案例摘要:
随着城市建设的快速发展,道路设施、建筑施工作业不断增加,因施工导致的“伤害”燃气管道案例时有发生。在廊坊临空经济区,城市燃气管网巡检模式迎来升级,为城市燃气安全管理智能化转型给出解题新思路。
针对城市三方施工人工巡检效率低(日均11小时)、安全隐患多(机械碰撞、视线遮挡)及风险发现滞后等痛点,新智认知聚安网为为廊坊新奥燃气在本项目创新应用多模态大模型技术构建智能监控系统。方案通过前端轻量模型实时识别与后端大模型(融合图像/视频数据)深度分析,将识别准确率从不足15%大幅提升至89%,并结合专家规则智能研判风险,实现“自动识别-预警推送-处置跟踪”全流程闭环,以智能设备7x24小时监控彻底替代高危人工巡视。
该方案成效显著,目前单日巡检时间锐减至32分钟(效率提升20倍),有效消除人员安全风险并提升隐患处置时效;经济效益突出,万公里管网年省人力成本486万元;同时降低误报率,改善协同体验。技术具备强可移植性,经试点验证成熟稳定,可快速推广至燃气、供水、电力等多类基建施工监控场景,并持续向桥梁、隧道等更广领域拓展。
一、项目背景与问题现状
在城市基础设施建设与维护领域,三方施工项目的监管是重要且具挑战性的工作,涉及多方主体,施工环境复杂,对管网等基础设施安全构成潜在威胁。传统人工巡视方式存在诸多问题:
- 人工巡视效率低下:巡线员每日巡视时间长达11小时,覆盖区域广,依赖人力,受体力和注意力限制,长时间工作后效率下降,恶劣天气更易疲劳,导致忽视细微隐患。
- 安全隐患突出:施工场地环境复杂,机械移动、故障启动、人员频繁出入等增加碰撞、剐蹭等风险,非施工围挡遮挡视线,已监管点位重复告警分散注意力,巡视人员人身安全难保障。
- 问题发现不及时:人工巡视依赖人眼观察,受视觉范围和识别能力限制,对隐蔽施工、细微管网损坏或潜在风险难以及时察觉,巡视周期长,间隔期间易发生新施工活动,增加事故可能性。
传统人工巡视方式已难以满足现代城市基础设施安全监管需求,亟需引入创新技术改革优化三方施工监控模式。
二、解决方案与技术创新
项目团队引入多模态大模型技术,优化三方施工监控完整链路,构建智能化监控系统。
(一)多模态大模型技术的应用原理
融合图像、视频、传感器数据等多种数据模态,全面感知分析施工场景。先通过部署在监控设备上的小模型识别施工机械、人员、围挡等关键对象,小模型轻量化、运行快,可在前端实时处理数据,快速检测潜在关注对象,再将信息传输至后端大模型进一步处理。大模型具强大数据分析处理能力,可对识别结果去重,避免冗余告警,还能结合历史数据和专家经验,分析判断识别对象行为是否构成安全隐患。
(二)技术创新点
1.对象识别准确度大幅提升:从传统方式的不足15%提升至89%。多模态数据融合和大模型学习能力强,传统方式仅依赖单一视觉信息,算法模型简单,易受光照等因素影响,而多模态大模型能综合利用多种特征及视频时间序列信息精准识别对象,如在复杂场景中,即使机械部分被遮挡,也能准确识别其类型和状态。
2.示险闭环处置全链条贯通:实现从风险识别、预警到处置的全链条自动化流程。小模型识别对象传输至大模型处理,若判断有安全隐患,立即生成预警信息并自动发送给监管人员和施工单位,监管人员收到预警后迅速处置,系统跟踪记录处置过程,确保每个预警及时有效处理,形成完整示险闭环。
3.专家经验的沉淀与应用:收集整理行业专家经验,转化为智能核实模型的核心算法和规则,包括不同施工场景下的风险判断标准、隐患处理流程等。智能核实模型能模拟专家思维,对识别信息智能分析判断,替代人眼巡视进行风险评估,如快速判断施工机械停放位置是否符合安全规范、施工人员操作是否违规等,提高风险评估准确性和效率。
(三)与原有设备的对比
原有设备依靠巡线员人工巡视,完全依赖人力,有明显局限性。新方案引入智能化监控设备和多模态大模型技术,实现从人工巡视到智能监控的转变,无需巡视人员长时间户外奔波,减轻工作强度,智能化设备可24小时不间断监控施工区域,克服人工巡视受时间和精力限制的问题,实现全方位、实时化监管。


三、创新程度与可推广性
(一)创新程度
本项目在行业内首次将多模态大模型技术应用于三方施工监控领域,具显著自主创新性。传统监控主要采用人工巡视、简单视频监控等方式,依赖人力或技术单一,无法有效监管复杂施工场景。本项目引入多模态大模型技术,整合多种数据模态和先进算法模型,构建全新智能化监控系统,从根本上解决传统监控的痛点,在技术应用、系统架构和业务流程等方面大胆创新探索,为行业发展提供新思路和方向。
(二)可推广性
