王君敏  赵明  朱文东

（鞍钢股份有限公司炼焦总厂鞍山114021）

【摘要】论述了皮带系统智能安防控制系统餉应用。系统通过采用视觉安防技术、模式识别技术、人工智能技术、设备远程监控与诊断技术等实现了对人员、设备的安全检测，避免了皮带运行中人身、设备事故的发生。

【关键词】视觉安防；模式识别；远程监控诊断；安全生产

1概述

皮带通廊的作用主要是运输煤和焦炭。由于现场光线暗、粉尘大、通道狭窄等原因，工作人员在巡检、检修时极易发生人身伤害事故，因此，在皮带系统安装一套智能安防控制系统势在必行。传统安防系统,缺少对视频内容的解析,需要人员紧密配合，才能较好实现“安防”的使命。从安防应用角度看，视觉技术已经从传统简单的视频监控向智能安防、智慧安防方向发展，智能化成为安防行业新的发展方向。目前，智能安防技术的人员检测、人员定位、人员运动特征识别已获得成熟的应用，并随着人工智能技术的发展与应用，日益成熟。将现代视觉安防技术、模式识别技术、人工智能技术应用、设备远程监控与诊断技术等应用到皮带运输系统，对人员、设备进行实时安全检测，可为人员提供一道安全防线,避免皮带运行中对人身的伤害，保证安全生产。

2安防目标

2.1加强皮带通廊人行过道区域监控监管力度

传统视频监控虽然也是24 h实时监控,但是需要当班值守人员时刻注意监控画面，一旦关注度不足，就不能实现监控系统的监控,致使监控系统未发挥作用，将监控能力与用户关注度完全绑定, 这是传统监控系统的漏洞。而新系统增加了视频流自解析模块，除了当班值守人员监管人工过道画面外，增加自解析通道，因此，本项目实施后,将加强皮带通廊人行过道区域监控监管力度。

2.2降低事故率

除常规皮带通廊的人行过道区域监控外，新系统实时定位作业人员所在位置，如果越过隔离区，软件系统可通知控制系统，自动控制系统以最快的速度发岀声光警示并迅速将皮带停止运转，减少了事故反应时间，因此,本系统可大幅地减少安全事故的发生。

2.3促使现场安防系统向智能监管方向发展

本系统利用图像处理技术、人工智能技术，实时识别人体目标、人体行为姿态，并可存储及搜索关键信息，是传统安防向智能安防发展的转折点。

3技术方案

方案要求根据现场情况，对皮带通廊人行过道进行全面视频监控监管,实时采集视频图像,实时进行人员安全检测。当人员进人危险区或者存在不规范作业姿态时，系统会进行声光报警,提醒监控室职守人员对现场的关注。为防止人员发生意外，可以人工干预皮带停机。当工作人员进入危险区时，系统自动感知，可与PLC控制系统通信,控制皮带停止运转,避免人员伤亡。

为实现项目的目标，设计一套软硬件系统（见图1 。主要包括视频采集系统、监管区域自定义模块、监管时间自定义模块、人体目标检测模块、人体姿态识别模块、硬件控制模块等。这套软硬件部署后,将大幅度提高炼焦总厂安全防护水平,使全厂的安全防护向智能化、信息化发展。

3.1视频采集模块

利用监控设备对皮带头尾部、皮带通廊出入口、皮带作业重点区域进行视频采集，做到皮带通廊内生产区域全覆盖。通过硬盘录像机将采集到的视频进行转换,并传输至软件模块进行分析（见图2）。

3.2软件模块

3.2.1 人体目标帜别

通过在指定位置安装星光级摄像机进行实时图像采集与视频监控，而后应用图像处理与识别技术，实现指定区域内人员进入自动识别、区域内人员位置监测，实现区域示意图内人员最新位置标记，当人员进入隔离区和危险区后进行相应的预警和报警。

