关于视频智能AI分析技术在风电场的应用

赵小明、刘育宏、荣华

摘要：随着人工智能技术的发展，安全生产管理难度的加大，工信部与应急管理部联合发布《“工业互联网+安全生产”行动计划(2021-2023年)》，该文件指出人工智能技术对安全生产的事故预警提前性，异常发现及时性与事故处置准确性的提高具有有效帮助。本文以在风电场视频监控现状为切入点展开具体分析，提出视频智能AI分析技术在风电场应用前景和价值的几方面重要表现,为今后风电场监管体系提供有力技术支撑.

关键词:视频智能分析、风电厂、算法、生产安全

1. 前言

电力行业是一个资产密集型行业，投资巨大、人员众多，各产业价值链的关联度较高，大型电力企业实现了上中下游产业的一体化协同发展。安全生产是电力企业的生命线，也是所有工作的基础。目前，虽然大多数电力企业的安全生产软硬件水平都有了较大提高，生产管理都做了全面加强，这些工作显著提升了生产的安全性、稳定性与可持续性，但事故隐患依然难以杜绝。本文重点对视频智能AI算法分析技术在风电企业中应用价值和作用进行探索。

2. 视频智能AI算法分析技术对风电企业安全生产的作用

通过调查我们发现，视频智能AI算法分析技术的应用在企业发展过程中发挥着重要意义，它不仅仅可以促进企业信息化智能化建设的进程，同时，视频智能AI算法分析技术的应用还能降低企业经营成本、提高企业的生产效率。本章节就对其重要意义进行分析，主要内容如下：

2.1.提高企业高效运营管理，促进企业信数字化、智能化转型

随着科技的迅猛发展，数字化已经成为一种普遍的趋势，实现企业的数字化变革，可有效实现高效运营管理，节约企业管理成本，提升企业应对风险能力，为企业提升竞争优势。

数字化转型将使企业的管理思想和组织结构得以变革，从而改进企业的经营管理，加强企业的内部沟通，提升企业的运营效率。其次，企业可以采用最新的人工智能、物联网技术，让设备和信息之间能够实时交互，进而跨越时间和空间，减少沟通障碍，节约成本，缩短生产周期。除此之外，企业把数据作为基础资源，采用人工智能、大数据分析技术，建立数字化运营平台，收集运营数据，及时发现问题，改善企业的运营模式，提升企业的效率。

2.2.提高企业管理效率和维护水平

企业的安防监管工作较枯燥繁琐，这导致相关管理人员的工作效率降低且易造成疏忽，而通过视频智能AI算法分析技术的应用就可以解决这一问题。通过这一技术的应用我们可以实现人员、设备、环境的AI智能安全分析检测和异常告警。可有效减少人员事故伤亡、设备非计划停运，提高人员作业规范与设备运维水平。除此之外这一技术能较好的满足国家智慧电厂发展方向与风电场安全生产需求，同时针对应急突发事件能有效及时的提供实时的现场告警信息，对于推动集团产业结构调整、助力集团加强生产安全和服务风险管理能力、深化全生命周期资产运用水平具有重要意义。

2.3.提高设备利用时间降低成本

企业管理人将AI智能安全分析技术应用在企业生产与管理过程中，实现风电场从人工监管向智能监管模式的转变，提高设备运行与检修工作的安全性，减少人员事故发生、设备非停等问题。通过AI智能安全分析技术的应用我们还可以在最大程度上实现风电设备利用的最大化，经研究统计，年均可提升风电场设备利用小时数48h以上，降低检修成本15万以上。

