一种干散货港口智慧安防系统及方法与流程

本发明涉及智慧安防，尤其是涉及一种干散货港口智慧安防系统及方法。

背景技术：

1、随着全球经济一体化的加速发展和国际贸易量的不断增长，干散货港口作为物流运输的重要枢纽，其安全性和运营效率成为了关注的焦点。传统的干散货港口安防系统主要依赖于人工巡逻和视频监控相结合的方式，虽然在一定程度上保障了港口的基本安全，但面对日益复杂多变的港口运营环境和不断提升的安全管理需求，其局限性日益凸显。

2、首先，人工巡逻存在覆盖范围有限、反应速度慢、易受人为因素影响等问题，难以实现对港口全天候、全方位的实时监控。特别是在夜间或恶劣天气条件下，人工巡逻的效果大打折扣，容易形成监控盲区。其次，传统的视频监控系统虽然能够提供直观的监控画面，但缺乏对海量视频数据的智能分析和处理能力。在面对大量视频数据时，往往需要人工进行筛选和判断，不仅效率低下，而且容易漏报、误报，难以及时发现并处理安全隐患。此外，随着物联网、大数据、人工智能等技术的快速发展，智慧安防系统在多个领域取得了显著成效，但在干散货港口领域的应用仍处于起步阶段。传统的安防系统缺乏对这些先进技术的有效集成和应用，无法充分利用数据资源，提升港口的安全管理水平和运营效率。

3、因此，开发一种能够适应干散货港口复杂运营环境，实现智能感知、数据分析、预警预测、快速响应的智慧安防系统显得尤为重要。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种干散货港口智慧安防系统及方法。

2、为了实现上述目的，第一方面，本发明提供的一种干散货港口智慧安防系统，所述系统包括：人员管理子系统，所述人员管理子系统用于对外部访问人员的访问信息进行采集，并对内部人员和外部访问人员的行为进行管理；智能感知子系统，所述智能感知子系统用于实时采集干散货港口的环境数据、设备数据和视频图像数据；数据分析子系统，所述数据分析子系统利用所述智能感知子系统采集的数据计算干散货港口的和谐值，进而生成预警报告；应急处理子系统，所述应急处理子系统根据所述数据分析子系统的预警报告发出预警，并制定和输出港口安全优化参考方案；信息监管子系统，所述信息监管子系统用于展示、查询和管理所述人员管理子系统、所述智能感知子系统、所述数据分析子系统和所述应急处理子系统产生的数据。本系统能够适应干散货港口复杂运营环境，实现智能感知、数据分析、预警预测和快速响应，提升干散货港口的安全管理水平和运营效率。

3、可选地，所述人员管理子系统包括：

4、访客记录设备，所述访客记录设备用于记录所述外部访问人员的访问信息；

5、人脸识别门禁，所述人脸识别门禁用于所述内部人员打卡登记，并依据访问权限限定所述内部人员和所述外部访问人员的活动范围。

6、人员管理子系统通过访客记录、人员信息管理和人脸识别门禁等功能，实现了对港口内部人员和外部访问人员的精细化管理。这有助于提升港口的安全管理水平，减少安全隐患，确保港口区域的秩序和安全。

7、可选地，所述智能感知子系统包括：

8、环境监测传感器，所述环境监测传感器用于采集所述环境数据，所述环境数据包括港口温度、港口湿度、港口风速和港口降水量；

9、设备监测传感器，所述设备检测传感器用于采集所述设备数据，所述设备数据包括设备温度和设备振动；

10、监控摄像头，所述监控摄像头用于实时采集干散货港口的视频图像数据。

11、使用智能感知子系统实时采集港口的环境数据、设备数据和视频图像数据。这些数据为后续的数据分析和预警提供了丰富的信息源，为后续的安全判断和预警提供了重要的依据，提高了预警的准确性。

12、可选地，所述数据分析子系统包括：

13、数据预处理模块，所述数据预处理模块用于对所述环境数据、所述设备数据和所述视频图像数据进行预处理，得到预处理环境数据、预处理设备数据和预处理视频图像数据；

14、特征提取模块，所述特征提取模块分别根据所述预处理环境数据、所述预处理设备数据和所述预处理视频图像数据提取环境特征、设备特征和场景特征；

15、和谐判断模块，所述和谐判断模块利用所述环境特征、所述设备特征和所述场景特征计算干散货港口的和谐值，并生成预警报告。

16、数据分析子系统通过数据预处理、特征提取、和谐判断等模块，对采集到的数据进行深入分析和处理，生成预警报告。这种智能化的数据分析方式，提高了预警的准确性和及时性，为港口的安全管理提供了有力的支持。

17、可选地，所述应急处理子系统包括：

18、告警通知模块，所述告警通知模块在所述和谐值小于和谐阈值时发出警报；

19、方案储存模块，所述方案储存模块用于分类储存不同类型的港口安全优化策略；

20、方案设计模块，所述方案设计模块在所述和谐值小于和谐阈值时根据所述预警报告和所述港口安全优化策略制定港口安全优化参考方案并输出。

21、应急处理子系统在接收到预警报告后，能够迅速发出警报，制定并输出港口安全优化参考方案，实现了对安全事件的快速响应和有效处置。这有助于减少安全事故的发生和损失，保障港口的安全稳定运营。

