基于视频AI技术的管理系统在地铁机电工程中的应用探讨

摘 要：地铁站机电工程的施工现场为半封闭场所，施工现场复杂，管理难度较大。本文通过建立在地铁站施工现场的管理和监控摄像头，并引入AI技术，成功的提升了管理效率和质量，在提升工程质量和缩短工期方面也起到了较好的效果。

关键词：视频；AI技术；管理系统；地铁；机电工程

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.080

0 引言

地铁站机电工程的施工基本处于整个地铁站施工的中后期阶段，场所为半封闭场所的地下作业工程，施工现场复杂，作业面交叉较多，材料运输难度很大，管理跨度较大，安全隐患较多。另外，因为地铁工程公众关注程度较高，再加上土建施工和后期运营管理部门的时间侵占，导致地铁机电工程工期一般较为紧张。地铁机电工程内容涵盖了给排水、供电照明、消防通风和环境监控工程等工程，设备施工内容涉及土建、暖通、强弱电、通号、通信、屏蔽门等施工单位，在狭小的区域内二十多个专业同时施工，施工工艺复杂、工程验收标准较高。另外，狭小范围的多作业面除了增加施工难度外，半成品的保护和现场施工安全管理的难度呈几何倍数增加。

如何在如此复杂的情况下做好项目管理，确保工程保质、保量按期完工，另外需要在有限的费用预算情况下，确保施工安全和质量过硬，这是摆在每个项目管理人员面前的一个难题。

1 基于视频的AI技术

AI（Artificial Intelligence）即人工智能技术，它是计算机科学的一个分支，主要是研发用于扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统，主要是用计算机技术模拟、延伸和扩展人的智能。该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。

根据视觉暂留原理，人的眼睛无法区分每秒超过24帧画面以上的连续图片是静止画面还是平滑连续的视觉效果，这种连续的图片叫做视频。视频（Video）泛指将一系列静态影像以电信号的方式加以捕捉、纪录、处理、储存、传送与重现的各种技术。

将AI技术应用于视频领域是随着计算机技术的发展和视频监控系统的广泛建设的必然结果。视频监控平台涉及了视频数据的采集、存储、传输和处理。安防行业历经多个视频存储阶段的发展已经过渡到了NVR和SAN存储网络进行视频数据存储。由于视频图像中保存了海量的数据存储和多元信息融合的融合（如：时间、地点、季节、气象信息、场景等），因此对这些数据进行分析、整合和提炼，并进行数学建模和训练，可以提供诸如人物特征、时间、地点、行为特征等人的特征信息，也可以提供诸如停车、倒车、物体抛洒、拥堵、通畅、车牌、车型、变道、车速等车辆道路的特征信息，还可以提供雾霾、雨、雪、烟雾、火焰等环境特征信息。

移动互联网的发展对二维码的推广起到了重要的推动作用。二维码可以存储描述物体的特征的重要信息和物体所有者、来源等附属信息。结合云计算和大数据数据库的应用，也是AI技术和视频技术的一个结合点。

2 地铁站机电工程施工现场的管理需求

按时、保质、低成本完成工程是地铁站机电工程施工管理的根本需求。如何将这种管理需求细化、分解为现场可操作的管理规范和制度，这是每个项目管理者的首要任务。分析来看，地铁站机电工程施工现场的管理包括人、财、物的管理。其中首要是对人的管理，其次是对物的管理，财的管理每个公司都有自己的财务制度，在遵守国家法律法规的基础上遵守公司财务纪律即可。关于工程的管理除了施工管理外，还涉及设计、采购、计量、成本管理、进度管理、质量管理、安全管理、风险管控等各个维度，本文主要从人和物两个角度进行分析。

（1）人的管理。地铁站机电工程施工管理的人的管理涉及几个方面的人：业主、监理、公司管理人员、项目部成员、分包单位成员、供货商人员、外聘专家、相邻标段人员、交叉标段人员、临时工、临时访客等。

从职能分析主要可分为：管理人员、监督检查人员、检测人员、技术人员、施工人员、专家和访客。

从管理的目的来分析，一是保证人处于正确的工作状态：如人员可进入区域、人员到达的时间、人员撤退的时间、人员的工作状态等；二是保证人处于安全的状态：如危险区域禁止、危险时段禁止、危险行为禁止、危险状态禁止等。

