案例綜述
由易控天地軟件平臺打造的智能立體安防調度指揮系統,集智能化、自動化、信息化功能于一體,包含掃描、監控、識別、預警、決策等功能,適用于邊防治安、要地防控、應急指揮、安全環保監督等綜合性的防控和管理場景。本案例介紹該系統在某油田輸油管線安全防范中的實際應用。
油田等要地管理具有地域廣、地面設施復雜、突發狀況多的特點,傳統的安防管理通常采用人工巡視的形式,存在很多弊端:需要大量人員全天候倒班巡視、巡視間隔周期大、夜間難以發現藏匿人員、極端天氣無法開展巡視工作。很多油田都發生過由于巡視疏漏,導致輸油管線上被安裝了閥門進行偷油的情況,給油田造成了極大的經濟損失,也存在很大的安全隱患。
智能立體安防調度指揮系統可以有效解決上述問題。系統基于SCADA、雷達、視頻、人工智能(AI)和增強現實(AR)等技術,為油田的安全防范、調度指揮提供決策依據,具有監控范圍廣、發現警情準、及時預警、多系統聯動處理、智能化程度高等優勢,為油田實現了7×24小時不間斷實時防護,極大地保障了油區的安全生產,減少了偷盜油、破壞生產設施等現象,減輕了一線巡視人員的工作強度。
解決方案
智能立體安防調度指揮系統應用在某油田的100公里輸油管線的安全防護,實現管線全程1000米范圍內對人員、車輛、無人機啟動三級預警;200米范圍內對人員、車輛、無人機采取二級防護報警、動態跟蹤;50米范圍內對安全入侵進行警告、驅離。
圖:智能立體安防調度指揮系統主界面
(1)智能哨兵
輸油管線的特點是距離長、范圍大、多覆蓋無人區,需要巡視的區域松散,在部署本套系統前,100公里的管線需要安排大量一線人員,全天候多班組分批巡視,耗費了大量人力物力資源,還達不到預期效果。
針對這一問題,本項目沿輸油管線每隔20公里安裝一套設備,即智能哨兵,包括相控陣雷達、高點晝夜一體化攝像機、智能控制器、定向聲波驅離裝置。智能哨兵安裝于50米高塔之上,可以實現方圓10公里范圍的監視,符合輸油管線安全防護要求。
圖:單點智能哨兵
智能哨兵相互之間通過AI算法的處理,具備聯動和接力的能力,當目標在不同智能哨兵的管轄范圍間跨越時,系統可以做到無縫銜接,實現目標的不間斷持續跟蹤。
圖:對智能哨兵分布進行集中監視
(2)智能識別跟蹤
系統通過雷達快速定位監視范圍內的移動目標,并聯動高點攝像機轉向目標位置,加裝了紅外熱成像光學組件的高點攝像機可以實現晝夜全天候實時精準拍攝,并根據地形地勢自動調整焦距,從而獲得清晰的目標影像。在對目標拍攝的過程中,AI算法會對視頻影像進行實時分析,準確判斷目標性質,比如人員、車輛、無人機等,同時自動排除樹葉搖晃或者鳥類飛過等自然擾動,將誤報率控制在極低范圍。
系統識別出移動目標的性質后,還支持進一步提取目標信息,比如闖入人員的衣著特征,車輛的顏色、類型、車牌號碼等。基于AI算法對目標運動軌跡的分析,準確預判出目標的移動方向,攝像機自動變倍并保持對目標的跟蹤,同時開啟錄像功能,記錄入侵事件的完整過程。
圖:人工智能準確識別并標識出目標的類型
在發現異常情況的同時,集控中心會收到聲光警報,在集中監視界面上詳細顯示目標的發現時間、所處位置、特征信息,以及實時跟拍影像,工作人員可以第一時間收到預警,參與到目標防范的工作中,及時采取干預措施。對于符合特定條件的目標入侵,系統將自動觸發聲波定向驅離目標。
(3)電子圍欄
由于輸油管線大部分沿公路建設,安全防護區域并非是規則的圓形或矩形,因此可能會有常規社會車輛進入監視范圍,導致現場情況較為復雜。
為排除監視范圍內的無效報警,系統使用了GIS電子圍欄技術和AI視頻動態電子圍欄技術,只針對圍欄內的目標入侵觸發報警干預機制。系統將雷達掃描范圍與可視化地理信息相結合,在電子地圖中設置若干重點監視區域的電子圍欄,按照真實的比例和坐標進行換算,實時投映在視頻影像中,形成增強現實(AR)的可視化效果。
根據監控情況的需要,攝像機在智能控制器的牽引下會360度轉動和調整焦距,加之視頻拍攝到的地形不均勻,因此AR電子圍欄顯示在畫面上的位置、大小會發生動態變化。在這一過程中,系統引入了AI技術,對攝像機的運動以及地勢地形的改變進行實時分析和運算,使得電子圍欄區域在視頻影像中的刷新誤差可以控制在像素級別之內。
圖:智能化視頻動態電子圍欄
案例成效
智能立體安防調度指揮系統是一套典型的自動化監控+智能化管理系統,通過在易控天地軟件平臺內搭載先進的AI技術,結合其他軟硬件設施,實現了對安防要地全天候無間斷安全防范。系統運行穩定、界面精美、操作方便、維護簡單、擴展容易,目前已在多個油田、水庫等重要安防項目中取得了良好的應用效果。
該系統創新地將機器識別、人工智能算法分析等AI技術深度融合到自動化監控的應用場景:AI技術聯動傳感器、控制器,實現目標的識別和信息提取等功能;AI算法實現對攝像機的精準控制引導,保障目標跟蹤的可靠性和流暢性;AI輔助AR電子圍欄的呈現,大幅度提升了傳統安全監控管理系統的智能化程度,解決了傳統方案部署復雜、協調困難、人力投入巨大、經濟成本高昂等一系列問題。系統在保證功能可靠的同時,更具備良好的實用性、易用性,為安防指揮調度領域的智能化建設提供了優秀的應用范本。
該系統以安防指控領域的管理目標為核心,以易控天地平臺強大的自動化、信息化、智能化融合能力為基礎,以創新性的人工智能技術為價值點,從防范區域管理、入侵目標識別,到信息智能分析、應急調度聯動,再到先進的可視化交互和完善的數據歸檔,呈現了一套完整的系統解決方案。這種將場景需求、平臺能力、AI技術相結合的實戰案例,可以為更多的要地防控和邊防治安項目創造價值,加強和穩固安全管理的手段措施,促使各行業各領域生產作業和運營管理更加蓬勃地發展。