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
- 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。
- 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。
- 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)。
- 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):
- 检测
person 且 score ≥ 阈值;
- 足迹点(或框中心)落入禁入多边形;
- 同一
track_id 在区内连续满足 ≥ dwell_ms;
- 再经
debounce_ms 合并抖动后上送一条事件;
- 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
- 禁止将
PERSON_INTRUSION 映射为保护跳闸、断路器 GOOSE、一次设备联锁。
- 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」。
- 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」。
- 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
7. 验收口径(写进阶段门禁)
- 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。
- 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。
- 点表与 MQTT 无保护/强制联锁映射签字确认。
- 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 |