制丝车间安全管理方法和制丝车间安全管理系统与流程

1.本发明涉及制丝技术领域，尤其涉及一种制丝车间安全管理方法和制丝车间安全管理系统。


背景技术：

2.烟草的制作过程主要包括制丝、卷接和包装三个主要工序,它们分别承担着原材料加工、卷制成形和包装成品的三大任务。其中，制丝是将含梗的烟叶，经过回潮、去梗、烟梗加工、叶片加工等工序，并经过除杂，最终使烟丝的宽度、水分、温度等工艺参数均达到各等级卷烟工艺的要求，进而达到成丝率高、纯净无杂质、松散且具有弹性和填充力等要求。此外，叶丝和梗丝的配比要符合工艺要求，以满足后序(卷制)工艺的要求，减少损耗和单箱耗丝量。通过加香加料，促进烟丝内在质量的醇化，改变卷烟的燃吸品质。因此，制丝是生成过程最为复杂，且影响卷烟内在品质的关键工序，是烟草制丝过程的中心环节。
3.由于制丝工序的工艺繁杂，涉及到的设备较多，因此整个车间的安全管理显得尤为重要。目前，对于制丝车间的安全管理主要是采用人工巡查的方式，安全检查人员的劳动强度较大、检查效率较低，并且还容易出现漏检、检查不及时等问题，造成人员伤亡和财产损失，难以高效协助安全管理人员进行现场安全管理，整体安全管理水平有待提高。


技术实现要素：

4.为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本发明提供一种制丝车间安全管理方法和制丝车间安全管理系统。
5.本发明提供一种制丝车间安全管理方法，其包括：
6.步骤a)、获取预警机构生成的光电信号，根据预设规则判断翻起的烟筐底部区域是否有人员进入，若是，则生成第一警报和用于控制翻筐机动作的控制指令；所述预警机构包括设置于翻筐机入口处的对射光电管组件；
7.步骤b)、获取设置于烟道附近的红外采集装置采集的温度信息，根据所述温度信息判断烟道温度是否超出阈值，若是则生成第二警报；
8.步骤c)、获取设置于高危工作区域的图像采集装置采集的图像数据，以所述图像数据为输入根据预设的图像识别模型判断高危工作区域内是否存在未佩戴安全帽的人员，若是则生成第三警报。
9.进一步地，所述步骤b)还包括：
10.获取所述红外采集装置采集的红外图像，根据所述红外图像判断信息采集对象是否为烟道，或，是否有遮挡物；若是则发送第四警报。
11.进一步地，所述对射光电管组件的光电发射部和光电接收部分别设于翻筐机入口处的两侧。
12.进一步地，所述对射光电管组件包括多个，分别设于不同的高度。
13.进一步地，所述预警机构还包括用于监测烟筐翻起位置的位置传感器，和，根据所
述位置传感器采集的位置数据控制所述对射光电管组件启停的控制开关。
14.进一步地，所述图像采集装置的监测区域包括升降车的驾驶位。
15.进一步地，所述步骤c)还包括：
16.所述图像数据为输入根据预设的图像识别模型判断高危工作区域内是否存在未佩戴安全帽的人员，若是则生成违章作业的信息图像。
17.进一步地，所述图像识别模型采用深度学习方法生成，其检测算法包括：
18.rcnn、spp-net，或，fsat-rcnn。
19.本发明还提供一种制丝车间安全管理系统，其包括：数据采集端、数据处理端和远程控制平台端；
20.所述数据采集端包括红外采集装置、图像采集装置，和，设置于翻筐机入口处的对射光电管组件的预警机构；
21.所述数据处理端用于获取所述红外采集装置、所述图像采集装置和预警机构生成的光电信号、温度信息和图像数据，通过如权利要求1只8中任一所述制丝车间安全管理方法，生成第一警报、用于控制翻筐机动作的控制指令、第二警报和第三警报；
22.所述远程控制平台端用于获取和存储第一警报、第二警报、第三报警和第四警报中的一种或多种。
23.进一步地，所述远程控制平台端还用于：
24.根据获取的违章作业的信息图像，生成违章纪录。
25.本发明提供的制丝车间安全管理方法可以包括以下有益效果：
