唐合智慧工厂智慧园区案例介绍

项目背景

        随着国家经济持续发展，作为国民经济的支柱产品，工厂制造企业发展逐步加快，产品广泛应用于国民经济、人民生活、国防科技等各个领域，拉动国家经济的大幅度增长。而“中国制作2025”的贯彻落实以及“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”的基本方针，也为制造企业的发展指明方向。

        由于制造企业的高速发展，厂区规模越来越大，随之而来的企业在管理方面的手段逐渐落后，很多处于传统人工监控方式的做法效率逐渐降低。近年来各级政府纷纷发文要求进一步加强工业领域企业安全生产工作，《安全生产法》第五十四条，从业人员在作业过程中，应当严格遵守本单位的安全生产规章制度和操作规程，服从管理，正确佩戴和使用劳动防护用品。《建设工程安全生产管理条例》第三十三条，作业人员应当遵守安全施工的强制性标准、规章制度和操作规程，正确使用安全防护用具、机械设备等。

        利用先进的智能分析科技手段，进一步落实企业安全监管责任，提高政府、企业对工程现场的远程管理水平，加快企业对工程现场安全隐患处理的速度。政府通过出台相应法规文件推动企业完善智能分析系统建设，并进一步提高安全监管水平。通过政府统筹规划，协调各业务管理部门，围绕安全监管制度为核心，以AI智能分析技术为技术手段，将科技技术力量与安全监管制度紧密集合。

        在这种背景下，企业急需升级建设先进的智慧工业园区可视化管理系统，提高厂区的现代化管理水平，利用人工智能结合视频技术，提高企业园区以及生产车间的管理水平，为企业的安全生产提供保证，为企业的科学决策提供支持。

        2020年新冠病毒疫情爆发，数万名医务工作者选择逆行，同时间赛跑，与病魔较量。作为几万人在岗的庞大产业园区，人员管理与疫情管理面临着很大挑战。利用视频技术与人工智能技术，实现公共场所非接触式测温筛查，迅速掌握厂区人员动态、流动范围以及接触人群，高风险人群以及事件提前预警。给予决策者充分的数据分析及数据展示，能够帮助决策者正确的下达行政指令。

       唐合易成作为本项目最终用户一直以来的IT运维合作伙伴，对于客户目前遇到的困难与挑战认识的非常深刻。基于客户现状，唐合易成与多家厂商合作伙伴共同商定此项目方案，目前第一期项目正在实施过程中。

项目挑战

1.  人员管理复杂

   厂区办公人员复杂，大体分为本厂职工、外协外包务工人员、供应商现场服务人员等。而不同的生产区域也要区分人员权限，例如高危生产区域需要经过安全培训的人员才能进入，因此需要对人员身份进行识别。
同时工人的到岗时间、工作时间需要与工作绩效挂钩，更加真实的反应出工作时长与产出的效率比，给予管理者更科学准确的数据辅助决策。

2.  避免重复投资

      厂区原有已经安装了不同品牌的高清摄像头，各自有管理平台，但是数据层面没有打通。不同的视频管理平台共存导致厂区存在监控死角。需要可以快速实现监控系统智能分析赋能，最大程度减少反复投资，降低建设成本。

3.  要求开放性强

     系统设计时，必须考虑提供多种二次开发接口。可进行多个平台客户端等通讯工具互联互通和数据处理转发。

4.  可扩展性强

     未来厂区需要扩建，监控范围与内容也会随之增加。就要求本系统需要有非常强的扩展性，不仅要求功能上的还有对于管理人员数量上也需要扩容简易、经济，存储数据也需要有经济、便捷、安全的存储数据解决方案。

5.  维护便捷

     考虑厂区范围较大，尽量选择方便运维管理的系统产品，减少后期的维护投入。
 

项目建设目标

1. 云平台管理
       通过全球独有的非结构化数据计算与存储技术，实现对视频资源的实时云监控、云存储、云计算。通过云系统平台，对前端智能硬件设备采集数据，实时云端数据管理与智能分析，通过云平台服务，视频的存储、分析、应用均位于云端，不丢失资料，可以使用任何设备（平板或手机）通过浏览器进行操作。采用分布式存储通过稍微减少主码流中的录像文件，可数倍增加存档深度，同时在子码流中显著增加存档深度。可同时并行记录多个硬盘，避免在任何硬盘发生故障时完全丢失数据，方便维护管理。

