一种基于大数据的智能安全控制预警系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于大数据的智能安全控制预警系统及方法，属于智能安全预警领域，该系统包括数据采集模块、数据库、数据处理模块和安全管理模块，数据采集模块用于采集设备的基础数据信息，通过摄像设备采集用户的图像信息，数据库用于对采集的数据信息和分析结果进存储和加密，数据处理模块用于根据采集的数据信息，对用户的行为意图进行分析预测，安全管理模块用于根据分析结果，对相关技术人员进行安全报警提醒。本发明专利技术通过采集的数据，对用户进入设备操作区域的意向进行预测分析判断，分析用户的进入目的性，根据分析结果进行智能报警，提高了系统的精确程度，保障了用户的安全和企业的设备安全。全和企业的设备安全。全和企业的设备安全。

【技术实现步骤摘要】
一种基于大数据的智能安全控制预警系统及方法


[0001]本专利技术涉及智能安全预警领域，具体为一种基于大数据的智能安全控制预警系统及方法。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，越来越多的企业对工厂设备进行信息化管理，为设备管理提供了一个标准规范、高效的管理平台，有力地推动了设备管理的不断进步。同时，越来越多的企业实现了无人化车间，无人化车间主要依靠计算机集成制造系统发挥作用,无人化工厂并不是否定人的重要作用，相反，是要使人从那些简单而烦琐、重复而繁重以及仅仅依靠人自身难以完成的活动中解放出来，充分发挥人具有的创造性思维的能力，并为人的这种创造性活动提供支持。
[0003]然而，设备在运行时存在一定的危险区域，人员的靠近存在安全隐患，但是在必要时，需要相关技术人员前往对设备进行操作，因此导致了有的人员并不是技术人员，在无意间进入了操作区域，造成了安全隐患。
[0004]由此看来，如何判断用户进入操作区域的意图，对相关技术人员进行智能报警，如何避免技术人员进入操作区域出发误报警，提高报警精确程度是十分重要的。因此，需要一种基于大数据的智能安全控制预警系统及方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于大数据的智能安全控制预警系统及方法，采集设备的基础数据信息，通过摄像设备，对用户的图像信息进行采集，对用户进入设备操作区域的意向进行预测分析判断，对该用户的行为安全情况进行预测，分析用户的进入目的性，当出现异常情况时，通过显示设备和语音，对相关技术人员进行报警提醒，并对数据采集、数据存储、数据分析和安全管理的过程进行数据加密，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于大数据的智能安全控制预警系统，该智能安全控制预警系统包括：数据采集模块、数据库、数据处理模块和安全管理模块；所述数据采集模块的输出端与数据库的输入端相连接，数据库的输出端与数据处理模块的输入端相连接，数据处理模块的输出端与安全管理模块的输入端相连接，数据处理模块的输出端与数据库的输入端相连接；所述数据采集模块用于采集设备的基础数据信息，通过摄像设备采集用户的图像信息，所述数据库用于对采集的数据信息和数据处理模块的分析结果进存储和加密，所述数据处理模块用于根据采集的数据信息，对用户的行为意图进行分析预测，所述安全管理模块用于根据分析结果，通过显示设备和语音设备，对相关技术人员进行安全报警提醒。
[0007]进一步的，所述数据采集模块包括基础数据采集单元和图像采集单元，所述基础数据采集单元用于采集设备的基础数据信息，便于相关技术人员快速定位到安全报警位
置，从而采取措施，所述图像采集单元用于通过摄像设备，对用户的图像信息进行采集。
[0008]进一步的，所述数据库包括数据存储单元、数据加密单元和数据清理单元，所述数据存储单元通过SAN网络对采集的数据和分析结果进行存储，SAN网络是指存储区域网络，采用网状通道技术，通过网状通道技术交换机连接存储阵列和服务器主机，建立专用于数据存储的区域网络，SAN是一种专门为存储建立的独立于TCP/IP网络之外的专用网络，目前一般的SAN提供2Gb/S到4Gb/S的传输数率，同时SAN网络独立于数据网络存在，因此存取速度很快，另外SAN一般采用高端的RAID阵列，使SAN的性能在几种专业存储方案中更加强大。SAN由于其基础是一个专用网络，因此扩展性很强，不管是在一个SAN系统中增加一定的存储空间还是增加几台使用存储空间的服务器都非常方便，所述数据加密单元通过SHA3算法对数据采集、数据存储、数据分析和安全管理的过程进行数据加密，SHA