1.技术的可移植性:多模态大模型技术可移植性好,不依赖特定硬件设备和网络环境,能在不同三方施工项目中快速部署应用,只需根据项目实际需求微调模型,即可适应新施工场景和监管要求,如不同地区项目,调整模型训练数据和参数,可使系统快速适应。
2.复制性强:智能化监控系统架构清晰、业务流程成熟,为其他区域三方施工监控项目提供可复制模板,从设备选型部署、数据采集处理,到模型训练应用、预警机制建立和处置流程优化,形成完整解决方案,其他项目可借鉴经验成果,减少研发和建设成本及时间,快速提升监控水平。
3.域内外推广潜力:域内可推广至同一城市不同区域、不同类型三方施工项目,如燃气、供水、电力管道施工等,实现城市基础设施建设全面智能化监管;域外,随着城市化进程加快和基础设施建设推进,其他城市和地区对三方施工监控需求增加,本项目技术和解决方案市场前景广阔,可为域外项目提供有力支持,助力提升各地基础设施安全监管水平。
四、技术难度、复杂度与成熟度
(一)技术难度
项目涉及较高技术难度,主要体现在:
1.精细结构化知识沉淀:需梳理结构化行业专家经验和知识,转化为计算机可识别应用的规则和算法,项目团队需与专家深入沟通合作,分析总结大量施工案例、风险事件和处理经验,提取关键特征和判断标准,如对不同类型施工机械在不同施工阶段的安全风险特征详细分类定义,确保智能核实模型准确评估风险。
2.多模态大模型的引入和优化:多模态大模型技术本身复杂,需融合多种数据模态,优化模型架构和参数以提高性能效率,实施过程中需解决图像和视频数据时间同步、特征融合等不同模态数据融合问题,还需不断训练调优大模型,以适应复杂施工场景和变化的监管需求。
尽管技术难度高,但通过合理技术架构设计和优化,系统操作便捷,监控人员通过简单操作界面即可实时查看监控画面、接收预警信息和处置操作,无需专业技术知识,降低使用门槛,同时减少人工巡视安全风险,提高监控工作安全性。
(二)技术成熟度
项目技术经严格试点验证,实际应用效果良好。试点区域系统稳定运行,对象识别准确度达预期目标,示险闭环处置流程顺畅高效,有效减少安全事故发生。试点过程中,项目团队多次优化改进系统,解决实际应用问题,提高技术成熟度,目前系统具备推广使用条件,可在不同三方施工项目中稳定可靠运行。
五、项目效益分析
(一)效率大幅提升
引入智能化监控系统后,巡视时间从传统人工方式的11小时/日大幅缩短至32分钟/日,效率提升约20倍。得益于系统自动化处理能力,无需人工长时间现场巡视,智能化设备实时监控分析施工区域,快速识别潜在安全隐患,使监管人员能将更多时间精力投入风险处置和管理工作,提高整体工作效率和质量。
(二)安全性显著提高
减少人工巡视过程中的各种安全风险,如施工机械碰撞、人员交互事故等。智能化监控系统可在远离危险区域监控施工场景,避免巡视人员直接暴露在危险环境中,其高识别准确度和及时预警能力能提前发现安全隐患,为处置争取时间,降低事故发生可能性,同时对施工过程的实时监控和记录,为事故追溯和责任认定提供有力证据,提高施工安全管理水平。
(三)客户体验提升
智能监控减少误报和重复告警情况。传统人工巡视识别能力有限,易对正常施工活动或无关场景误判,导致频繁无效告警,困扰监管人员和施工单位。智能化系统通过多模态大模型准确识别和去重处理,精准判断安全隐患,只对真正风险事件告警,提高告警有效性和针对性,减轻监管人员工作负担,让施工单位专注正常施工活动,提升用户对监控系统的满意度。
(四)成本减少与收益增加
1.人力成本大幅减少:以1万公里管网为例,每百公里每天节约4.69小时(0.58625天),一年可节省243人天每百公里每年,按200元/人天计算,每百公里每年可节约成本约4.86万元,1万公里管网累计节约人力成本486万元。智能化监控系统替代大量人工巡视工作,减少巡线员数量和工作时间,降低人力成本支出。
2.其他成本节约:除人力成本外,智能化监控系统还能减少设备维护成本,传统人工巡视使用的电动车等设备需定期维护保养,智能化设备维护成本低且使用寿命长,同时能及时发现安全隐患,避免因事故造成的管网损坏和维修成本,为企业和社会带来显著经济效益。
六、总结与展望
本项目引入多模态大模型技术,成功解决传统三方施工监控中效率低下、安全隐患突出、成本高等问题,具显著创新性、可推广性和良好经济效益。技术成熟,经试点验证,能稳定可靠运行,为三方施工监控领域提供全新解决方案。
未来,项目团队将继续加大技术研发投入,进一步优化多模态大模型性能,提高系统智能化水平,积极拓展技术应用领域,不仅限于三方施工监控,还将探索在桥梁监测、隧道监控等其他基础设施安全监管领域的应用可能性,通过不断创新完善,为城市基础设施安全运行提供更强大技术支持,推动行业智能化发展进程。