2. 可扩展性、开放性
       监控系统可通过多台设备堆叠实现存储和管理容量的扩展，堆叠后管理入口要与扩容前保持一致。当旧有系统堆叠到上限后，仍能通过系统互联接口与新增的监控系统实现多级多域联网，实现管理和监控业务的一致性延续。

       无限扩容存储：支持写入无限数量的硬盘，允许创建多个TB容量的档案。同时，支持各种流媒体：CD、USB驱动器和FireWire等热断开和连接。为存储视频数据，系统自动诊断和统计每个驱动器的可用空间以及一系列配置，允许管理员指定在何种模式下使用驱动器、指定分配存储空间用于存储。

系统对人脸数据库数量无数量限制、人脸数据可无限扩容，支持批量导入人脸数据，可根据客户需求按需定制数据库大小。可与第三方平台、手机、网页、客户端等通讯工具互联互通和数据处理转发。通过系统接口协议，可与任意平台通信，对指定的数据结果或定义程序推送。

3. 利用技术赋能提升管理能力

新的智能视频监控系统对管理的支撑能力如下：

1)  采用先进的智能视频监控系统管理平台，各级管理权限明确，各级职能划分清晰，借助智能事件行为分析提高系统的主动预警能力；
2）厂区门口安装一套人脸识别面板机，面板机可以作为进入厂区身份识别的第一道门，同时面板机还有热感应装置，可以识别员工是否体温过高。快速识别新冠状病毒潜在患病者，及时隔离；
3）赋能厂区原有的可以达到清晰度要求的摄像机，快速实现监控系统智能分析赋能，最大程度减少反复投资，降低建设成本；
4）对于达不到智能分析清晰度要求的摄像机，采用最新技术的摄像机产品，采用400万专用人脸识别摄像机、高清红外半球摄像机、高清智能红外枪机，保证监控图像的高质量；
5）全方位覆盖监控区域，采用人脸识别摄像机、红外枪机、红外半球相结合的布点原则，大密度，高精度。

4. 简易维护
      系统运行后，用户管理和设备的维护是可操作的，系统应具有完善的网管功能，可以对视频监控系统平台中部署的各个业务服务器和前端设备实现管理，实现告警、性能、拓扑等信息的集中采集、统计和管理。

       本套系统自带设备管理与监测系统，帮助工厂相关管理部门建立快速响应并适应机构业务环境及业务发展的运维模式，实现运维自动化。运维管理主要针对机构的业务应用及硬件环境的日常监测管理及维护。

       运维管理主要针对机构软硬件使用运行的监测管理，如安防监控摄像机、DVR、服务器等硬件设备，及服务状态、平台系统组件、网络、故障、异常等软件故障。
 

整体方案设计

一、总体架构

智慧工厂可视化智能分析系统从系统架构上分为设备接入层、数据交互层、基础应用层、业务实现层、业务表现层。

业务表现层	浏览器	C/S客户端	UI显示	移动端	其他
业务实现层	安全控制	人行识别	消费管理	访客管理	停车场管控
	考勤管理	异常行为管理	消防报警
基础应用层	统一资源	统一用户	统一权限	日志检索	联动管理
	存储服务	报警服务	上屏控制	消息管理	设备检测
数据交互层	服务器	安全数据交互中间件	其他系统
	数据库
设备接入层	监控探头	一卡通	报警接收	POS机	考勤
	停车场出入设备	移动视频记录仪	对讲机	其他

 

二、系统标准与接口

《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006
《安全防范工程技术规范》GB50348—2004
《信息技术互连国际标准》（ISO/IEC11801-95）
《计算机软件开发规范》（GB8566）

三、系统关键技术

1. 前端数据采集，人脸识别、人脸匹配、视频采集。
2. 视频数据智能检索分析系统，智能视频综合管理分析平台。
3. 系统视频实时智能行为分析，以及智能后分析检索，提供视频质量诊断、浓缩播放技术。
4. 提供视频加密方案,同时保证性能，能够确保码流高效、实时传输而不受加密、解密影响。
5. 云平台技术、视频存储技术共有四种存储方式：前端设备存储、PC、NVR服务器存储、嵌入式服务器存储以及云存储。