26.该方法主要从制丝车间翻筐机、烟道和高危工作区域等安全隐患重点部位入手，集合运用光电信号处理、热成像感应和图像识别等技术，对光电信号、温度信息和图像自数据集中进行处理反馈，根据预设规则判断后发送相应的警报，由此利用信息化手段解决人的不安全行为和物的不安全状态，扩大检查时段范围，提高检查的及时性和有效性，在提升车间整体安全管理水平的同时，减少检查人员的劳动强度，实现了提高管理效率的目标；避免了因人员违章行为和屋顶排烟管道温度过高造成的人员伤亡和财产损失，推动安全管理工作由“事后处理”向“事前管控”转变，助力企业达成风险管控关口前移，防范事故发生的目的。
27.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
28.通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细地描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
29.图1是本发明实施例示出的制丝车间安全管理方法的方法步骤示意图；
30.图2是本发明实施例示出的制丝车间安全管理方法中对射光电管组件的结构示意图。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
33.应当理解，尽管在本发明中可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
34.本技术发明人经研究发现，严重制约烟草制丝车间的安全管理水平的问题如下：其一是人的不安全行为问题，生产现场进行高处作业时作业人员不系安全帽的情况时有发生；现车间对现场安全检查为人工巡检检查模式，生产活动时时进行，这种检查方式不能时刻到位，增加检查频率也不足以解决问题，对人的违章行为起不到明显约束和整改作用；其二是物的不安全状态问题，车间生产工房屋顶烘丝机排烟管生产时排放高温气体，排烟口外围起火时引发火灾危险，人工按时段检查测温又不能实现全时段监护，存在安全隐患；另外，三丝掺配的翻筐机在翻起时人员时常进入烟筐下方清扫卫生，烟筐降落时很容易造成人员伤害。
35.本技术发明人考虑通过以安全生产数字化管理、网络化协同、智能化管控为入手点，以车间需求为导向，利用信息化手段解决人的不安全行为和物的不安全状态，扩大检查时段范围，提高检查的及时性和有效性，在提升车间整体安全管理水平的同时，减少检查人员的劳动强度，实现了提高管理效率的目标。有基于此，本发明实施例提供一种制丝车间安全管理方法，请参见图1，其包括：
36.步骤a)、获取预警机构生成的光电信号，根据预设规则判断翻起的烟筐底部区域是否有人员进入，若是，则生成第一警报和用于控制翻筐机动作的控制指令；所述预警机构包括设置于翻筐机入口处的对射光电管组件；
37.步骤b)、获取设置于烟道附近的红外采集装置采集的温度信息，根据所述温度信息判断烟道温度是否超出阈值，若是则生成第二警报；
38.步骤c)、获取设置于高危工作区域的图像采集装置采集的图像数据，以所述图像数据为输入根据预设的图像识别模型判断高危工作区域内是否存在未佩戴安全帽的人员，若是则生成第三警报。
39.上述步骤a)、步骤b)和步骤c)没有先后顺序限制。
40.上述步骤a)是判断翻起的烟筐底部区域是否有人员进入的步骤，若判断有人员进入翻起底部，则生成第一警报和用于控制翻筐机动作的控制指令。上述第一警报可以为声
光警报，以提示此时位于烟筐底部的人员及时撤离该区域；该第一警报还可以同时发送给中控wcc控制系统和/或项目开发软件系统，实现现场和平台双报警。
41.本步骤在生成第一警报的同时还生成了用于控制翻筐机动作的控制指令，例如生成锁死翻筐机位置的控制指令，由此避免烟筐降落时造成的人员伤害。由此，通过第一警报和上述控制指令可以起到双重防护的效果，并且可以借助预警机构等设备实现全时段的无人工巡查，降低人工强度的同时还可以提高检查的及时性和有效性。