22、可选地，所述信息监管子系统包括：

23、信息监管中心，所述信息监管中心用于储存所述人员管理子系统、所述智能感知子系统、所述数据分析子系统和所述应急处理子系统产生的数据，以及设置所述内部人员和所述外部访问人员的所述访问权限；

24、展示大屏，所述展示大屏用于展示所述信息监管中心储存的数据；

25、远程客户端，所述远程客户端用于依据所述访问权限远程查询所述信息监管中心储存的数据。

26、使用信息监管子系统对人员管理、智能感知、数据分析和应急处理等子系统产生的数据进行可视化展示和远程查询，有利于港口管理人员全面了解港口的安防状况，做出更加科学、准确的决策。

27、可选地，所述特征提取模块分别根据所述预处理环境数据、所述预处理设备数据和所述预处理视频图像数据提取环境特征、设备特征和场景特征包括如下步骤：

28、计算各种所述预处理环境数据的环境阈值偏离度，进而计算出所有所述预处理环境数据的环境联合阈值偏离度，并将计算的结果作为所述环境特征；

29、计算各种所述预处理设备数据的设备阈值偏离度，进而计算出各个设备的设备阈值偏离参数，最后计算出所有所述预处理设备数据的设备联合阈值偏离度，并将计算的结果作为所述设备特征；

30、根据所述预处理视频图像数据，基于人工智能和图像识别技术识别港口区域内的人员特征和货物特征，作为所述场景特征。

31、特征提取模块提取的特征能够从多个方面较为全面的反映干散货港口的实时情况，为后续的安全判断和预警提供了重要的依据，提高了预警的准确性。

32、可选地，所述人员特征包括人员行为特征、人脸特征和表情特征，所述货物特征包括货物理性特征和货物稳定性特征，所述人员行为特征包括一般行为和人员行为冲突，所述人脸特征包括已登记人脸和人脸冲突；

33、所述和谐判断模块利用所述环境特征、所述设备特征和所述场景特征计算干散货港口的和谐值，并生成预警报告包括如下步骤：

34、利用所述环境特征、所述设备特征和所述场景特征计算干散货港口的和谐值，所述和谐值满足如下关系：

35、

36、其中，p为所述和谐值，pc为冲突特征，所述冲突特征包括所述人员行为冲突和所述人脸冲突，为第一限制参数，m为干散货港口中的人员总数，为所述表情特征为消极的人员数量，为所述表情特征，为所述环境特征，为所述设备特征，为所述货物理性特征，为所述货物稳定性特征，为第二限制参数，，为第j种预处理环境数据的联合权重，为预处理环境数据的种数，，为第k个设备的港口运营影响权重，为干散货港口中设备数量，为第k个设备的设备阈值偏离参数，，为散乱堆放的货物数量，n为干散货港口的货物总量，，n为支撑面存在悬空情况的货物的数量，为第i个货物的支撑面面积，为第i个货物的支撑面悬空面积；

37、将所述环境阈值偏离度、所述环境特征、所述设备阈值偏离度、所述设备特征、所述场景特征和所述和谐值填写进设置好的特征表内，进而生成所述预警报告。

38、利用所述环境特征、所述设备特征和所述场景特征计算干散货港口的和谐值，进而基于人员、设备、货物和环境等多个方面的数据从整体上反映干散货港口的安全状况，提高了预警的可靠性，为港口的安全管理提供了有力的支持。

39、可选地，所述方案设计模块在所述和谐值小于和谐阈值时根据所述预警报告和所述港口安全优化策略制定港口安全优化参考方案并输出包括如下步骤：

40、判断所述表情特征和所述货物特征是否小于相应阈值，同时判断所述环境阈值偏离度、所述环境特征、所述设备阈值偏离度和所述设备特征是否大于相应阈值，将不满足阈值条件的数据均记为待优化数据；

41、针对各个所述待优化数据的类型，从所述方案储存模块中查询相应的所述港口安全优化策略组成港口安全优化参考方案并输出。

42、通过及时制定并输出针对性的港口安全优化参考方案，能够使相关人员对安全事件进行快速、有效的处置，进而减少安全事故的发生和损失，保障港口的安全稳定运营。

43、第二方面，本发明还提供了一种干散货港口智慧安防方法，所述方法使用本发明提供的干散货港口智慧安防系统，所述方法包括如下步骤：使用人员管理子系统对外部访问人员的访问信息进行采集，并对内部人员和外部访问人员的行为进行管理；通过智能感知子系统实时采集干散货港口的环境数据、设备数据和视频图像数据；依据所述智能感知子系统采集的数据，使用数据分析子系统计算干散货港口的和谐值，进而生成预警报告；根据所述数据分析子系统的预警报告使用应急处理子系统发出预警，并制定和输出港口安全优化参考方案；使用信息监管子系统展示、查询和管理所述人员管理子系统、所述智能感知子系统、所述数据分析子系统和所述应急处理子系统产生的数据。本方法使用本发明提供的系统能够实现智能感知、数据分析、预警预测和快速响应，提升干散货港口的安全管理水平和运营效率。