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边缘 AI:变电站电子围栏 / 人员闯入检测自采与配置 SOP(可执行)

日期:约 2026-10-25(Asia/Shanghai)
定位:视觉为主、可选周界传感为辅的站内可执行自采与规则配置;公开行人/周界集只用于流水线与负样本灵感,≠ 变电站禁入区金标准。
本文不是安防工程设计文件、物防/技防验收报告或《电力安全工作规程》替代件;不替代业主门禁、视频安防、电子围栏厂家说明书。
衔接:edge-ai-ppe-smoke-fire-model-shortlist.md(A 轨 person)、edge-ai-event-schema-acceptance.md、edge-ai-substation-gateway-bom.md、edge-ai-scada-104-pointlist-template.md、edge-ai-model-signstore-mender-cookbook.md、edge-ai-license-ledger-template.md。


0. 一句话结论

  • 闯入与 PPE 解耦:先检 person,再判是否落入禁入区多边形;PPE 只在作业区另开 PPE_VIOLATION,二者事件码、Topic、点号分家。
  • 骨干复用 PPE 短名单 A 轨:YOLOX / RTMDet(Apache-2.0)COCO person(class 0)冷启动;Ultralytics 仅评测或已签 Enterprise。
  • 事件码 PERSON_INTRUSION:默认 quality=suspect;防抖 + 轨迹 + 区域停留时长;禁止接跳闸、安防强制联锁(门禁闭锁、声光强制、驱离装置等),除非业主另签安全认证与责任边界。
  • 公开周界集稀缺:i-LIDS sterile zone 官方分发已撤回;CUHK Avenue / ShanghaiTech 等异常集仅作参考;主路径仍是站内自采 + 多边形配置。

1. 与 PPE 的关系(写死)

维度 PPE(作业安监) 闯入 / 电子围栏(周界安防)
业务问题 作业区内是否戴帽/穿背心 是否有人进入禁入多边形(围墙内、电缆沟口、电容器场地等)
检测骨干 A 轨 YOLOX/RTMDet;类:helmet/no_helmet/vest/no_vest/person 同一 A 轨权重可只取 person;或与 PPE 共用检测头,规则层分叉
空间配置 作业区 ROI / 票面授权区 禁入区多边形(每路相机独立像素坐标;可多区)
事件码 PPE_VIOLATION(可细分 PPE_NO_HELMET) PERSON_INTRUSION
MQTT task ppe intrusion
104/辅控点 安监只读告警 安防只读遥信(点表示例:INTRUSION_ZONE)
授权人员 票内作业可不告 PPE(策略可选) 施工票/门禁授权名单须进白名单或时段降敏,避免「合法进场」风暴

配置原则

  1. 同一帧可同时出 PPE 与闯入候选,但必须分两条事件;禁止把「未戴帽」改写成闯入,也禁止把闯入当成 PPE。
  2. 禁入区多边形在配置仓(JSON/YAML)维护,与模型权重解耦;改多边形不触发重新训练,只升 config.ver。
  3. 围栏外的广告牌人物、远处马路行人:默认多边形外忽略(见 §4)。
  4. 联调节奏建议(对齐 PPE 短名单):先稳 PPE_VIOLATION,再开烟火,闯入宜第三周起开,降低告警风暴。

多边形配置最小字段(示例)

字段 说明
camera_id 与 BOM/点表一致
zone_id / zone_name 如 wall-N、gate-main、cable-duct-A
polygon_px 顶点列表 [[x,y],…],相对该路分辨率
enter_rule foot_in(足迹点)或 center_in(框中心);默认 足迹优先,防大框边缘误触
dwell_ms 区内停留最短时长,默认 1500~3000
debounce_ms 事件防抖,默认 2000~3000
whitelist_windows 施工票时段 / 门禁授权窗(可选)
attrs.zone 上送 Schema 固定 restricted(或细分 zone_id)

2. 测点与相机

2.1 优先测点(变电站)

优先级 测点 目的 备注
P0 围墙内侧 / 周界转角 翻越、沿墙行走 俯视略倾;覆盖墙根盲区
P0 大门 / 人行通道 未授权进入 可与门禁刷卡时间窗联动降敏
P0 电缆沟口 / 电缆夹层出入口 小目标、半身进出 近距枪机;注意低照
P1 电容器组 / 电抗器场地围栏内 禁入高压区 与作业票强绑定
P1 主变场地围栏门 巡视通道误闯 授权巡视窗白名单
P2 无人机起降坪 / 物资堆场 辅控扩展 非 90 天必上

可选周界传感(辅,不替代视觉多边形):红外对射、振动光纤、电子脉冲围栏干接点 → 经网关 DI/MQTT 作 attrs.aux_sensor=true 佐证;单独传感报警不得自动升 confirmed。

