项目背景

地铁是城市的“脉络”，对改善城市交通状况，充分发挥城市功能，改善环境，促进经济和社会发展发挥着重要的作用。目前，中国城市轨道交通进入稳定发展阶段。据中国城市轨道交通协会统计，2020年末，中国全国开通轨道交通（包括有轨电车）的城市达62个。随着越来越多轨道线路投入建设，创新亮点不断涌现。当前，标准化建设初具规模，智慧工地已见雏形，“四新技术”应用正逐步完善。污水净化处理、资源回收利用、机械自动化等先进技术与工艺，以及以盾构监控、远程视频监控、信息录入传递为代表的工程信息化管理正在各个工点实现，既提升了施工效率，也加强了绿色环保。

在某大型城市的地铁线建设中，星环科技负责边缘计算节点开发，联合众多合作伙伴为该地铁线项目打造智慧工地平台，其应用效果值得在其他地铁项目中推广应用。

需求与问题

在建设工地中引入新技术新理念，智慧工地建设面临众多挑战，主要包括：

人员管理难度高，建设工地由于工种比较多，人员比较杂，分布比较分散，很难对工地人员进行有效监管；亟需智能化监管系统，实现对进入工地人员的实时监控与异常状况的识别告警。

工地人员安全防护防范不到位、监管措施不到位等都会影响工程施工安全和工程质量，有可能出现人员伤亡的严重事故；智慧工地AIoT边缘计算项目要求实现对工地异常行为做CV识别告警，并将数据与告警转发大数据监管平台，并且支持数据展示和分析。具体要求实现内容如下：

1. 如果工人没有戴安全帽进入工地，或者人车距离超过规定的安全距离，系统能对工人穿戴和人车距离进行监控与预警，防止安全事故的发生。
2. 隧道掘进线路中，有轨道车辆穿行时不许工人入内，以防止受伤或死亡，系统应能对行人入侵场景进行实时监控和识别告警，防止意外发生。
3. 皮带机状态检测的主要目的是为了实时了解皮带机状态，若在运行中，要警告工人不要进入，以免发生事故。一旦挖掘机开始作业，皮带机就开始传动，将洞内渣土送出。以往是由监控室人员肉眼记录开始及停止时间，用于记录作业状态、推算挖掘机停机保养时间等，消耗大量人力资源且误差较大，亟需由人工转为智能化作业，使用光流等前沿CV技术，实现自动记录等。

施工现场环境保护，包括扬尘和噪声一直都是困扰施工现场居民的主要问题，亟需一套智能化系统能够实时收集工地噪声或者扬尘数据，进行可视化分析，并对超过阈值的情况进行预警告警。

解决方案

针对用户的需求和应用的痛点，星环科技基于边缘计算平台Sophon Edge，设计了一套AIoT解决方案。

星环科技的边缘计算平台Sophon Edge基于“端-边-云”体系将用户的设备端与数据存储、计算的云端进行连接，让用户在边缘端就能快速、灵活、稳定地实现AI应用。把云端训练好的多种AI算法模型部署到Sophon Edge中，让用户在设备现场即能进行实时的数据处理、实时的需求决策、实时的设备管理等，满足其低时延、大流量、高安全等降本增效的诉求。

星环科技基于边缘计算平台Sophon Edge

星环科技基于边缘计算的AIoT解决方案主要核心分两块：边缘节点和云中心。

边缘节点的主要功能是：数据接入、设备管理、智能规则制定、数据流处理、模型管理、数据治理等。

云中心的主要功能是：模型训练与下发、边缘端数据存储、告警信息汇总，以及AI公共场景制定与同步等。同时云中心底层具备大数据的存储能力。

而原始的训练数据存储在星环科技TDH或者TDC这样的大数据云平台。平台对机器学习进行模型训练，并把模型打包上架，用户可以直接在Sophon Base中上线模型，即提供API服务。另外一条路径是推到模型仓库。模型仓库可以将镜像下发到指定的边缘节点上，然后部署成API，运行在边缘节点，即Sophon Edge的Node中，管理各种服务，包括分析、预测、图像的模型服务。在获取到原始数据后，会在规则引擎模块发送给分析的模型服务，实现模型推理，最终输出数据洞察。

星环科技方案提供大数据平*成人员的基础信息管理，涵盖人员统计、摄像头实时抓拍人员及车辆进出信息、考勤信息、车或人的当前位置信息，以及人员的流动情况，以此更好地管理工地人员。

星环科技方案开发了自动设备台账，可以对于设备进行运行状态监控，包括后续状态的预测性分析。有一些区域是禁止人员进入的，星环科技也会做工人的越界识别。此外，比如说工人没有按照规定穿戴制服或者安全帽，都会通过摄像头的边缘计算生成告警。

关键技术

针对项目在发展中面临的主要挑战或者问题，星环科技采取相应的解决方案。

（1）工地摄像头码流不统一，且对带宽成本敏感。星环产品除了支持不同编码外，实施人员还优化了编解码GOP等参数，实现视频的统一接入处理。

（2）受工地环境影响，临时工作间无法为传统服务器提供适宜的环境及运维保障。因此，采用星环边缘计算盒子承担推理任务，具备防水防尘、抗震动等特性，在无人值守的情况下保证服务不间断。

（3）项目涉及多方软硬件协作，各方均无长期驻场的项目人员进行把控。对此，星环科技提议采用虚拟团队，定期、按需同步的方式，在一年多的多轮实施中，确保了验收及视察的顺利进行。

星环优势

靠近设备源的边缘计算，满足实时业务需求，更快地响应网络服务，边缘计算出有价值信息后进行云边同步，降低网络带宽。

边缘盒子模型可进行迭代升级，灵活可配置。如需增加新的模型，或对现存模型进行迭代时，技术人员可足不出户，通过云边一体架构，将云端模型精准推送至不同地理位置的边缘设备。

应用效果与价值

星环科技携手众多合作伙伴，为某城市地铁线打造智慧工地平台，意义重大。

第一，工地现场摄像头等边缘节点就可以完成实时渲染，监控模型识别抓拍率、识别率提高，识别延迟大大降低，实现了工地实时监控，加强了安防力度，能及时纠正工地安全违法行为，安全事故零发生，对提高施工安全和工程质量做出积极的贡献。

第二，监控报警数据对接至大数据平台，后续可对人力/设备信息等进行精细化分析与管理，指导客户进行绩效、功耗、追责、财务等方面的业务决策支持。

第三，地铁施工单位也需向其甲方，即城市地铁建设立项单位负责，甲方进行不定期安全抽查，对违规行为进行问责和罚款，星环科技的智慧工地平台在安全监督之外，也帮助工地规避了安全违规成本。

第四，通过智慧工地案例的积累，可在后续地铁项目中沿用，并可以快速*推广到地铁线路的更多工地，同时其他领域的智慧工地项目也可进行*。

智慧工地案例

星环科技的AIoT整体方案已经在全国的多个建设工地应用，成效显著，具有成本低、效率高、推广价值高等优势，能够在新工地快速落地，建设智慧工地，服务工程建设。