智慧能源——基于AI的能源行业资源智能化保护方案V2.0PDF版.pdf

3能源行业资源智慧化保护方案3.1 能源泄露等安全问题备受重视根据国务院安委会办公室关于印发标本兼治遏制重特大事故工作指南的通知（安委办20163号）和国务院安委会办公室实施遏制重特大事故工作指南构建双重预防机制的意见（安委办201611号），加快建立健全油气输送管道安全风险管控和隐患排查治理工作机制，深化巩固油气输送管道安全隐患整治攻坚战成果，突出加强油气输送管道途经人员密集场所高后果区（以下简称人员密集型高后果区）安全管理工作，有效防范油气输送管道重特大生产安全事故；我司为能源集团公司提供资源智慧化保护方案，使管道监控数字化、可视化、自动化、知识化、智能化3.2 能源行业资源智慧化保护方案智慧管道监控平台1多场景安全监管手段3多场所、多场景AI智能识别2动环平台系统统一管理设备43.3 人工巡护及技防巡护存在的问题能源管线监管形势严峻 第三方施工破坏燃气管道设施造成事故；燃气管道复杂环网，监管难度大；管道分布广，泄露抢险分秒必争；人防投入巨大，巡护存在“空窗期”，成效有限；无人机巡线等技防试点存在空域与飞手管理问题；难以做到巡护无盲区、全覆盖不能实时发现、实时告警、实时响应的高效监控延迟反应对于管线安全及公共安全将造成严重影响传统传统视频视频监控监控人盯视频24分钟被忽略信息可用信息人盯视频12分钟被忽略信息可用信息01000002000003000004000001天1周1月1年大量冗余视频信息造成存储成本巨大浪费以22个点位视频数据为例3.4 能源管道巡护如何赋予“智能”？管道周边是否有可疑人员、车辆驻留？周边环境是否存在易燃易爆危险品管道周边是否有侵害风险的施工？管道上方是否有重型车辆经过？管道周边高后果区人群分布情况？预警预判地质形变是否存在地质灾害风险？对管道周边环境赋予数据智能分析数据驱动预测预警全面感知智能协同3.5 智慧管道平台建设思路 智慧管道保护平台区别于传统的信息化平台建设，而是采用了AI深度学习检测模型，利用大数据流计算分析时序行为，建立大规模数据集，训练针对特别场景的识别模型，并引入模型的自学习更新机制对管道周边进行安全隐患的定位和及时响应能力。

基于人工智能平台部署的时间增长，系统的准确性将不断提前，成为可持续稳健成长型的智慧系统输入层隐藏层输出层训练数据海量历史数据融合业务规则融合传感器数据3.6 互联网+新业态智能管线巡护实践 采用远距离昼夜监测一体化摄像机，利用机器学习技术对管线周边的建设施工场景特征（车辆、人员等关联目标的行为、开工动土的场景）进行智能监测 基于地理信息系统（GIS）和管控业务终端，进行报警地点定位和监管任务派发，用于全天候、实时、高效的监控管道周边第三方施工、重车碾压、违章占压、泄漏等情况借助中国我司站址资源优势，依托AI监控设备的发展和AI云计算服务，开创共享经济下的互联网+新业态智能管线巡护步入现实3.6.1 智能训练能力通过对同一预制位中的物体进行实时比对判别；同时根据物体运动情况进行智能分析当对画面中的物体分析识别达到70%（系统可配置）时，如该物体为系统要求的告警行为，系统将发起告警监控人员会根据系统告警进行分析是否有效、是否需派警目前告警准确率对于一般地形平台告警有效率已经趋近100%3.7 智能高点视频监控平台主要功能模块 根据“高后果区”的文件要求、“城镇燃气管理条例”、“第三方施工破坏”，制定了项目功能方案列表：高点视频监控利用燃气管线周边资源，安装摄像仪搭建监控点位，通过预制摄像机扫描路径对燃气管线（每个预制位可设定范围在50米-200米可调）进行24小时循环视频监控。

