1. 痛點問題

目前國內石油化工行業化工危險目標監測以點式傳感器與線式激光探測器為主，存在感知范圍小、報警數據單一、受環境影響大等諸多問題。難以在實際的化工生產場景中實現對危險目標的“早發現”，“早判斷”，“早預警”，亟需實現場景三維時空的連續監測和整體態勢感知。

新興的光譜視頻技術采用紅外光學成像原理，具有大范圍實時可視化、智能化、抗環境干擾強等優勢，可有效提升隱患排查能力和巡檢效率。然而，當前化工行業使用的便攜式紅外危險目標檢測裝備以進口產品為主，成本高昂、體積大且使用不便。而光譜視頻相機可應用于軍事國防等重點行業領域，核心技術受到嚴格的禁運管制，國產裝備的研發困難重重。

2. 解決方案

本項目聚焦化工危險目標監測的關鍵領域，圍繞國產化便攜式光譜視頻監測預警系統設計的核心目標，基于團隊提出的棱鏡-掩模式光譜視頻成像 PMVIS 技術基礎（被美國空軍實驗室公開報道為國際三種代表性光譜視頻成像技術之一），在軟硬件開發、系統集成、裝備聯動方面展開深入的產品級研發。該系統具有高靈敏、大視場、寬光譜的優點，單臺設備最遠可監測距離達公里級，可以在三維空間連續監控，覆蓋眾多傳統傳感器檢測區域，通過不間斷的視頻級監控可以為現場任意點泄漏提供快速報警，同時價格降低一個數量級，性價比遠超國外競品。解決方案整體上包含以下部分：

（1）輕量化寬光譜、高靈敏光譜視頻相機設計

圍繞便攜式、輕量化的整體設計目標，突破高通量低畸變光學成像光路、微弱信號采集探測電路、高維信號高速讀寫電路等關鍵器件的設計，研制高靈敏、寬視場、高精度的便攜式光譜視頻實時采集系統，實現化工氣體泄漏從“不可見”到“可見”的突破，打通軟件硬件全鏈條，實現硬件上關鍵元器件國產化。

（2）時空聯合的高精度去噪、識別算法設計

利用時空先驗引導的去噪器優化成像質量，實現微弱信號增強和強一致性噪聲抑制；利用混合高斯模型挖掘時空變化特征提出預選框，并通過時空卷積神經網絡對預選框進一步鑒別分類，實現化工危險目標自動報警、危險目標位置精準定位，提供危險目標空間和時序動態等多元信息。

（3）域自適應模型迭代優化升級

打通成像-識別-預警-迭代優化全鏈條，構建線上線下融合的智能監測預警平臺，結合光譜視頻成像進行三維空間動態感知與分析，通過知識先驗與數據驅動促使模型進行域自適應與迭代優化，通過不停的反饋更迭提升系統監測預警能力。

3. 競爭優勢分析

相較于傳統監測方法，本方案圍繞光譜視頻成像技術，實現了三維場景的連續監測與危險目標的動態感知與分析，一臺設備覆蓋數百臺傳統傳感器的監測區域，并有效彌補了傳統方法普遍缺乏的危險目標位置溯源、擴散羽流識別、危險目標動態分析等多項能力，整體上具備輕量化、高靈敏、大視場、智能化的優勢。同時產品實現了軟硬件全國產化，價格降低一個數量級，性價比遠超國外競品。

4. 市場應用前景

系統的應用前景主要包含以下部分：

（1）人員巡檢：目前的化工場景人員巡檢主要依靠人員經驗和吸入式檢測儀，檢測范圍小，檢測能力有限。而吸入式檢測設備對于大量的高點和狹小空間的泄漏難以形成有效檢測，同時無法對泄漏進行有效的可視化溯源。特別是壓力設備的微小泄漏，隨著時間的拉長，微小泄漏容易變成大的泄漏，若不及時發現，對巡檢人員人身安全存在安全風險隱患。便攜式光譜視頻危險目標監測預警系統對于泄漏查找和施工復檢都可以做到可視化的驗證，提升檢漏效率，保證檢修安全性。

（2）管道、管廊實時監測/巡檢：在管道區部署光譜視頻危險目標監測系統，對管道焊接位置、材料薄弱點，進行危險目標監測，可有效提升管道修復的及時性。

（3）大型油氣儲罐氣體泄漏監測與多維傳感器報警聯動：通過部署便攜式光譜視頻危險目標監測系統，可實現氣體泄露、煙霧火焰、溫度異常等危險目標監測功能。

（4）裝置動靜密封、動態設備監測/巡檢：便攜式光譜視頻危險目標監測系統，可針對石化工藝裝置區的泄漏進行實時監測，低成本提供泄漏監測的可視化多維信息，提高企業處置效率。