‑
3是第三代安全散列算法，使用海绵函数，此函数会将数据与初始的内部状态做XOR运算，这是无可避免可置换的；在最大的版本，算法使用的内存状态是使用一个5
×
5的二维数组，数据类型是64位的字节，总计1600比特 ，缩版的算法使用比较小的，以2为幂次的字节大小w为1比特，总计使用25比特，除了使用较小的版本来研究加密分析攻击，比较适中的大小，则提供了比较实际且轻量的替代方案，在硬件上，该算法速度相较于其他算法更快，保障了数据的安全，防止企业隐私信息的泄露，避免出现企业内部的设备数据信息外泄，所述数据清理单元用于设定时间值，该时间值可由相关技术人员自行设置，定期对数据进行清理，避免大量冗余数据占用存储空间，提高系统运行效率。
[0009]进一步的，所述数据处理模块包括图像预处理单元、意向判断单元和安全预警单元，所述图像预处理单元用于对采集的图像数据信息进行预处理，提取图像中的用户位置信息，通过OpenCV技术提取图像中用户的面部数据信息，所述意向判断单元用于对用户进入设备操作区域的意向进行预测分析判断，所述安全预警单元用于根据用户意向预测结果，分析对该用户的行为安全情况进行预测分析，避免出现误触报警，提高预测分析的精确程度。
[0010]进一步的，所述安全管理模块包括屏幕显示单元和语音报警单元，所述屏幕显示单元用于当出现异常情况时，通过屏幕显示设备，对相关技术人员进行显示提醒，所述语音报警单元用于通过语音，对相关技术人员进行提醒，保证了相关技术人员能够及时收到预警提醒，即使未能一直盯着屏幕显示设备也能及时收到提醒信息。
[0011]一种基于大数据的智能安全控制预警方法，包括下列步骤：S1、采集设备的基础数据信息，通过摄像设备，对用户的图像信息进行采集，并对数据采集、数据存储、数据分析和安全管理的过程进行加密存储；S2、对采集的图像信息进行预处理，对用户进入设备操作区域的意向进行预测分析判断；S3、根据分析的意向结果，对该用户的进入目的性进行分析；S4、当出现异常情况时，通过显示设备和语音，对相关技术人员进行报警提醒。
[0012]进一步的，在步骤S2中，根据采集的图像信息，对用户的轨迹进行分析处理；S201、根据采集的图像信息，通过OpenCV技术采集用户的面部数据信息，进行用户行为追踪，OpenCV是一个基于BSD许可发行的跨平台计算机视觉和机器学习软件库，可以运行在Linux、Windows、Android和Mac OS操作系统上， 它轻量级而且高效
‑‑
由一系列C函数
和少量C++类构成，同时提供了Python、Ruby、MATLAB等语言的接口，实现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法，通过视频图像的动态测距技术，测量用户与设备之间的距离，确定用户的位置，视频图像的动态测距与传统的微波雷达测距、激光测距、超声波测距相比，其采集信息的方式是非侵犯性的，同时与GPS定位技术相比，该方法的定位效果更加精确，无论是在范围广阔场所还是在密集场所同样适用，并且不受温度、天气等环境因素影响，不会向外界环境传播信号；根据采集的用户位置，置于坐标系中，该坐标系可由相关技术人员自行设置，用户的位置为F，坐标为（x
i
，y
i
），形成集合Z={（x1，y1），（x2，y2），...，（x本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于大数据的智能安全控制预警系统，其特征在于：该智能安全控制预警系统包括：数据采集模块、数据库、数据处理模块和安全管理模块；所述数据采集模块的输出端与数据库的输入端相连接，数据库的输出端与数据处理模块的输入端相连接，数据处理模块的输出端与安全管理模块的输入端相连接，数据处理模块的输出端与数据库的输入端相连接；所述数据采集模块用于采集设备的基础数据信息，通过摄像设备采集用户的图像信息，所述数据库用于对采集的数据信息和数据处理模块的分析结果进存储和加密，所述数据处理模块用于根据采集的数据信息，对用户的行为意图进行分析预测，所述安全管理模块用于根据分析结果，通过显示设备和语音设备，对相关技术人员进行安全报警提醒。2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的智能安全控制预警系统，其特征在于：所述数据采集模块包括基础数据采集单元和图像采集单元，所述基础数据采集单元用于采集设备的基础数据信息，所述图像采集单元用于通过摄像设备，对用户的图像信息进行采集。3.