利用高速互联网接入将视频流上传到监控中心服务器保存用于后期取证（视频保持时长根据需求可配置）1.高高后果区监控管理在高后果区监控区域内，根据摄像头实时采集现场照片进行AI人工智能分析，发现采用重型机械挖掘及人员施工、埋地管道上方行驶重型车辆、船舶驻留等场景；启动实时拍照录像报警机制，及时通过平台分发出警任务2.高全程管线监控管理在全程管线监控区域（每个预制位可设定范围在50米-200米可调）防范管道泄露，7*24小时检测周边是否存在施工机械车辆以及人员（驻留时间可配置），主要检测面包车、皮卡、卡车、挖掘机（车辆类型可配置）以及人体；系统根据摄像头实时采集的现场画面AI人工智能分析，触发系统告警功能3.热 成 像 双 光 谱 摄 像 机激 光 夜 视 摄 像 机 850NM红外激光对人体安全无害，夜视可达1.5公里1920*1080分辨率，白天能够清晰看清1公里处人员，激光滤片具备一定的日间透雾霾能力（1.3倍能见度）受雨雪雾天气影响较大，雾天人眼看不到的摄像机也看不到设备特点 热成像探测，人体识别距离为1.1公里 640*512分辨率，能有效适应雨雪雾天气能准确识别树林和林木缝隙中透出的人体热辐射目标。

可对周边火源进行识别（需人工智能学习）设备特点3.8 设备选型情况可见光摄像机 可见光摄像头监控范围可达1.5公里1920*1080分辨率，白天能够清晰看清1.5公里处车辆受雨雪雾天气影响较大，雾天人眼看不到的摄像机也看不到设备特点3.9 长输管线人工智能技术深度应用使用人工智能深度学习算法，能够在摄像头转动过程中，分辨出人员和各类车辆，对于车辆能够准确区分卡车，铲车，挖掘机，小车，客车，罐车，人，皮卡，面包车，自行车，三轮车，摩托车等目前已完成的有白天夜晚激光夜视告警，夜晚红外摄像头告警，尤其是在茂密的树林中也能很好的识别动目标，针对不同的应用场景，包括雨天、雾霾天、大风天等特殊天气都可以进行告警，从而实现24小时不间断的对输油管线进行全天时、全天候、高效率的保护系统所具备的监控对象辨别能力、异常行为判断能力、恶劣环境识别能力等所涉及的多项技术在全行业已达到领先技术恶劣环境识别能力监控对象辨别能力异常行为判断能力大数据分析系统会实时根据人工智能图像识别结果，分析目标图片中的需要检测的异常目标，抓住“时间”因素，对人员和指定目标在同一位置产生的异常行为进行告警300MM激光夜视摄像机白天查看1.3公里处的人员300MM激光夜视摄像机夜间查看1.3公里处的人员远处的光柱为另一监控点的激光光束3.9.1 激光夜视摄像机画面人工智能系统夜间对人员的识别和告警人工智能系统昼夜对特定类型车辆告警3.9.2 智能识别人体和指点类型的车辆热成像摄像机远距离实地测试昼夜监控智能系统必将成为防范、第一时间发现燃气管道泄露的利器3.9.3 热成像摄像机告警画面热成像识别算法已经过多次升级和提高，不断强化丛林中人体识别发现能力。

牢牢抓住“时间”这一特征，对长时间驻留在管线上的人员发出驻留告警真正做到预防施工破坏，在管线上有异常行为及时发现，同时第一时间发现泄露不断优化监控系统功能，已实现告警点位周边快速浏览，可以引导现场处置人员快速抵达现场监控系统发出的告警，可对现场历时照片进行浏览测试现场录制的系统实时视频画面3.9.4 热成像摄像机远距离发现能力现场勘查 基于重点区域、高后果区、重要卡口的管线进行监控，视频设备调整为标准摄像头产品（监控200、500、700米范围），通过视频数据结构化的数据分析原理，对视频中出现的车辆属性（包括车型、颜色、车牌等）、人员属性（包括性别、预估年龄、衣着等）等数据进行分析，及时预警，提醒调度人员在事前阻止该类风险隐患的发生；同时系统会自动生成预警日志，为日后查询、追溯提供了有力的数据保障173.11 智能高点视频监控平台关键技术架构系统基本体系架构图人工智能模型建立基于MXNET的识别模型实现具体的智能视频监控的场景分析算法，提取场景的特征信息后,根据场景的特征信息将场景进行分析和归类，机器能够自动的分析和抽取场景中的信息达到对场景分析的目的海量分布式传感器数据采集图像/视频传感器信息采集模块使用了MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输）、RTSP（Real Time Streaming Protocol）协议，通过MQTT、RTSP协议实现对图像/视频传感器与后台模块程序之间的实时数据流传输。

