施工信息化AI分析汇聚平台技术方案

　　第一章 项目总体设计

　　1.1 总体架构

　　1.1.1 系统架构

　　施工信息化AI分析汇聚平台系统架构图如下图所示。

　　系统架构图

　　1.1.2 方案组网&数据流转

　　智慧工地AI分析汇聚平台的方案组网图如下图所示。

　　方案组网图

　　第二章 核心算法介绍

　　2.1 绿色施工

　　2.1.1 裸土检测

　　在配置的检测区域内检测绿网(防尘网)占比，反推出裸土所占比率，裸土占比超过阈值时输出报警，支持配置多边形检测区域，降低生活区道路对实际检测效果的干扰，同视频通道支持检测区域不少于4块。

　　裸土检测示意图

　　2.1.2 工程车检测

　　工程车检测算法是一种单阶段目标检测算法，实现对配置区域内出现工程车进行报警。利用深度学习算法进行实时检测，根据当前帧中配置的检测区域判断是否出现工程车，并且根据目标跟踪与运动检测的结果对检测结果进行二次核对确认，过滤误检的普通车辆与光照、树叶和水波的扰动等，判断是否达到报警状态。通过和管理平台联动，将冲洗记录上报平台，在平台可按时间、按报警、按车牌多维度查询记录。

　　工程车检测示意图

　　2.2 文明施工

　　2.2.1 打架检测

　　打架检测方案采用姿态估计算法，对于人体部位进行细致定位，能够有效确认人体姿态。根据人体姿态，对其中打架行为进行判断，若实属打架则会对该行为进行标注与上报，交予工地及上级管理部门进行进一步判断与干预，以最快速度保障受害者生命财产安全打架检测，位置、肢体轮廓的详细状态。

　　打架检测示意图

　　2.2.2 跌倒检测

　　跌倒检测算法：设防区域内，有人员坐到地上或者倒地，触发报警;有效区分类跌倒行为，如坐下、起立、蹲下、弯腰、躺下等，对于工地室内施工场景进行检测，在发现危险情况时第一时间给出报信息。

　　跌倒检测示意图

　　2.3 安全施工

　　2.3.1 入侵检测

　　施工工地一般要求封闭式管理，禁止非法进入，特别是夜间，且一般采用物理隔离，环境复杂，存在灯光、树枝、遮挡等干扰因素。一旦出现非法进入工地情况，容易造成人员伤亡和财产损失。

　　大华区域入侵算法在可支持配置的多边形合围警戒区域内，判断是否存在人员违规进入警戒区域，若人员中心点区域进入了预设配置的区域内，则产生告警，同时算法并可针对其首次报警和重复报警时间进行设置。

　　入侵检测示意图

　　2.3.2 消防通道占用

　　消防通道占用检测针对区域内划定区域进行物品遗留检测，检测到划定区域内有物品存在时，提示消防通道占用报警信息，针对消防通道阻塞问题提升解决效率。

　　消防通道占用检测示意图

　　2.3.3 烟火检测

　　在施工工地区域，及时发现烟火，在烟火发生初期进行扑救是控制烟雾火焰扩散的有效方式。为了满足消防行业业务需求，烟火检测算法在不同场景下自动识别监控画面中的烟雾和火焰，并及时输出烟火报警类型和烟火区域，提醒管理人员进行处理，在烟火起始阶段进行报警，有效降低火灾防控成本和烟火事件给人类造成的生命财产损失。

　　烟火检测示意图

　　2.3.4 安全帽检测

　　施工工地场景下，为了保障人员安全，安全帽佩戴是强要求的，安全帽检测算法支持室内外场景的安全帽检测，支持红、黄、蓝、白、橙、黑六种颜色的安全帽，支持未佩戴安全帽及时报警，保障人员安全。

　　安全帽检测示意图

　　第三章 核心产品介绍

　　3.1 边缘计算一体机——IVSS708

　　边缘计算一体机IVSS708

　　1、2U机箱，单电源，8盘位，最大可满配16TB硬盘，支持硬盘热插拔，支持RAID0/1/5/6/10/50/60，支持全局热备盘;

　　2、4路HDMI，1路VGA，HDMI1+VGA1同源输出，支持1个4K显示输出;

　　3、4个10/100/1000Mbps自适应以太网口;

　　4、支持128路H.264/H.265混合接入，网络带宽400Mbps接入、320Mbps存储、96Mbps转发;

　　5、支持20个1080P解码显示输出，支持Smart H.265;H.265;Smart H.264;H.264混合解码;

　　6、支持最大选配8类算法，支持展示所有安装的算法及版本，展示算法状态，可对已安装的算法进行手动更新;