2.2 分辨率、俯仰与夜间

项 建议
分辨率 / 帧率 国标 1080p@25;远距围墙若小人像素高不足,可局部 ROI 裁切后再推理,或该路 960 输入(路数减半)
编码 H.265 + ONVIF/RTSP;与 edge-ai-substation-gateway-bom.md 可见光枪机一致
安装高度 周界约 3.5~6 m(视墙高);电缆沟口 2.5~4 m
俯仰 略俯视(约 15°~35°),保证「脚落点」可落入多边形;避免纯平视导致框贴地抖动
焦距 大门/沟口定焦近中距;长围墙分段多枪或变焦枪,禁止单枪死角过大却靠算法「脑补」
夜间 红外补光 / 黑白夜视必开;标定日夜两套曝光与 score 阈值;禁止仅用彩色白天权重硬套无红外夜视
防护 室外 IP66/67;镜头防雨罩;定期擦镜头(脏污进负样本库)
算力侧 RK3588 / 算能 / Orin / Hailo 与 PPE 同 BOM;闯入与 PPE 可共享解码与检测,规则引擎分叉

3. 标签、负样本与质量

3.1 标签规范

标签 / 属性 含义 用法
person 人体框 检测层唯一必要类(闯入路径)
attrs.zone restricted / work / ignore 规则层;非训练类名
authorized 施工票/门禁授权帧(元数据) 训练可作负样本或「合法进场」类;上线用白名单窗
track_id 多目标跟踪 ID 防抖与停留时长依赖
quality 默认 suspect 人工复核或现场集达标后再升 confirmed

禁止把动物、飘絮、车灯光斑标成 person;误标进训练集必须剔除。

3.2 必须采集的负样本 / 干扰

ID 场景 易误报 缓解
N1 施工票授权人员合法进入禁入区 真闯入 票面时段白名单;门禁刷卡时间窗 ±N 分钟降敏
N2 猫狗鸟、昆虫贴镜 person / 轨迹抖动 最小框面积阈值;轨迹长度;红外对射不单独确认
N3 飘絮、塑料袋、旗帜 短时框 停留时长 dwell_ms;score 动态阈值
N4 车灯、探照灯扫描、焊光 鬼影框 夜视专用校准;画质门控
N5 广告牌 / 安全海报人物 person 多边形外忽略;或静态图屏蔽掩膜
N6 雨雾、镜头脏污、逆光 漏检或闪报 blur/fog 门控;低画质只出 telemetry
N7 围栏阴影、反光条晃动 轨迹噪声 足迹点规则;背景建模辅助(可选)
N8 远处马路行人 / 隔壁厂房 闯入 多边形紧贴墙根内侧,勿扩到站外

每条干扰在验证集建议 ≥50 片段(可抽帧),写入《配置基线表》阈值与防抖。


4. 事件码、防抖、轨迹与联锁红线

4.1 事件定义

项 值
event.code PERSON_INTRUSION
task intrusion
Topic edgeai/{org}/{site}/{device_id}/events/intrusion
severity 建议 high(策略可配)
quality 默认 suspect
强制字段 schema_ver、model.ver、debounce_ms、attrs.zone、camera_id、zone_id;建议带 track_id、dwell_ms

触发逻辑(规则引擎,非模型内写死):

  1. 检测 person 且 score ≥ 阈值;
  2. 足迹点(或框中心)落入禁入多边形;
  3. 同一 track_id 在区内连续满足 ≥ dwell_ms;
  4. 再经 debounce_ms 合并抖动后上送一条事件;
  5. 若命中白名单窗 → 不上送或降为 telemetry。

4.2 防抖 / 轨迹参数建议

参数 默认建议 说明
score_thr 0.35~0.50(板端 INT8 再调) 夜视可略降召回、提防抖
min_box_h_px 视距离标定(如 ≥32~48) 滤昆虫/噪点
tracker BYTETrack / OC-SORT 等轻量跟踪 与 A 轨解耦,CPU 可跑
dwell_ms 1500~3000 防单帧误入
debounce_ms 2000~3000 与 Schema、104 点表量级对齐
exit_clear_ms 5000~10000 离开后多久允许新事件
aux_sensor 可选与 DI 短时与 仅佐证,不单独升 confirmed

4.3 联锁与 SCADA 红线

  1. 禁止将 PERSON_INTRUSION 映射为保护跳闸、断路器 GOOSE、一次设备联锁。
  2. 禁止默认对接门禁强制闭锁、脉冲围栏加强电击、驱离装置自动启动;若业主要求,须另行签署安全认证、责任边界与失效回退方案,并在点表注明「非本系列默认」。
  3. 104/辅控仅 只读告警/遥信(见 edge-ai-scada-104-pointlist-template.md 中 INTRUSION_ZONE 类);断流 → 点无效,不得假保持「有人」。
  4. 与保护网 分 VLAN、分点号;AI 事件与保护 SOE 不得混号。

5. 自采样本量与两周清单

5.1 样本量(单站冷启动量级)