根据权利要求2所述的一种基于大数据的智能安全控制预警系统，其特征在于：所述数据库包括数据存储单元、数据加密单元和数据清理单元，所述数据存储单元通过SAN网络对采集的数据和分析结果进行存储，所述数据加密单元通过SHA3算法对数据采集、数据存储、数据分析和安全管理的过程进行数据加密，所述数据清理单元用于设定时间值，定期对数据进行清理。4.根据权利要求3所述的一种基于大数据的智能安全控制预警系统，其特征在于：所述数据处理模块包括图像预处理单元、意向判断单元和安全预警单元，所述图像预处理单元用于对采集的图像数据信息进行预处理，提取图像中的用户位置信息，通过OpenCV技术提取图像中用户的面部数据信息，所述意向判断单元用于对用户进入设备操作区域的意向进行预测分析判断，所述安全预警单元用于根据用户意向预测结果，分析对该用户的行为安全情况进行预测分析。5.根据权利要求4所述的一种基于大数据的智能安全控制预警系统，其特征在于：所述安全管理模块包括屏幕显示单元和语音报警单元，所述屏幕显示单元用于当出现异常情况时，通过屏幕显示设备，对相关技术人员进行显示提醒，所述语音报警单元用于通过语音，对相关技术人员进行提醒。6.一种基于大数据的智能安全控制预警方法，其特征在于：包括下列步骤：S1、采集设备的基础数据信息，通过摄像设备，对用户的图像信息进行采集，并对数据采集、数据存储、数据分析和安全管理的过程进行加密存储；S2、对采集的图像信息进行预处理，对用户进入设备操作区域的意向进行预测分析判断；S3、根据分析的意向结果，对该用户的进入目的性进行分析；S4、当出现异常情况时，通过显示设备和语音，对相关技术人员进行报警提醒。7.根据权利要求6所述的一种基于大数据的智能安全控制预警方法，其特征在于：在步骤S2中，根据采集的图像信息，对用户的轨迹进行分析处理；S201、根据采集的图像信息，通过OpenCV技术采集用户的面部数据信息，进行用户行为追踪，通过视频图像的动态测距技术，测量用户与设备之间的距离，确定用户的位置；根据采集的用户位置，置于坐标系中，用户的位置为F，坐标为（x
i
，y
i
），形成集合Z={（x1，y1），（x2，
y2），...，（x
n
，y
n
）}，其中，n表示为采集的用户位置数量；S202、通过下列公式，构建实时的密集空间矩阵R：E=φ（F，α
E
）；G=φ（E，α
G
）；H=φ（E，α
H
）；R=softmax（G
×
H/b
1/2
）；其中，φ表示为线性变换，E表示为空间图嵌入，G表示为查询指数，H表示为密钥指数，α
E
，α
G
，α
H
表示为线性变换的权重，softmax表示为函数归一化，b
1/2
表示为比例因子；将实时的密集空间矩阵R沿时间进行1
×
1卷积融合，得到时空密集空间矩阵R
*
，通过下列公式，对时空密集空间矩阵R
*
的行和列进行级联：R
*行
=Conv（β
a
‑1，γ
行
）；R
*列
=Conv（β
a
‑1，γ
列
）；β
a
=δ（R
*行
+R
*列
）；其中，R
*行
表示为第a层的基于行的非对称卷积特征映射，R
*列
表示为第a层的基于列的非对称卷积特征映射，a表示为矩阵层数，γ
行
表示为行向量的卷积核，γ
列
表示为列向量的卷积核，β
a
表示为第a层激活的特征映射，β
a
‑1表示为第a
‑
1层激活的特征映射，δ表示为非线性激活函数，最后一次卷积层得到的激活特征映射为β；通过下列公式对稀疏交互指数M进行计算：M=Π{ρ（β）≥ζ}；其中，ζ表示为超参数，Π表示为指示函数，ρ表示为激活函数，当不等式成立时，输出为1，否则输出0；则通过下列公式对稀疏邻接矩阵N进行计算：N=（M+I）
⊙
R
*
；其中，I表示为单位矩阵；通过下列公式对归一化稀疏邻接矩阵N
*
进行计算：N
*
=[exp（N）
‑
1]2/{∑[exp（N）
‑
1]2+c}；其中，c表示为常数；S203、通过下列公式，构建实时的密集时间矩阵R＇：E＇=φ（F＇，α
E
＇）+θ；G＇=φ（E＇，α
G
＇）；H＇=φ（E＇，α
H
＇）；R＇=softmax（G＇
×
H＇/b
1/2
）；其中，E＇表示为时间图嵌入，G＇表示为时间查询指数，H＇表示为时间密钥指数，α
E
＇，α
G
＇，α
H
＇表示为线性变换的权重，θ表示为位置张量，将实时的密集时间矩阵R＇沿空间进行1
×
1卷积融合，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱化冬，李智，张鹏，张玉伟，许树辉，姜启升，
申请(专利权)人：山东山科世鑫科技有限公司，
类型：发明
国别省市：