人的管理核心问题是四个正确，即保证正确的人，在正确的时间，正确的区域，做正确的事情。

（2）物的管理。地鐵站机电工程施工管理的物的管理主要包括几个方面的物：施工车辆、施工机具、施工机械、工程所需设备、工程所需材料、工程的临时措施所需设备和材料、工程的半成品、工程的成品等。

从安装角度分析，物的管理分为：永久性建设的物、临时性建设的物、临时性使用的物等。

从管理角度分析，物的管理是使物在正确的时间处于正确的位置和正确的状态。物的管理的核心是五个安全，即保证物在安全的时间，安全的位置，安全的状态，安全的人员，进行安全的操作。

3 基于视频AI技术的管理系统在地铁机电工程的应用

将视频AI技术引入地铁站机电施工管理系统中，从而保证人的四个正确，物的五个安全，是作者在地铁站机电工程的施工现场管理的一个尝试。基于视频AI技术的管理系统在地铁机电工程的应用主要包括以下几个方面：

（1）施工车辆、工程车辆的视频管理。对施工车辆的管理主要分为两个方面，一是进入区域的管理，通过建设车牌识别和智能道闸系统，对进入施工现场和管理现场的车辆自动进行登记和识别及管理。确保车辆的有效有序使用。

二是对行驶中的车辆进行动态管理。主要包括三个子系统，分别是安装于车辆周界的摄像头对车辆周界环境进行监控和行为识别，通过AI系统，尽早将隐患消灭于萌芽之中，出现意外有据可查；安装与驾驶员、操作员位置的人脸识别子系统，确保只有持证人员或授权人员才能上岗，防止非法操作；另外是安装于车辆车厢内部（或可以监控货厢位置）的视频监控子系统，确保正确的货物、材料装载运输，另外可以有效防止跑冒滴漏。

（2）施工机具的管理。将工程可移动的临时措施当作施工机具的一部分，通过对施工机具进行二维码喷涂，并通过手机APP软件，

对机具的所有者、型号、功能、使用年限等信息进行标注和识別，在机具的购买、领用、退库、使用、移动等状态进行扫描和管理，确保每个机具都有责任人，都有状态跟踪，确保机具的安全和使用的安全。

（3）施工设备材料的管理。根据工程前期的材料配盘和施工图纸，将每一种需要安装的设备材料进行登记和二维码喷涂，确保每种材料设备都有安装位置。这样有利于后期半成品保护、安装位置核对等工作。

（4）施工场地的管理。将施工场地进行围挡和封闭，在人员、物料和机械通道以及场站区域安装视频监控系统和门禁、道闸系统，建设一套无死角的视频监控平台。

通过AI系统识别人员信息、物料信息、人员行为、危险行为等信息，通过设定区域、设定时间等对站场的危险区域和时间、危险行为和操作进行预先设定，对出现危险状态进行提前告警，确保施工安全。

通过SLIM推荐算法（英文全称为Sparse Linear Methods，中文名为稀疏线性推荐算法，是一种使用机器学习算法-坐标下降法来进行的推荐算法）对场地的实时状态进行扫描和建模，实时掌握现场的建设动态，提高管理的有效性和及时性。

建立物料安装清单位置表，与建立的模型相结合，减少设备材料的安装错误。

（5）人员管理。建立人证对比人脸识别系统，对需要进入现场的人员进行预先录入，可有效提高考勤的及时性和有效性。通过预先录入和授权，在需要持证上岗的岗位进行监控，确保操作的安全性。

（6）监督、检查和检测管理。监督检查人员配备移动执法仪，在重要的检测位置配备视频监控系统，确保检查、检测的有效性。

通过扫描现场的设备、材料二维码，可确保正确的物品安装在正确的位置。

4 结论

将视频AI技术引入地铁站机电施工管理系统中，从而保证人的四个正确，物的五个安全。经过作者在西安地铁站通过鼎维数字技术公司建立的综合管理平台进行实际应用，管理效果良好，获得了业主的称赞和兄弟标段的好评。

参考文献：

[1]彭少柯.浅谈地铁车站机电安装工程进度控制精细化管理[J].科学之友，2011.

[2]建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-2001[S].

[3]顾敬源.AI技术在安防领域中的应用及发展分析[J].电子世界， 2017（21）：32-33.

作者简介：郭福建（1987-），男，山东郓城人，本科，从事智能交通工程建设工作。