　　7、设备内置4颗高性能GPU，单颗GPU算力16TOPS(int8)，每颗GPU最多可虚拟成4个智能引擎，每个智能引擎支持最多单独运行一类算法(以具体算法的加载要求为准);

　　8、在算法能力范围内，支持单通道多智能;

　　9、后智能分析支持实时模式和分时轮巡模式切换，在分时轮巡模式下，依据算法能力不同，可配置分时视频分析和轮巡视频分析;单个轮巡任务最大支持64路，轮巡间隔可配置30-3600秒;

　　10、支持联动录像，抓图，日志，蜂鸣，邮件，预置点，本地报警输出，IPC报警输出，门禁，语音播报，声光报警联动。

　　3.2 边缘计算一体机——IVSS716

　　边缘计算一体机IVSS716

　　1、3U机箱，单电源，16盘位，最大可满配16TB硬盘，支持硬盘热插拔，支持RAID0/1/5/6/10/50/60，支持全局热备盘;

　　2、3个HDMI，1个VGA，HDMI1+VGA1组内同源，支持1个4K显示输出;

　　3、4个10/100/1000Mbps自适应以太网口，可扩展4个千兆光口;

　　4、支持64路H.264/H.265混合接入，网络带宽512Mbps接入、512Mbps存储、512Mbps转发;

　　5、支持20个1080P解码显示输出，支持Smart H.265;H.265;Smart H.264;H.264混合解码;

　　6、支持最大选配16类算法，支持展示所有安装的算法及版本，展示算法状态，可对已安装的算法进行手动更新;

　　7、设备内置8颗高性能GPU，单颗GPU算力16TOPS(int8)，每颗GPU最多可虚拟成4个智能引擎，每个智能引擎支持最多单独运行一类算法(以具体算法的加载要求为准);

　　8、在算法能力范围内，支持单通道多智能;

　　9、后智能分析支持实时模式和分时轮巡模式切换，在分时轮巡模式下，依据算法能力不同，可配置分时视频分析和轮巡视频分析;单个轮巡任务最大支持128路，轮巡间隔可配置30-3600秒;

　　10、支持联动录像，抓图，日志，蜂鸣，邮件，预置点，本地报警输出，IPC报警输出，门禁，语音播报，声光报警联动。

　　3.3 边缘计算一体机——IVSS724

　　边缘计算一体机IVSS724

　　1、4U机箱，双电源，24盘位，最大可满配16TB硬盘，支持硬盘热插拔，支持RAID0/1/5/6/10/50/60，支持全局热备盘;

　　2、3个HDMI，1个VGA，HDMI1+VGA1组内同源，支持1个4K显示输出;

　　3、4个10/100/1000Mbps自适应以太网口，可扩展4个千兆光口;

　　4、支持256路H.264/H.265混合接入，网络带宽512Mbps接入、384Mbps存储、128Mbps转发;

　　5、支持20个1080P解码显示输出，支持Smart H.265;H.265;Smart H.264;H.264混合解码;

　　6、支持最大选配16类算法，支持展示所有安装的算法及版本，展示算法状态，可对已安装的算法进行手动更新;

　　7、设备内置16颗高性能GPU，单颗GPU算力16TOPS(int8)，每颗GPU最多可虚拟成4个智能引擎，每个智能引擎支持最多单独运行一类算法(以具体算法的加载要求为准);

　　8、在算法能力范围内，支持单通道多智能;

　　9、后智能分析支持实时模式和分时轮巡模式切换，在分时轮巡模式下，依据算法能力不同，可配置分时视频分析和轮巡视频分析;单个轮巡任务最大支持256路，轮巡间隔可配置30-3600秒;

　　10、支持联动录像，抓图，日志，蜂鸣，邮件，预置点，本地报警输出，IPC报警输出，门禁，语音播报，声光报警联动。

　　第四章 平台系统功能

　　工地AI分析汇聚系统业务主要业务为为中心数据管理、视频联网及报警管理。每个业务对应一个或者多个子系统。

　　4.1 监管中心数据看板

　　区县/市级数据看板

　　展示总工地数量，项目类型分布、级别分布;

　　展示总工地管理设备数量、在线数量、在线率;

　　地图根据工地项目当前运行状态，鼠标点击地图上具体工地跳转进入项目看板。

　　支持报警数据展示，支持自定义数据展示定制。

　　4.2 项目现场数据看板

　　工地现场数据看板

　　支持工地基础信息展示(项目规模、参建企业、参建企业分布情况、责任人等);