42.上述预警机构包括设置于翻筐机入口处的对射光电管组件。本实施例利用光栅对射原理，在翻筐机入口处设置对射光电管组件，当有人进入到翻起的烟筐底部，会遮挡一组或多组光电管，此时预警机构则生产光电信号，该光电信号经过预设规则判断处理后生成第一警报和上述控制指令。优选的，请参见图2，所述对射光电管组件中每组对射光电管1的光电发射部11和光电接收部12分别设于翻筐机2入口处的两侧。进一步优选的，所述对射光电管组件包括多个，分别设于不同的高度。本实施例中，在翻筐机2入口处支架3上设置有高、中、低位三组对射光电管1。
43.作为本实施例的优选方案，所述预警机构还包括用于监测烟筐翻起位置的位置传感器，和，根据所述位置传感器采集的位置数据控制所述对射光电管组件启停的控制开关。由此，当烟筐翻起到预设位置后，控制开关控制对射光电管组件开始工作。
44.上述步骤b)是检测烟道温度的步骤，以防止烟道温度过高发生起火。设置于烟道附近的红外采集装置用于采集烟道的温度信息，通过设置红外采集装置可以将温度检测设备设置于烟道外，更加安全可靠。当温度信息超过阈值时，则生成第二警报，该第二警报可以为声光警报。该第二警报还优选同时发送给中控wcc控制系统，由此便于管理人员及时调整工艺。
45.优选的，本步骤还包括：获取所述红外采集装置采集的红外图像，根据所述红外图像判断信息采集对象是否为烟道，或，是否有遮挡物；若是则发送第四警报。由此避免发送的温度信息不准确(即温度信息不是烟道温度信息，或者与烟道温度有偏差)，造成测温失效；若判断出现上述情况，则发送第四警报，以提示工作人员对红外采集装置的工作状态/环境进行及时排查。本步骤中，可以通过图像识别和机器学习实现红外采集装置自主判断是否有遮挡物和采集对象是否为烟道。上述红外采集装置优选采用红外摄像头。
46.上述步骤c)是高危工作区域是否有人员未佩戴安全帽的步骤。设置于高危工作区域的图像采集装置采集图像数据，该图像数据被输入，然后根据预设的图像识别模型判断高危工作区域内是否存在未佩戴安全帽的人员，若是则生成第三警报。该第三警报可以声光警报，以提示现场工作人员。同时该警报还优选同时发送给中控wcc控制系统，以便于管理人员及时进行督导。优选的，所述图像采集装置的监测区域包括升降车的驾驶位。所述步骤c)还优选包括：所述图像数据为输入根据预设的图像识别模型判断高危工作区域内是否存在未佩戴安全帽的人员，若是则生成违章作业的信息图像。由此可以方便管理人员快速锁定违规作业人员。上述图像采集装置优选为摄像头。
47.本步骤中的图像识别模型优选采用深度学习方法生成，其检测算法包括：rcnn、spp-net，或，fsat-rcnn。
48.具体而言，所述图像识别模块运行步骤可以包括双阶段目标检测法和/或单阶段目标检测法。
49.所述双阶段目标检测法包括以下步骤：
50.s101：提前进行样本训练；
51.a1.物体定位：通过已知的多张图片中提取安全帽的颜色、形状、位置及周围场景颜色组成该样本的数据库，再将未被勾出的非安全帽物体也进行同样程度的提取后与样本进行比对，得出该安全帽在各个环境内的大致分布位置；
52.b1.图像分类：将提取到的安全帽样本进行分类，如或设置了其他非安全帽样本，也将在本步骤中被细分；
53.s102：安全帽匹配识别；
54.c1.逐帧进行预处理：首先将输入的视频进行取帧处理，对每一帧分成四个区域，四个区域形成一个对象：不同的比例、颜色、纹理和形状；
55.d1.特征匹配：根据上述预处理后生成的初始子分段获得多个子区域，组合相似区域以形成更大的母区域，与数据样本(即之前训练的安全帽样本)进行比对，生成目标框；
56.s103：结果输出；逐帧返回，目标框将圈出目标安全帽的位置。
57.所述双阶段目标检测法包括以下步骤：
58.s201：样本训练：将输入的目标图片内部的样本分为正样本与负样本，将图片进行卷积与压缩处理，以让样本的特征更明显，同时进行正负样本比对，结束后再进行卷积与压缩处理共进行16次，最后将比对结果汇总生成一个安全帽样本集；本步骤主要检测算法包括：ssd，yolo；