解决方案

        数字化转型并非一朝一夕能够达成的工作，需要前期做好项目规划，根据企业自身需求按步骤有序的一步一步完成。数字化工厂的目标并不是实施最酷炫的新装置，而是达成提升效率、改善质量或增强业务本身等特定的目标。根据我公司与用户配合调研期间梳理了各项需要改进的问题，目前最为紧要需要解决的问题就是工厂人员管理的安全生产与工人绩效管理最优化，因为疫情影响，系统上线迫在眉睫。

        经过梳理确认后，我们将整体项目分二期来完成。一期主要建设工厂人员身份核验系统（包含体温检测功能）云端管理云平台系统。二期将建设工厂智能安全防范系统、物资生产统计系统、仓储物流行为事件监管系统、车辆管理系统、宿舍考勤管理预警系统、自定义异常行为快速检索系统、电子互动地图系统等应用上线。

一、工厂人员身份核验系统

        工厂、工业园区职工数量众多，人员进出频繁，仅仅通过人工手段无法做到很好的监管。
        在工人上班入场的几个大门处安装电子闸，配上人脸识别面板机。人员信息提前录入系统中，标记人员身份信息。例如属于外包人员，系统自动匹配企业人事管理系统，匹配其劳动合同与绩效考勤指标。月底可以自动的计算其本月绩效完成情况。本次安装的面板机还集成了体温传感器，面部识别的同时也可以完成体温识别，如遇到体温超出临界值的员工系统自动报警提示，检查其是否有必要进行新冠状肺炎的排查与隔离工作。

        工厂身份核验系统采用神经网络智能算法，赋能普通摄像机就可对工厂各重点区域进出人员进行无感知的动态非配合式人脸分析、识别、预警，识别速度快，精度高。在人员正常行进过程中即可完成对人员身份核验。

       系统具备开放的人脸识别接口，可以输出客户定制化的考勤格式，并且支持与第三方考勤系统进行对接。可完成对人员的考勤可以统计完成人员考勤记录。能有效提高考勤管理方式，规范员工考勤行为，防止带打卡、弄虚作假的行为，有效提高考勤效率。 具备非接触、无可复制、杜绝带打卡，更高识别率、识别精准快捷等特点。

        系统根据人员授权范围可联动门禁系统自动开门，当人脸库的人员被识别之后，门禁会自动打开。而对于非人脸库人员门禁不动作，对于人员出入门口及其方便。门禁搭配人脸识别功能之后，不仅可以有效解决人员出入身份信息问题，还可以极大提高人员出入门口的效率。而且与可视化系统搭配，可以完成对门口进出异常事件的视频溯源，完成对异常事件的可视化。该模块具备识别准确度高、识别速度快、结果直观、对异常事件可以进行视频溯源功能优点，可极大提高职工上下班大流量通行的效率。

        如果人员进入未经授权区域，系统可主动预警通知安保人员及时处理。系统可使用人脸抓拍图片、外部导入的人脸照片对可疑人员进行人脸反向检索，该人员进入工厂范围的详细记录可完整展现。可快速对可疑人员经过的地点进行时间和空间上的定位追踪，并可将识别结果与视频录像进行自动定位播放。也可实现可疑人员的脸谱轨迹追踪，快速检索出可疑人员经过的时间、位置，了解可疑人员的行进轨迹方便安保人员精准快速进行驱散。

系统特点：

自定义灵活赋能普通摄像机即可实现，无需使用专用摄像机。
对于面部遮挡不超过60%面积的情况下，识别率依然高达85%以上。
系统采用N:N的比对模式可对画面中多张人脸数据同时快速比对。
系统对人脸库数量无数量限制、人脸数据可无限扩容，支持批量导入人脸数据，可根据客户需求按需定制数据库大小。
实现年龄、性别、表情、头饰、人种等人脸信息的结构化数据分析、统计、检索。

二、云端管理预警云平台系统

        唐合易成使用的云端管理预警云平台系统拥有全球独有的结构化、非结构化数据云计算技术、分布式存储技术、全域网络技术，是对视频资源进行实时的云存储、云管理、云分析、云计算的综合系统平台。

