[发明专利]基于图像智能识别技术的火力发电厂输煤系统人员安全防护方法及系统

说明书

本发明提供一种基于图像智能识别技术的火力发电厂输煤系统人员安全防护方法及系统。本发明通过深度卷积神经网络模型对工作区域待检测图像进行分析，实时监测和智能评估输煤装置是否发生人员跌落在输煤皮带轮的情况，在检测到目标后，反馈至PLC控制单元，控制输煤皮带紧急制动，保障了工作人员的人身安全。

技术领域

本发明涉及电力企业人员安全生产防护技术领域，具体而言，尤其涉及一种基于图像智能识别技术的火力发电厂输煤系统人员安全防护方法及系统。

背景技术

截至到2017年底，我国火力发电机组总装机容量达到110495万千瓦(其中煤电98130万千瓦)，煤电企业所占的装机容量的份额超过90％，输煤系统在火力发电企业正常运营环节中扮演着重要角色。但是，输煤系统的作业环境却是火力发电厂众多生产环节中最恶劣的，现场作业人员容易受到机械转动设备突然启动带来人身伤害的危险，火力发电厂输煤系统普遍存在现场设备布置范围广、生产现场占地面积大、现场人员与中央控制室通讯手段原始等特点。综上所述，火力发电厂输煤系统的作业人员安全管控体系成为了各个发电企业现阶段急切攻破的安全课题。

目前，在全国各大火力发电企业的输煤系统工作现场，作业人员与控制室进行通讯大都采用移动语音对讲机及移动电话，一个现场检修作业工作票中专设一个工作监护人或工作负责人履行安全监护职责，当输煤系统设备需要启动或进行流程启动时，输煤控制室值班人员通过对讲机或移动电话把情况通知工作监护人，现场的工作监护人根据情况组织作业人员撤离至安全区域，但是，这种信息交互的方式存在很大的延时行，过于依赖人为组织，对即将到来的危险预警不及时就极易造成人身伤害事故的发生；输煤工作现场具有占地面积大的特点，虽然会通过安装摄像头对整个生产区域进行监控，但是其监控过程都需要控制室内的值班人员进行操作和切换监控画面，监控效率大大降低。在输煤系统设备正常工作期间有人进入生产区域控，制室值班人员无法第一时间发现并采取相关措施令与生产无关人员撤离生产区域；近期也有一种无线电人员安全定位系统投入输煤生产系统中使用，这种方案采取作业人员佩戴能够发出无线脉冲标签的方式，通过每个标签到达各个基站的距离来最终确定标签的位置，但是，这种方案过于依赖人员的主观劳动纪律性，容易出现人员未佩戴标签进入生产现场或将标签遗落在现场的情况，通过电子围栏控制作业人员进入现场的方式也会因生产现场占地面积大而增加安全投入成本(电子围栏个数和基站数量组成)，由标签生产质量或使用过程中自然损耗等原因造成定位失效也会使维护难度增大，最重要的用这种方式的定位会使系统对现场人员的管控不够直观。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种基于图像智能识别技术的火力发电厂输煤系统人员安全防护方法及系统。本发明主要利用图像采集设备、图像识别模块、MySQL数据库数据存储软件、人机交互画面、PLC控制单元、危机保护急停装置和输煤生产设备，为输煤系统作业人员提供有效的人身保护。

本发明采用的技术手段如下：

一种基于图像智能识别技术的火力发电厂输煤系统人员安全防护方法，包括如下步骤：

S1、通过输煤生产现场的图像采集装置采集输煤生产现场的原始图像，通过目标区域标注单元标记预设目标区域得到目标区域的掩模图，通过原始图像和掩模图构建样本库，从而构建训练集和测试集；

S2、通过深度卷积神经网络将训练集图像中的人物和背景做二分类建模；

S3、将图像采集装置采集的待检测样本输入到训练好的二分类建模中，识别出带有目标标记的结果图像和目标数量，将结果图像和识别出的人物数量写入数据库中；

S4、PLC控制单元通过OPC的通讯方式与数据库中所存储的字段信息进行读/写操作，若图像所覆盖的设备周围目标识别数不为零，则PLC控制单元的设备启动指令禁止发出，输煤传送装置停运。