59.s202：安全帽识别匹配阶段
60.a2.输入视频预处理：对输入的视频进行取帧，对每一帧进行16次卷积压缩，与样本单次比对，在与正样本匹配的位置生成先验框；
61.b2.修正先验框的位置：将每一次卷积压缩后的图片与安全帽样本集进行比对，重复16次生成32个先验框，与预处理产生的先验框用giou计算方法得出最终目标框的位置；
62.c2.结果输出：将图片展开返回帧，目标框圈出安全帽由于图片进行过卷积压缩，因此可调节是否显示重叠的安全帽；
63.d2.输出结果反馈再训练：每进行过一次识别后，根据人工校正过后准确度在0.95(95％)以上的安全帽标为正样本进行结果再训练，训练过程同上。
64.由上述内容可知，本发明实施例提供的制丝车间安全管理方法具有如下优点：
65.该方法主要从制丝车间翻筐机、烟道和高危工作区域等安全隐患重点部位入手，集合运用光电信号处理、热成像感应和图像识别等技术，对光电信号、温度信息和图像自数据集中进行处理反馈，根据预设规则判断后发送相应的警报，由此利用信息化手段解决人的不安全行为和物的不安全状态，扩大检查时段范围，提高检查的及时性和有效性，在提升车间整体安全管理水平的同时，减少检查人员的劳动强度，实现了提高管理效率的目标；避免了因人员违章行为和屋顶排烟管道温度过高造成的人员伤亡和财产损失，推动安全管理工作由“事后处理”向“事前管控”转变，助力企业达成风险管控关口前移，防范事故发生的目的。
66.与方法实施例相对应的，在本发明实施例的另一面，还提供了一种烟制丝车间安全管理系统，其包括：数据采集端、数据处理端和远程控制平台端；
67.所述数据采集端包括红外采集装置、图像采集装置，和，设置于翻筐机入口处的对
射光电管组件的预警机构；
68.所述数据处理端用于获取所述红外采集装置、所述图像采集装置和预警机构生成的光电信号、温度信息和图像数据，通过上述制丝车间安全管理方法，生成第一警报、用于控制翻筐机动作的控制指令、第二警报和第三警报；
69.所述远程控制平台端用于获取和存储第一警报、第二警报、第三报警和第四警报中的一种或多种。
70.该烟制丝车间安全管理系统的工作过程具体如下：
71.数据处理端获取预警机构生成的光电信号，根据预设规则判断翻起的烟筐底部区域是否有人员进入，若是，则生成第一警报和用于控制翻筐机动作的控制指令；所述预警机构包括设置于翻筐机入口处的对射光电管组件；
72.数据处理端获取设置于烟道附近的红外采集装置采集的温度信息，根据所述温度信息判断烟道温度是否超出阈值，若是则生成第二警报；
73.数据处理端获取设置于高危工作区域的图像采集装置采集的图像数据，以所述图像数据为输入根据预设的图像识别模型判断高危工作区域内是否存在未佩戴安全帽的人员，若是则生成第三警报。
74.远程控制平台端获取和存储上述第一警报、第二警报、第三报警和第四警报中的一种或多种。优选的，所述远程控制平台端还用于：根据获取的违章作业的信息图像，生成违章纪录。
75.需要说明的是，在本发明实施例中的烟制丝车间安全管理系统的具体实现方式和技术效果可以参考图1所对应的制丝车间安全管理方法，兹不赘述。
76.上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。
77.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
78.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
79.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
80.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
81.应当理解，本技术实施例中，从权、各个实施例、特征可以互相组合结合，都能实现解决前述技术问题。