集 建议规模 内容
正样本(真闯入/模拟闯) ≥800~1500 框(或多段视频合计 ≥30~60 min 含人在禁入区) 含昼/夜、雨雾各若干;模拟闯须办票、监护、禁近带电体
授权进场 ≥300 框或等价片段 施工票人员;标 authorized
负样本干扰 每类 N1–N8 ≥50 片段 见 §3.2
校准集(INT8) 200~500 张/站点风格 与 PPE 可共用部分背景,但须含夜视与围墙小人
验证集 独立 ≥15% 且含全部干扰类 禁止用验证调多边形后当作测试报喜

公开数据(仅流水线 / 灵感,商用前入许可台账):

名称 用途 许可(调研口径) 备注
COCO person 预训练 A 轨检测冷启动 图像标注遵循 COCO 条款;模型代码 YOLOX/RTMDet 为 Apache-2.0 权重分发保留 NOTICE
Intel perimeter-breach-detection 示例 多边形+跟踪逻辑参考 MIT(演示仓,非大规模标注集) 可参考 zone 思路,勿当电力金标
CUHK Avenue / ShanghaiTech 异常检测方法学参考 多为研究发布;商用 unknown,须逐项核 非围栏闯入专用
PPS-D(合成公共空间) 可选增广 Vicomtech license(非 Apache) 商用前法务
i-LIDS sterile zone 文献常用周界基准 英国内政部 已停止分发(约 2014 末) 不可依赖下载;仅文献对比
变电站 SAITD 等论文集 领域参考 多未公开或 unknown 勿写入商用冷启动必选集
Roboflow「intrusion」类项目 快速试标 页上无 SPDX → unknown 禁止直接进商用仓

5.2 两周落地清单(可派工)

日 动作 产出
D1–2 选定 P0 相机 2~4 路;画禁入多边形 v0;登记许可台账行(COCO/A 轨/示例仓) 点位图 + zones.json + 台账
D2–4 拉 RTSP;复用 PPE A 轨 person 权重;接轻量跟踪 可视化:框+多边形+track_id
D4–6 办票模拟闯(墙根行走、沟口半身);采授权进场;采 N2–N8 负样本 data/intrusion/ 目录与清单
D6–8 调 dwell_ms/debounce_ms/最小框;夜视专项阈值 《配置基线表》v0
D8–10 统一 Schema MQTT:PERSON_INTRUSION,quality=suspect 样例报文可复现
D10–12 注入广告牌、车灯、飘絮录像;误报率初表 误报台账
D12–14 辅控/104 只读点联调;确认无跳闸/无强制联锁映射;权重进签名仓 点表签字栏;model.ver=内容哈希

门禁:白名单窗未配好不开大门点位夜间全量告警;多边形未双人复核不上生产;model.ver 与签名仓一致(见 Mender/签名仓手册)。


6. 许可、模型轨与系列衔接

6.1 许可与模型

项 要求
默认架构 Apache 轨:YOLOX-n/t 或 RTMDet-t/s(与 PPE 短名单 A 轨一致)
类 闯入推理可只启用 person;PPE 头可同进程但事件分叉
Ultralytics 仅评测或 Enterprise 合同号齐全;禁止默认闭源嵌入
数据红线 NC / research-only / 无 SPDX → 隔离;Roboflow unknown 不进商用冷启动
权重发布 model.ver=文件内容哈希;Ed25519 签模型;Artifact 另签(签名仓手册)
配置发布 多边形与阈值走配置仓版本号,勿与权重哈希混为同一 model.ver

6.2 与系列文档的接口

文档 本 SOP 用法
edge-ai-ppe-smoke-fire-model-shortlist.md 复用 A 轨与板级导出;事件表中的 PERSON_INTRUSION
edge-ai-event-schema-acceptance.md task=intrusion;debounce/多边形在统一规则引擎
edge-ai-substation-gateway-bom.md 1080p 枪机、红外、网关算力与 MQTT
edge-ai-scada-104-pointlist-template.md INTRUSION_ZONE 只读点;防抖离开清除
edge-ai-model-signstore-mender-cookbook.md 系统轨/模型轨分家;错签上送 MODEL_VERIFY_FAIL
edge-ai-license-ledger-template.md 本 SOP §5.1 公开集逐行登记

7. 验收口径(写进阶段门禁)

  1. 至少 2 路 P0 相机:多边形内模拟闯可稳定出 PERSON_INTRUSION 样例报文;quality=suspect。
  2. 授权进场窗内不刷屏;广告牌/飘絮/动物类负样本误报有初表与阈值记录。
  3. 点表与 MQTT 无保护/强制联锁映射签字确认。
  4. 许可台账与签名仓哈希可追溯;不承诺 Zoo FPS,只承诺端到端「拉流→规则→MQTT/只读点」可复现。

8. 修订记录

日期(Asia/Shanghai) 说明
2026-10-25 初版:闯入与 PPE 解耦、测点相机、负样本、事件防抖、自采两周清单、Apache A 轨衔接
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