　　支持展示当前工地报警情况统计。

　　支持报警数据展示，支持自定义数据展示定制。

　　4.3 业务数据网关

　　业务数据网关主要目标为业务数据级联汇聚转发，按指定的数据传输协议接收汇聚下级平台数据上报，同时支持将采集的数据按指定的传输协议转发给上级汇聚平台。模块已支持社区部标协议和1400标准视图库协议，支持具体项目以其他数据传输协议按模式兼容扩展实现数据级联。

　　4.3.1 功能概述

　　业务数据网关主要目标为业务数据级联汇聚转发，按指定的数据传输协议接收汇聚下级平台数据上报，同时支持将采集的数据按指定的传输协议转发给上级汇聚平台。模块已支持社区部标协议和1400标准视图库协议，其中1400协议支持平台级联和设备直接对接采集业务数据，具体功能分为配置管理、数据传输、日志分析三个部分：

　　(1) 配置管理：支持协议管理、数据对象管理、域管理、参数配置、角色权限控制和集群部署;

　　(2) 数据传输：按配置管理接受下级数据汇聚及向上级推送转发;

　　(3) 日志分析：数据传输过程中产生的级联状态失败记录、接受推送失败记录的存展示及数据报表分析。

　　4.3.2 数据传输

　　业务数据网关根据级联域的配置与级联对象建立连接，作为上级支持接受下级域推送的数据入库存储，作为下级支持将本级平台的数据级联推送给上级域。

　　4.3.3 日志管理

　　支持业务数据网关作为下级往上级推送数据的失败记录查看，包括推送数据对象、数据标志码、推送时间、推送结果等，记录支持查看推送的详细内容和手动重推操作，记录列表支持按关键字查询检索及导出;

　　支持业务数据网关作为上级接收下级推送数据的失败记录查看，包括接收时间、级联域名称、数据对象、数据标志码、失败错误码、失败原因等，失败日志记录列表支持按关键字查询检索及导出;

　　支持各网关模块与各域连接状态变化的日志记录存档，日志记录支持按时间、级联域名称等关键字查询检索及导出;

　　支持级联模块运行产生日志文件按列表查看及按关键字检索，支持选择一个或者多个文件下载。

　　4.3.4 报表统计分析

　　支持查看网关与指定级联域在查询时间段内数据对象推送失败频次分析和失败错误类型统计，数据级联类型包括数据推送和数据接收两种;

　　支持按级联域名称查看指定时间段内域连接失败的频次分析和离线时长分析。

　　4.4 手机APP模块

　　智慧工地AI分析汇聚平台手机APP模块，可以通过移动端查看实时视频、录像、报警等信息。

　　4.4.1 视频查看功能

　　视频查看模块可以让用户通过手机实时查看系统视频及录像

　　4.4.2 AI报警查看功能

　　支持接收、查询报警、查看报警详细信息。

　　4.4.3 平台设置功能

　　系统具备完善的配置功能，可以针对使用习惯及功能进行针对性的设置。

　　第五章 方案价值

　　5.1 利旧接入能力强

　　边缘计算一体机兼容国标28181、ONVIF协议，支持接入大华、海康、宇视等一线安防厂家前端摄像机，利旧接入施工工地现有点位，避免二次安装，具有极高的兼容性。

　　5.2 算法专业程度高

　　边缘计算一体机搭载了采用国际最先进的计算机智能视频检测技术，通过对视频图像的逐帧处理并加载底层模型：一阶、二阶检测算法、Correlation Filter滤波类方法、卷积神经网络以及深度学习等技术，来实现上层应用算法，实现例如裸土、工程车、烟火等检测算法，算法检出率及回归率高。

　　同时，根据现场项目情况，大华可提供专家团队进行算法评估及优化，对于因现场环境因素而导致的检出率低的问题进行调优，持续改进算法环境适配度，使其在特定场景中表现出最佳效果。

　　5.3 自动检测报警，消除安全隐患

　　通过AI算法智能实时分析特定区域，围绕绿色施工、文明施工、安全施工三大板块利旧前端视频流部署裸土、跌倒、打架等数种智能AI算法，自动识别留证并弹窗提示告警信息，支持上下级业务流程审批，通过三级监管体系，加强对工地的监管，降低安全事故发生概率，为工地施工安全提供智能化保障。

　　5.4 可管、可控、可追溯

　　将各种传感器和设备，如监控摄像头、环境传感器、设备传感器等，它们可实时收集有关实施场景的数据。建立一个集成的监测和管理网络系统。实现对应用场景的实时监测。构建多级联动的联网监管体系提升综合监管效率和护理效果，实现调度和管理各种资源，包括人力、设备、材料等。优化资源分配，确保施工项目按计划进行。发生重大或高危事件预警报警可实时截取现场视频，便于管理者监管和追溯。