82.所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以
存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
83.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种制丝车间安全管理方法，其特征在于，包括：步骤a)、获取预警机构生成的光电信号，根据预设规则判断翻起的烟筐底部区域是否有人员进入，若是，则生成第一警报和用于控制翻筐机动作的控制指令；所述预警机构包括设置于翻筐机入口处的对射光电管组件；步骤b)、获取设置于烟道附近的红外采集装置采集的温度信息，根据所述温度信息判断烟道温度是否超出阈值，若是则生成第二警报；步骤c)、获取设置于高危工作区域的图像采集装置采集的图像数据，以所述图像数据为输入根据预设的图像识别模型判断高危工作区域内是否存在未佩戴安全帽的人员，若是则生成第三警报。2.根据权利要求1所述的制丝车间安全管理方法，其特征在于，所述步骤b)还包括：获取所述红外采集装置采集的红外图像，根据所述红外图像判断信息采集对象是否为烟道，或，是否有遮挡物；若是则发送第四警报。3.根据权利要求1所述制丝车间安全管理方法，其特征在于，所述对射光电管组件的光电发射部和光电接收部分别设于翻筐机入口处的两侧。4.根据权利要求3所述的制丝车间安全管理方法，其特征在于，所述对射光电管组件包括多个，分别设于不同的高度。5.根据权利要求3或4中所述的制丝车间安全管理方法，其特征在于，所述预警机构还包括用于监测烟筐翻起位置的位置传感器，和，根据所述位置传感器采集的位置数据控制所述对射光电管组件启停的控制开关。6.根据权利要求1所述的制丝车间安全管理方法，其特征在于，所述图像采集装置的监测区域包括升降车的驾驶位。7.根据权利要求1所述的制丝车间安全管理方法，其特征在于，所述步骤c)还包括：所述图像数据为输入根据预设的图像识别模型判断高危工作区域内是否存在未佩戴安全帽的人员，若是则生成违章作业的信息图像。8.根据权利要求1或7中所述的制丝车间安全管理方法，其特征在于，所述图像识别模型采用深度学习方法生成，其检测算法包括：rcnn、spp-net，或，fsat-rcnn。9.一种制丝车间安全管理系统，其特征在于，包括：数据采集端、数据处理端和远程控制平台端；所述数据采集端包括红外采集装置、图像采集装置，和，设置于翻筐机入口处的对射光电管组件的预警机构；所述数据处理端用于获取所述红外采集装置、所述图像采集装置和预警机构生成的光电信号、温度信息和图像数据，通过如权利要求1只8中任一所述制丝车间安全管理方法，生成第一警报、用于控制翻筐机动作的控制指令、第二警报和第三警报；所述远程控制平台端用于获取和存储第一警报、第二警报、第三报警和第四警报中的一种或多种。10.根据权利要求9所述的制丝车间安全管理系统，其特征在于，所述远程控制平台端还用于：根据获取的违章作业的信息图像，生成违章纪录。

技术总结
本发明涉及一种制丝车间安全管理方法和制丝车间安全管理系统。该制丝车间安全管理方法包括：获取预警机构生成的光电信号，根据预设规则判断翻起的烟筐底部区域是否有人员进入，若是，则生成第一警报和用于控制翻筐机动作的控制指令；获取设置于烟道附近的红外采集装置采集的温度信息，根据所述温度信息判断烟道温度是否超出阈值，若是则生成第二警报；获取设置于高危工作区域的图像采集装置采集的图像数据，以所述图像数据为输入根据预设的图像识别模型判断高危工作区域内是否存在未佩戴安全帽的人员，若是则生成第三警报。采用该方法可扩大检查时段范围，提高检查的及时性和有效性，减少检查人员的劳动强度，实现了提高管理效率的目标。管理效率的目标。管理效率的目标。


技术研发人员：刘艺超 唐哲 方汀 赵小军 唐智超 张志武 王雪娇 常文慧 马明磊 孙朔
受保护的技术使用者：张家口卷烟厂有限责任公司
技术研发日：2022.12.05
技术公布日：2023/7/19