[发明专利]基于视频流的油田生产安全预警分析系统

说明书

本发明属于油田安全预警技术领域，具体是基于视频流的油田生产安全预警分析系统，包括视频预警分析平台，视频预警分析平台通信连接油田监管终端，视频预警分析平台包括GPU服务器，GPU服务器与样本生成模块、模型训练模块、边缘智能识别模块以及平台可视化展示模块均通信连接；本发明是通过样本生成模块进行视频采集分帧和样本标注并生成数据集，模型训练模块将数据集进行训练优化，边缘智能识别模块通过模型智能分析对视频流进行检测并识别油田生产区域的违章行为，实现对石油生产区域的全天候实时且自动监控分析，且将实时监控分析、分区域预警分析和单位预警分析相结合并反馈预警，进一步降低石油生产过程的风险程度。

技术领域

本发明涉及油田安全预警技术领域，具体是基于视频流的油田生产安全预警分析系统。

背景技术

安全生产是制约石油工业发展的瓶颈，油田钻井作业现场背景复杂，且设备、机器众多，工人在这样的环境中进行生产工作的危险性较大，因此高效及时的发现生产作业现场可能存在的违章行为，对安全生产具有重大意义，目前全国几十万口油井和三千多支钻井队的作业现场都安装有视频监控系统，试图从技术上防止、遏制安全事故频发的不利局面，但所达到的效果有限，究其原因在于目前的监控系统仅靠人力来对作业现场进行盯审，无法实现视频全天候智能分析及实时预警，且难以将油田生产区域的实时监控分析、分区域预警分析和单位预警分析相结合并反馈预警，无法显著降低石油生产过程的风险程度；

针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供基于视频流的油田生产安全预警分析系统，解决了现有技术种无法实现视频全天候智能分析及实时预警，难以将油田生产区域的实时监控分析、分区域预警分析和单位预警分析相结合并反馈预警，无法显著降低石油生产过程风险程度的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于视频流的油田生产安全预警分析系统，包括视频预警分析平台，视频预警分析平台通信连接油田监管终端，且视频预警分析平台通信连接油田生产区域的若干摄像头；视频预警分析平台包括GPU服务器、样本生成模块、模型训练模块、边缘智能识别模块和平台可视化展示模块；

样本生成模块，用于进行视频采集分帧和样本标注并生成数据集，并将数据集发送至GPU服务器；GPU服务器将数据集发送至模型训练模块，模型训练模块，用于将数据集进行训练优化，将训练完成的模型权重进行保存并发送至GPU服务器；边缘智能识别模块，用于通过轮询方式实时读取摄像头数据以进行现场视频流获取，通过模型智能分析对现场获取的视频流使用训练模型进行检测并识别油田生产区域的违章行为，并对出现违章行为的图片或视频进行保存且发送至GPU服务器；

GPU服务器将出现违章行为的图片或视频发送至平台可视化展示模块和油田监管终端，油田监管终端将对应信息发送至对应区域管理人员的智能终端；平台可视化展示模块，用于进行违章行为结果管理、服务器状态查看和违章结果概况管理。

进一步的，样本生成模块的具体运行过程如下：

通过轮询方式和多线程读取算法，获取油田生产区域的摄像头原始视频数据，即获取作业现场的监控视频流，对监控视频流进行图片分帧获取到原始图片；对原始图片进行数据筛选和数据清洗处理，使用标注工具对筛选处理后的图片进行标注，并保存原始图片和对应的标签文件；将标注后的数据按照一定比例划分为训练集、验证集和测试集，生成数据集。

进一步的，模型训练模块的具体运行过程如下：

进行模型结构及参数设置：对比实验多种现有网络模型，选定并改进网络结构，设置初始训练参数；模型训练并优化：使用数据集对设置完成的模型进行训练并优化参数，利用测试集数据进行模型测试，在模型具有高检测准确率和优异检测效果时进行模型的实际部署运用；权重保存：对训练测试完成的模型权重进行保存并发送至GPU服务器。