3.2.2 人体娄志识别

在预先划定的传输皮带非安全区在指定位置安装星光级摄像机,进行实时图像采集与视频监控。应用图像处理与识别技术，实现人员危险姿态自动识别并做预警处理。

3.2.3 掖警管理

报警级别分为预警和报警。预警管理是指人员进入隔离区后或工作人员在现场出现摔倒等姿态时进行光预警处理。报警管理是指人员进入危险区后进行声光报警处理。

综合查询是指系统自动记录每一次预警、报警信息内容,包括报警类别、时间、报警内容、紧急程度。报警信息为事故追踪、现场决策提供数据支撑。用户可以根据自己的要求，查询日期、类别、报警内容、紧急程度数据。

3.2.4 监管区城自良义配置

整个项目关注的重点在于监控监管皮带通廊人行过道区域的人员安全性，降低人员安全事故率。人工过道区域是重点监控区域，按照事故易发性分为三类监控区域，即作业区、隔离区、危险区。在作业区内系统只识别不报警;在隔离区内系统识别、预警;在危险区内系统识别、报警并进行硬件控制。为了实现精细化监控监管，每个区域要严格自定义,三个区域可以用分割线分开,也可以是每个区域是个封闭的多边形，根据现场实际情况，支持使用鼠标选定作业区、危险区、隔离区的自定义设置。

3.2.5 监植监管作业对间管理

通常监控监管是不分昼夜24h在工作。但是, 现场设备维修时，工作人员经常在非作业区活动，此时做报警提示会影响现场维修工作，因此,设计作业时间管理模块。时间管理模块按照两类监管要求自定义时间，一类是生产监管时间;一类是维修监管时间，两类时间设定完毕后，系统严格按照时间执行任务，在生产监管时间内系统正常工作，在维修时间内，只录像不分析，或者只分析结果而不做任何报警提示。

3.2.6 硬件控制撲快

根据视觉分析结果，需要对原有自动化系统做部分改造（急停、联锁处理等），配合新系统的上线运行。

当有人员进入监控区域时，视频流解析模块输出检测结果，结果共分为三类，一类是进入了监控作业区，这时会提供信息提示与记录;二类是进 入了监控隔离区，这时提示作业人员离危险区比较近，极易发生危险。要谨慎作业,时刻注意人身安全，系统发出警告信息提示、提醒监控室值守人员，加强对现场的监控;第三类是进入了监控危险区，是工作人员严禁进入的区域，一旦进入，硬件控制模块自动与皮带PLC通信,控制皮带停机，保障工作人员安全。

3.2.7设备运行参数的运程监控与诊断

在皮带系统中的减速机、液力耦合器（联轴器）和电动机上增设传感器作为监测对象,通过采集卡对设备振动、温度等数据进行采集，采用多因素综合分析的设备故障预警与故障自诊断分析技术、无线和有线传感器的网络数据采集与传输技术，经过光纤传输到服务器上。对减速机齿轮的磨损、疲劳点蚀、裂纹等,对轴承的内圈、外圈、保持架、滚动体的磨损,对电动机、液力耦合器（联轴器）的振动及温升等故障进行综合分析、诊断，直观的将设备的数据曲线体现在后台机上进行实时记录并存储,得出设备运行状态是否有劣化趋势。

通过智能报警和多因素趋势预测系统发出报警、停机,全面实时掌控设备的运行状态，预防人员、设备事故的发生。同时,可通过手机网络技术.实现手机APP软件实时查看设备运行状态，达到“坐在办公室能轻松掌握现场情况”的信息化、智能化管理目的。

控制台控制分析显示界面见图3~6。

4实现的功能

2018年6月到11月在五炼焦作业区进行了应用。皮带系统智能安防控制系统通过预先划定传输皮带非安全区，在指定位置安装白光摄像机进行实时图像采集与视频监控，应用图像处理与识别技术，实现人员危险姿态（俯卧、后仰、侧倾、接近皮带）自动识别、报警，当工作人员进入危险区时,系统自动感知，并与PLC控制系统通信、控制，使皮带停止运转，进而减少不必要的人员伤亡。

另外，设备远程监控与诊断技术的应用，可以实时掌控设备的运行状态,降低设备事故率,减少人员因处理设备故障时存在的安全风险。

5结语

鞍钢股份炼焦总厂皮带系统智能安防控制系统的应用,大大提升了设备运行稳定性，降低了设备故障率，保障了工作人员人身安全，彻底解决了皮带运行中极易发生的人身伤害及重大设备事故的问题，确保皮带系统安全稳定运行。