出现红色，即认为工作人员没有穿着工作服，系统发出预警。红马甲检测会因为工作人员在场景中站立位置的不同产生误报和漏报的情况。

　　可能产生误报的情况有：[nextpage]

　　· 目标框中的工作人员穿着了红马甲，但是该对象被其他人遮蔽遮挡;

　　· 目标框中的工作人员穿着了红马甲，但是该对象被场景中的其他物体遮蔽遮挡;

　　· 目标框中的对象穿着了红马甲，但是其站立在原地比较长的时间，该时间段超出预设规则的时限，系统可能会丢失其目标框，产生误报。

　　系统产生漏报的情况相对比较复杂，主要出现在目标框内检测对象较多且较聚集时：

　　· 当多名工作人员聚集在一个目标框区域内，并且多名对象同时穿戴了红色安全帽和红马甲，系统可能会由于位置的偏差，捕获红色安全帽信息为红马甲信息，从而发生漏报。

　　· 当目标框内的多名工作人员处于不同的场景深度并且发生位置重叠时，较远处对象穿戴的红色安全帽可能被误判断为近处的对象穿着红马甲的信息，从而发生漏报。

　　该变电站智能化改造项目中，针对安全帽和工作服的检测是极具行业特色的、定制化的需求。现有的智能视频服务器的常见智能分析规则并不能满足系统需求，只有合理细致地分析该变电站需求，结合电力行业的特殊性，充分运用整合智能分析基层算法，并对监控环境做深入分析后，开发出安全帽检测和红马甲检测的新功能，才能达到该变电站监控系统智能化改造的根本目的。

　　结语

　　改造后的智能视频监控系统较原有系统，在智能分析的功能性和准确性上有大幅提高，对其周界入侵等传统智能监控功能笔者不再赘述。随着智能监控在更多行业的推广和应用，其现有的基本规则已无法满足日益复杂的行业化、特殊化需求，各智能监控厂商和工程商不能一味抱着诸如目标跟踪、周界入侵等几个相对成熟的规则，而应该根据行业属性，针对性地开发新的规则和功能，以此，才能提升智能监控领域的整体水平。