一种持续提升第三方施工安全隐患识别能力的方法与流程

本发明属于智能安防与数据融合，具体涉及一种持续提升第三方施工安全隐患识别能力的方法。

背景技术：

1、随着城市地下管线及基础设施建设密度的增加，预防第三方机械施工破坏成为保障公用设施安全的关键。

2、现有的施工防护系统普遍依赖单一的视频监控手段或单一的地面振动监测手段。由于视频监控易受到光照突变、恶劣天气等外界环境干扰而产生视觉误报，而单一的振动监测又无法有效区分重型车辆通过引发的正常地表震动与真实的施工机械破坏行为，模态数据的孤立使得系统整体虚警率居高不下，难以精准锁定破坏源。此外，现有的现场警示设备多采用固定的警示频率和音量，无法根据施工破坏源的物理逼近态势进行动态分级调整，且在危险状态持续存续时缺乏跨终端联动的强制干预能力，安全管控手段时效性不足。同时，边缘监控节点运行的目标检测模型由于预训练样本局限，在面对复杂多变的现场施工场景时适应性较差，而传统的模型更新方式往往需要暂停当前的监控推理业务进行固件烧录或重启，无法在保障连续作业安全的前提下实现监测模型参数的无感在线升级与识别能力的持续演进。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题在于，现有第三方施工防护系统多采用单一传感器，缺乏多模态数据间的空间联合校验，导致对实际破坏源的识别准确率低及虚警率高；现有系统缺乏基于现场危险态势的动态干预机制，且目标检测模型在面对复杂施工场景时适应性差，传统的模型更新方式需中断业务运行，无法满足连续作业环境下的参数在线升级与模型识别能力持续迭代的需求。

2、为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

3、本发明第一方面提供一种持续提升第三方施工安全隐患识别能力的方法，包括以下步骤：通过拾震传感器阵列采集微弱振动面波时间序列，并通过高清视频监控终端采集图像帧；对微弱振动面波时间序列与图像帧进行多模态空间距离校验，确认实际破坏源，并加载目标检测模型生成连续空间轨迹与系统级告警信号；基于连续空间轨迹与系统级告警信号执行现场物理警示，并在监测到告警存续时间超过干预阈值后发送强制干预报文，同时生成并加密包含督办表单的告警事件日志文件；提取告警事件日志文件生成增量微调训练集，利用增量微调训练集更新目标检测模型的权重参数，并将更新后的权重参数通过双缓冲区架构执行无感模型热更新。

4、进一步的，对微弱振动面波时间序列与图像帧进行多模态空间距离校验，确认实际破坏源，包括：处理微弱振动面波时间序列以提取初至到达时间戳，并结合拾震传感器阵列的空间拓扑部署坐标构建基于到达时间差的非线性方程组；求解非线性方程组以输出初始震源坐标；加载目标检测模型对图像帧进行处理，识别实体目标并追踪生成连续空间轨迹；计算初始震源坐标与连续空间轨迹中目标位置的空间几何距离，当空间几何距离小于设定的多模态校验阈值时，确认实体目标为实际破坏源，并触发系统级告警信号。

5、优选的，处理微弱振动面波时间序列以提取初至到达时间戳，具体采用短时平均与长时平均比值法对微弱振动面波时间序列进行处理；求解非线性方程组以输出初始震源坐标，具体为：调用高斯牛顿迭代法求解非线性方程组，并输出初始震源坐标。

6、进一步的，基于连续空间轨迹与系统级告警信号执行现场物理警示，包括：根据连续空间轨迹的坐标变化率，计算目标接近速率；基于目标接近速率动态计算驱动脉冲控制参数；将驱动脉冲控制参数输出至现场警示设备，以动态调节现场警示设备中警示灯阵列的闪烁频率与高音喇叭的播放音量。

7、进一步的，在监测到告警存续时间超过干预阈值后发送强制干预报文，同时生成并加密包含督办表单的告警事件日志文件，包括：监测系统级告警信号的告警存续时间；当告警存续时间超过设定的干预阈值时，向相关联的车载控制终端发送强制干预报文；提取包含工作状态记录与类型标签的事件数据，执行数据签名加密处理，生成包含督办表单的告警事件日志文件并推送至云端服务器节点。

8、在本发明的一个优选实施例中，提取告警事件日志文件生成增量微调训练集，包括：对回传的告警事件日志文件进行解密与解析，提取检测目标数据；利用孤立森林算法对检测目标数据进行异常值检测与清洗，滤除由于光照突变和恶劣天气引起的噪声数据；将清洗后的检测目标数据进行格式转化，生成增量微调训练集。

9、进一步的，利用增量微调训练集更新目标检测模型的权重参数，包括：将待更新的目标检测模型作为学生网络，并将云端预训练的大型视觉模型作为教师网络；在增量微调训练集上应用带有温度平滑系数的软标签知识蒸馏机制，计算蒸馏损失函数；通过反向传播算法最小化蒸馏损失函数，以更新学生网络的权重参数。

10、优选的，在增量微调训练集上应用带有温度平滑系数的软标签知识蒸馏机制，计算蒸馏损失函数，具体包括：获取教师网络输出的目标类别概率分布，并引入温度平滑系数对概率分布进行平滑处理，生成软标签；提取学生网络输出的硬标签预测值；结合硬标签预测值与软标签共同构建联合损失函数，将其作为蒸馏损失函数。

11、在本发明的另一优选实施例中，将更新后的权重参数通过双缓冲区架构执行无感模型热更新，包括：将更新后的权重参数加密封装为参数包并下发至计算模块；在计算模块的双缓冲区架构中，保持第一缓冲区持续运行当前的目标检测模型推理任务，并唤醒处于待命状态的第二缓冲区；在第二缓冲区中解析参数包，进行模型重构与初始化验证。

12、进一步的，在第二缓冲区中解析参数包，进行模型重构与初始化验证之后，还包括：当初始化验证通过后，在系统指令周期内将目标检测推理任务的数据指针从第一缓冲区原子切换至第二缓冲区；清空第一缓冲区的数据并将其重置为待命状态，完成无感模型热更新。

13、本发明第二方面提供一种持续提升第三方施工安全隐患识别能力的系统，包括：存储器及处理器，存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行上述程序时实现第一方面提供的一种持续提升第三方施工安全隐患识别能力的方法步骤。

14、本发明提供了一种持续提升第三方施工安全隐患识别能力的方法。具备以下有益效果：

15、1、本发明通过提取振动时间序列计算物理震源坐标，并结合目标检测模型提取的连续空间轨迹进行空间几何距离校验。这种多模态交叉验证方式能够过滤由非破坏性车辆路过或无关实体移动引发的单一模态误报，提高了隐患识别与破坏源判定的准确率。

16、2、本发明基于计算得出的目标接近速率动态输出驱动脉冲控制参数，能够根据施工机械靠近防护区域的速率自动调节现场警示灯的闪烁频率与喇叭音量。当告警状态超时未解除时，系统触发网络强制干预并生成带有督办表单的加密日志，形成了从现场物理警示到网络联动督办的递进式干预机制。

17、3、本发明利用现场告警日志清洗生成增量训练集，通过软标签知识蒸馏机制更新模型权重，使目标检测模型能够持续学习新出现的施工机械特征。同时配合计算模块内部的双缓冲区架构，在备用缓冲区完成模型重构与验证后直接原子切换数据指针，避免了模型升级造成的系统监控中断，保障了连续作业环境下的业务稳定性。