        具有优异的集成性和兼容性，前端摄像机可与私有云存储设备、公有云存储设备互联互存，在网络中断的情况下前端设备可存储视频文件，网络恢复后自动上传视频文件，尽可能保证视频文件完整性。可兼容接入管理市面上99%以上的摄像机和存储设备，通过云平台统一进行云管理、云分析操作。

        云平台系统可实现实时视频点播、历史录像查看、时间消息提醒功能，解决了传统存储高昂成本、存储数据分散、复杂运维的应用痛点。做到了使用费用低、安全可靠、设置简单、访问便捷。通过创视睿云服务，安保管理部门可通过电脑客户端、PAD端、手机APP端轻松查看工厂各重点监管区域场所的实时视频、历史录像；通过报警服务可以及时接收各智能分析模块异常事件预警信息，第一时间启动应急预案，在最短的时间内对异常事件进行处理。  

三、工厂智能安全防范系统

通过工厂智能安全防范系统，系统可对工厂内各类安全、异常行为隐患进行7*24小时的自动分析、识别、预警。使用神经网络智能算法，对工厂围墙、易发生拥挤踩踏区域、重点开阔区域、消防通道阻塞、重点消防区域烟早期火预警等造成工厂安全隐患的异常事件第一时间或提前预警，最大程度上确保工厂职工的人身安全。

1、围墙、禁区入侵检测预警

       使用神经网络算法对围墙、锅炉房、配电室、危险水域等视频监控画面内设定的区域进行自动检测，支持多目标同时入侵检测，一旦有人员违规入侵、翻越上述区域，系统将会主动预警，通知安保人员注意并对人员进行劝离、驱散。

 
2、超员超限检测预警

       使用神经网络算法对工厂内严格的人员数量限制区域进行自动检测统计，如果某些区域出现人员数量多，很容易造成安全事故的发生，对于人员数量有严格限制的区域，需要精准的人员数量限制。超员超限检测预警系统是基于智能算法只对区域内的人员进行识别统计，当区域内人数超过安全生产规定的人员数量之后，系统产生预警。可以提高车间管理的安全性，避免安全事件的发生。  
3、重点开阔区域目标自动追踪
       枪球联动系统采用固定摄像机与球型摄像机联动方式，在实现宏观大场景监看的同时，对监控范围内多个运动目标进行持续跟踪和细节信息捕捉，并能够识别比对车牌、人脸，使其能够做到既“看的全，看得见”又能“看得清”。在范围较大的场景下最大可实现“4枪对一球”对场景进行360°全景覆盖，并实现球机“多目标自动跟踪”。四枪机拼合360°全场景，球机针对进出场景内特定区域（可设置非跟踪区域和特定跟踪区域）的人员自动特写跟踪。
   
4、消防通道阻塞预警：
        消防通道是工厂消防安全生命线，因工厂占地面积巨大，如有车辆或杂物阻塞消防通道的通畅，在发生火灾时就会造成消防车难以入内的情况，无法及时控制火情造成工厂、工业园区生命和财产的重大损失。

        消防通道阻塞预警可精准识别阻塞占用消防通道的车辆和杂物，一旦消防通道被占用阻塞系统将主动预警，通知安保人员及时疏散、清理，确保消防通道的顺畅。



5、异常行为预警
        针对一些特定敏感区域，有效地统计视频中人群异常聚集的情况进行检测预警。系统能适应拥挤的现场环境，能适应摄像机抖动、阴影以及低对比度等恶劣条件。当上述敏感区域出现人群异常聚集的情况，系统主动预警，通知安保人员第一时间进行处理，确保工厂安全。
6、烟火早期预警：
       系统利用智能算法，根据火灾烟雾、火焰的特征，判断火情。一旦检测到有着火点、烟雾的产生系统会马上弹出报警消息，通知管理人员及时进行扑灭，对重点消防区域的火灾隐患早期预警管理。通过该系统，管理人员可实时掌握视频区域内的各种情况。可实现高寒、高温、高干扰、大空间的火灾探测保护，能满足工厂各类重点区域的火灾探测要求。