违法判读智能专家系统该模块是整个分析系统的核心，模块主要根据管线相关数据，结合传感器实时数据，通过检测区域实时数据的分析，最终判断是否有违法行为产生同时通过人工判别与自动判别相结合的方式降低虚警率，提高自动判别的准确率智慧告警终端消息分析结果通过Kafka消息总线传送到智慧告警终端，系统可依据覆盖范围情况，设置观测预置位，在每个预置位的视频画面中设定报警区域大数据分析平台通过发挥流式计算的实时性优势和批量计算的计算精度优势,满足多种应用场景在不同阶段的数据计算要求，采用基于传感器数据流的大数据流式处理3.12 智慧管道平台的系统优势全覆盖监测区域无盲区单点全景无缝全天候数据实时更新异常及时报警远程巡查随时进行全方位监测数据、统计数据、报表信息等多维度展示，实现决策支持标准化可与已建系统进行信息摆渡，信息互通无障碍专业化智能任务规划，紧贴业务流程，梳理业务板块，实现闭环管理智能化前端传感智能化后端数据处理智能化安全性兼顾设备安全、通信安全、数据安全扩展性支持系统规模的扩大和业务范围的扩展3.13 管道保护革命性创新 智能高点视频监控平台的建设，对目前国内天然气、石油管道保护是一次革命性的变革，让管道保护延续了几十年的人工巡检、被动发现、无从查证，通过“大智移物云“飞跃为数字化、可视化、自动化、知识化、智能化。

管道勘察数字化、可视化、智能化实现有证可查有据可依管道保护管理流程信息化实现7*24小时管道保护4主动创新保障安全22目前天津可通过自身7*24小时监控人员及后台监控程序，实时了解到所有摄像头情况及系统运行情况；同时通过云平台，实时了解到系统资源占用情况，来确保系统的稳定运行站 址 状 态 监 测通过自身FSU的机房监控平台能力，实时了解到机房的供电、环境参数等数据，来远程了解项目情况应 急 指 挥 系 统通过平台告警，可以实时了解到现场摄像头的运行情况，来评估故障原因，快速支撑应急响应能力4.1 主动创新保障系统稳定性23目前天津可提供智能巡检仪服务，具备通话、照明、人员位置及巡线轨迹管理、现场视频直播功能，可广泛应用于管道日常巡检工作智 能 摄 像 巡 视 仪该设备是一款集摄像、拍照、实时图传、WiFi/4G全网通联网、多功能照明于一体的智能摄像巡视仪，可广泛应用于日常巡检部门智 能 巡 检 无 人 机该类产品目前已应用于高速公路，对出现事故地段，快速响应，采集现场视频画面，提供执法依据一次飞行，半径可达10公里4.2 主动创新提供多场景安全监管4.3 主动创新提供多场景安全监管机房机房充电设备充电设备无人机在能源管线指定区域巡航，将实时拍摄的高清视频回传至能源监管中心，同时可以通过高空喊话进行执法，从空中加强道路管控工作。

无人机指定路线巡航、执法通过光谱摄像机，使用管道监控系统成熟的大数据人工智能云平台技术对热成像画面进行识别，在管控区域出现的人、车等可能的造成安全隐患的载体都会被监测并告警接到告警后可通过调用激光夜视摄像机对现场进行复核人工研判派警热成像+周界报警25F S U 监 测 服 务依托自身动环监控平台，对能源阀室做电源监控，可同时管理上万个阀室或机房，及时发现并确保数据和控制不中断备 电 响 应 服 务目前了解到许多阀室用的村里的农用电，极易容易出现断电情况，对阀室内设备寿命产生极大影响；我司“充电宝”业务我们可以随时提供备电服务能源、工业、安防、交通等行业的监控传感设备4.4 主动创新提供多场景安全监管26杨柳青灯会亮化河北区新年亮化宣传标语亮化4.5 点亮能源宣传标语。