3. 视频智能AI分析技术流程

基于AI技术的视频分析流程主要包括以下几个步骤：

1）采集视频

利用监控摄像头等采集器采集视频信息，将采集到的视频传递到AI处理系统。

2）预处理

将采集的视频数据进行预处理，包含格式转换、降噪、清晰化等。通过图像处理算法降低噪声，提高信噪比，从而提高算法的鲁棒性和精度。

3）特征提取

利用图像处理算法提取摄像头采集到的图像中的特征，例如光线亮度、颜色直方图、纹理、形状等信息，为后续分类、检索和识别工作提供支持。

4）算法分类

根据提取特征，采用相应的深度学习算法对视频进行识别分类和模式匹配，例如目标检测算法、行为识别算法、对象追踪算法等。

5）结果输出

将分析的结果展示给用户，通常以报警信号、用户图形或文字化分析结果或者联动设备输出报警音讯等形式展示。

4. 视频智能AI分析技术在风电企业的应用

随着人工智能技术的不断发展，现在越来越多的企业开始将其应用于视频分析领域，主要是通过装配摄像头来对人员、场景、设备等进行监测、分析和识别，达到预防事故、安全管理、智能决策等效果。在现有的视频分析技术中，用于视频标记、分类和分析等任务的机器学习算法已经成为了一种重要的手段。通过机器学习，我们可以把无标签视频转化成有标签视频，从而能够对其进行分类和分析。

除此之外，当下的视频分析技术还包括了行为识别、跟踪和目标检测等技术，通过这些技术，我们可以实现视频监控、可视化分析、智能控制等功能，不断提高生产效率和信息处理能力。因此，本文结合现阶段企业视频监控现状，从而提出智能AI分析技术在企业的相关应用，主要内容如下。

4.1.平台化管理应用

基于AI技术的智能视频分析可以分析和识别出监控范围内的异常事件，例如设备运行状态、人员作业规范、周边环境异常等，同时还可以对事件进行分类、分级、推送。例如，早期的视频监控系统只能做到简单的实时显示，而现在利用视频智能AI分析技术可以分析提取视频中的特征和行为进行智能推送从而实现对实时作业位置、实时异常告警、异常情况趋势、现场实时人数等信息进行展示，从而完成安全生产作业闭环。

4.2.人员作业规范场景应用

针对风电场各种复杂生产环境进行图像采集与图像监测，保证对现场生产人员的着装、行为等状态进行动态分析和记录。如：安全帽、绝缘手套、安全带、短袖、脱岗、区域闯入、越界、抽烟等，优化生产人员的监管体系，实现智能远程监管。

4.3.设备运行状态及环境场景应用

针对各种类型的风电运行设备及其周边环境进行图像监测，完成对生产设备基本运行工况（事故）及周边环境的观察、记录和动态分析；如：风机运行状态、设备、异物、周边起烟、火等场景，为生产设备良好运行与生产环境安全稳定提供有力保障。

4.4.智能化应用

在大量知识库积累的基础上，结合人工智能、数据处理和模式判别能力，实现事件预测、异常告警、违规识别、实时监管、智能统计、智能学习训练等功能，提高风电场智能化水平。

5. 视频智能AI分析技术面临的挑战

虽然基于AI技术的视频分析技术已经在多个领域中得到了良好的应用，但是它还面临着一些挑战：

1）人工智能算法模型的精度仍然有提升空间，需要通过更好的实验设计和数据采集提高其精度。

2）视频采集设备的技术与AI算法模型技术的不匹配，有时会造成图像质量不佳，进而影响智能分析结果。

3）随着网络带宽的提高，智能分析结果的输出也会面临延迟和网络负载等问题。

6. 总结

基于AI技术的视频分析技术具有相当的前景，其应用场景会越来越广泛，促进企业的智能化建设管理。虽然它还面临着一些挑战，但是通过不断的优化和改进，相信会在未来更多的领域中发挥作用，并带给企业更多更好的实用价值。

参考文献：

1. 智能视频监控和智能视频分析技术在检察工作中的应用 [J] . 孟伟冬 ,周旋 . 数码世界 . 2015,第010期

2. 智能视频监控和智能视频分析技术在检察工作中的应用 [J] . 孟伟冬 ,周旋 . 计算机时代 . 2014,第007期

3. 智能视频分析技术在视频监控中的应用 [J] . 张凡忠 . 中国安防 . 2013,第012期

4. 智能视频分析技术在视频监控中的应用 [J] . 康尔文 ,刘静 . 数码世界 . 2018,第006期

5. 智能视频分析技术在视频监控中的应用 [J] . 林建伟 . 数码世界 . 2019,第009期

6. 智能视频分析技术在铁路视频监控工程中的应用探讨 [C] . 杨捷 ,成明盛 . 四川省通信学会2010年学术年会 . 2010