四、安全生产预警系统

1、自动机械加工区人员违规入侵预警系统
       自动机械加工区作为厂区内重点加工区域，因该区域内有大量的自动化加工机械设备，一旦有人员不按照安全生产规定和流程，违规进入自动机械加工区则极易造成人身意外伤害事故，对企业正常的安全生产造成极大的安全隐患，一旦发生人身意外伤害事故对员工、对企业都会造成无法挽回的重大损失。

        自动机械加工区人员违规入侵预警系统采用智能算法，只对人体特征进行检测，对杂物、非人物体等干扰源进行过滤，对进入自动机械加工区的人体精准识别，一旦出现有人违规进入自动机械加工区域，系统将主动预警，通知安全管理人员及时查处违规行为。


2、安全帽识别预警系统
       随着生产企业工作人员安全事故的频繁发生，作业人员安全帽检测预警对工厂、工业园区的安全生产意义重大，必须需求一种有效的监测方法，对于生产场所作业人员未佩戴安全帽就上岗作业的现象及时发现并报警。针对区域内未佩戴安全帽行为，结合安全帽检测系统，对现场作业人员未按规定佩戴安全帽的行为进行预警。该系统可以有效识别佩戴和非佩戴安全帽的行为。 3、工装识别预警系统
       工厂生产加工区域专业设备需要由专业人员去操作，而对于是否合规人员对设备进行操作难以进行监管。而避免此类问题的发生，采用工装识别预警系统搭配根据操作人员的工装颜色自动识别工种信息，对于非合规工种操作机械设备进行预警。

        根据自定义衣服颜色对不同工种信息进行识别，系统可以完成对车间不同工种进行统计输出、对非规定的工装人员操作设备进行预警，以及非规定的工装人员进入指定区域进行预警。该系统具备自动识别、自定义工装颜色（包括红色、黄色、蓝色、绿色、白色、黑色等）、识别准确高等特点，有利于加工中心高效监管、提高车间安全性、减少人力监管成本，规范员工操作行为。


4、异常噪声预警系统：
       通过带有拾音器的前端监控摄像头，系统可以24小时自动采集识别各类机械设备运转状态，如设备运转时出现异常噪声，系统将主动预警，通知管理人员及时进行维护排除故障，确保安全生产进度。

5、值班岗位监测预警系统：
        可对工厂内重点岗位值班人员进行实时检测 ，并对人员的行为做出分析及预警处理。如脱岗离开、返回规定工作区域的时间，离开时长，频率等及脱岗超时预警等其他异常行为。可根据上述分析结果输出相应的统计数据及报表。

 

五、物资生产统计系统

       工厂内生产流水线物资生产，传统使用人工统计方式或整体称重方式统计，无法准确获取物资生产的准确数量，存在生产物资原料及生产成本不能及时核对、匹配问题，也会滋生生产库管人员利用人工统计漏洞侵吞生产物资的问题。使用物资生产管理统计系统，利用高级智能算法，可以有效排除非人干扰因素、极端天气干扰因素，自动统计流水线上生产物资数量，检测速度快、精度高、误报率极低，并可导出统计报表，管理人员可第一时间掌握物资生产的准确数量。

系统特点：
自定义灵活赋能普通摄像机即可实现，无需使用专用摄像机。
自动统计生产物资数量，避免人工统计错误。
抗杂物干扰性强，只识别生产物资，对于其他杂物自动过滤。
可导出统计报表，管理人员掌握第一手资料。

六、仓储物流行为事件监管系统

       仓储物流行为事件监管系统配合ERP系统实现精准管控。该系统是一套的智能仓储管理系统，能实现有序高效的信息化仓库智能管理。通过分析货物入库管理、库存管理、及出库管理的过程中的异常节点存储记录，仓储管理智能分析技术能够解决有争议的视频或录像，实现科学化管理。

        该系统可自动跟踪规定区域内的所有运动物体、智能动线实时标注物体运动轨迹、不受安装场景的限制，确定检测区域即可识别统计人数、记录存储规定区域内的物体运动轨迹、可将物体轨迹分类记录到录像视频中，并按物体分类进行运动轨迹快速检索、在雨雪天气、大风、酷热等极端天气下依然可正常使用，无场景限制、系统可通过自学习自动排除非人因素的干扰、通过系统智能算法能够对物体运动轨迹进行精准预测、支持周界防控区域内对特定物体运动进行入侵预警、深度自学习AI架构，不断提升准确率。

七、车辆管理系统

       工厂内车辆进出较多，车辆管理依靠安保人员人工管理，耗时耗力管理效率低下，人员投入多，对于外来车辆容易出现监管不到位等问题。严重影响通行效率以及管理效率。基于以上问题，采用车牌管理系统可有效提高通行效率和管理效率。

       车牌管理系统包括车牌识别模块和道闸联动控制模块。该系统可以实现对于进行门口的车牌信息进行智能监控记录识别，对于白名单内的车辆联动道闸允许通行、非白名单车辆道闸不动作。完成对于车辆的管理识别检索等功能。有效控制加工中心内车辆通行管理。

（1）车牌识别模块
       该模块采用智能车牌识别算法模块，对视频画面中的车牌信息进行实时分析、识别、记录。可以识别各种车牌颜色包括黄牌、绿牌、蓝牌等车牌颜色。可以对进出车辆轨迹进行快速检索。
（2）道闸联动控制模块
       该模块搭配车牌识别模块实现对于道闸的联动控制，当车牌信息符合车牌库的信息时，道闸自动打开，当车牌信息不符合车牌库的信息时，道闸不动作。完成对于车辆进出厂区的车辆管控。

（3）区间测速模块
       针对行驶在厂区道路限速经常有车辆超速行驶问题，结合车辆测速模块，可以实现行驶在道路区间的车辆的速度，对于在超过设定的速度的车辆信息进行记录，可以查看到所有行驶在该区间内的车辆的速度，对于超速以及符合速度要求的车辆进行分类统计。该模块无需依赖测试雷达等硬件设备，依靠系统算法自动计算出区间行驶的速度。有效监管超速行驶的行为。  
 

八、宿舍考勤管理预警系统

        工厂宿舍楼的管理现状是依托门卫、宿管人员，完全靠“肉眼”和“脸熟”来管理，效率低，且未知性太高。

        宿舍考勤管理预警系统采用动态非配合式人脸识别算法，可对职工每日进出宿舍的时间进行详细记录统计，并对未授权人员进入宿舍进行主动预警，通过统计报表宿管人员能够及时发现职工在宿舍或违规外出有可能发生的危险。

       系统无需职工站定停留进行人脸识别，正常进出宿舍时即可完成识别、比对程序，可保证上下班进出宿舍等人群高峰时段职工迅速通过，避免使用闸机、刷卡、指纹等手段在地震、火灾紧急情况下导致职工拥挤踩踏的恶性重大生命财产损失。

 
 

九、自定义异常行为快速检索系统

    对工厂内所有区域的视频监控录像可进行自定义区域、时间段对录像文件进行快速检索，快速确定责任人，极大的减少了观看录像的时间，减轻安保人员工作强度，合理安排安保部署。系统分为自定义区域行为检索和全局视频浓缩压缩检索。

（1）自定义区域行为检索：针对各通道相机视频录像中画面，可鼠标框选自定义区域进行人体行为、车辆驾驶行为的快速检索，快速锁定嫌疑目标，秒级定位所需录像文件列表，快速回放所需录像，几十倍提高视频回放效率。同时可通过多项条件复选如：目标体积大小，运动时长等多维度进行视频数据筛选，并最大支持7条历史视频记录同时播放。无需长时间观看录像，高效解决事件争议。例如：贵重物品损坏，快速确认嫌疑人。

（2）全局视频浓缩压缩检索。对单通道下一段时间内的视频录像进行视频结构化，对人员、车辆进行智能视频浓缩，实现最多7个时间段不同视频重叠播放，提高嫌疑人、车的查找效率。如确认物品遗失、嫌疑人走出工厂、宿舍的时间等。
 

 

十、电子互动地图系统

       电子互动地图系统可导入工厂二维平面地图、三维实景地图，并可分多层管理，由平面管理升级为立体管理，在地图上添加摄像机、服务器、警报器以及门禁管理系统。在地图上可直接点击摄像机图标或进行交互式VR实景巡检功能。无需在设备列表中选择摄像机，在地图上即点即看。