基于区块链与CIM的工地漫水检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于区块链与CIM的工地漫水检测系统。该系统包括共享特征编码器、漫水区域建议第一编码器、权重获取单元、权重附加单元、分数编码器、候选框编码器、池化单元、第一全连接网络，系统还包括计算集群，系统还包括计算集群，计算集群中所有节点加载工地漫水检测深度神经网络所需参数，对于图像采集单元发送的图像数据，在计算集群中配置工地漫水检测区块链私链，并执行网络推理，得到工地漫水等级估计结果，并发送至城市工地区域信息模型。利用本发明专利技术，在工地漫水检测中，不仅结果反馈多元，而且提高了检测结果的实用性、检测结果精度以及数据处理过程中安全性能。

【技术实现步骤摘要】
基于区块链与CIM的工地漫水检测系统
本专利技术涉及区块链、人工智能、智慧工地、CIM
，具体涉及一种基于区块链与CIM的工地漫水检测系统。
技术介绍
伴随着我国经济的蓬勃快速发展，房地产以及建筑相关的行业也正在扮演越来越重要的角色。因此，目前建筑工地的数量在不断的增多，随之而来的，工地内部的管理问题也日益突出。特别的，施工工地由于现场环境复杂，经常会发生漫水事故。特别是在夜间，正常施工人员下班休息，无法及时的发现施工区域的积水。夜间虽有值班人员，但是由于光线较暗，可视范围较小，工地漫水区域不易被发现。工地漫水的原因有多种：施工区域水管爆裂、工地排水口堵塞、下班后施工人员未按规定检查水管导致水阀未完全关闭、水不断渗漏形成积水等等。工地漫水会对施工现场产生许多不良影响，不但会侵蚀原有的建筑地基，造成地基不稳固，而且也会给现场施工时使用的电路造成安全隐患。传统的检测算法一般通过固定阈值分割，利用漫水区域与背景像素的差异来获得漫水区域的位置以及漫水区域的面积。然而，工地现场施工环境复杂，且光照稍暗，固定阈值会随着环境的变化而变得不再适用，利用该方法的系统稳定性和准确性都有待提高。并且，用于计算的硬件系统，信息易被泄露、安全性能较低。因此，现有工地漫水检测领域存在检测精度低、鲁棒性差、结果反馈单一、安全性能较低的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术存在的缺陷，提出一种基于区块链与CIM的工地漫水监测系统，不仅结果反馈多元，而且提高了检测精度、鲁棒性和数据处理过程中安全性能。一种基于区块链与CIM的工地漫水检测系统，该系统包括：共享特征编码器，用于对监控区域图像进行编码，提取共享特征图；漫水区域建议第一编码器，用于对共享特征图进一步进行编码，提取特征；权重获取单元，用于基于注意力机制获取漫水区域建议第一编码器输出特征的通道权重；权重附加单元，用于将通道权重附加到漫水区域建议第一编码器输出特征的通道上，得到注意力增强特征图；分数编码器，用于对注意力增强特征图进行编码，提取候选框类别得分信息；候选框编码器，用于对注意力增强特征图进行编码，提取漫水区域候选框坐标信息；池化单元，用于对漫水区域候选框映射到共享特征图后得到的特征图进行池化操作，转换成固定尺寸；第一全连接网络，用于对候选框池化单元输出的特征图，对漫水区域候选框进行回归，得到准确的漫水区域包围框；系统还包括计算集群，对于图像采集单元发送的图像数据，在计算集群中配置工地漫水检测区块链私链，并执行网络推理，得到工地漫水等级估计结果，并发送至城市工地区域信息模型。权重获取单元具体包括：全局池化模块，用于对漫水区域建议第一编码器输出张量的每个通道内的特征值进行相加平均；瓶颈模块，用于采用全连接层建模全局池化模块输出的通道间相关性，输出一组通道权重；激活模块，用于对瓶颈模块输出的通道权重进行归一化。对于图像采集单元发送的图像数据，在计算集群中配置工地检测区块链私链包括：共享特征编码器、漫水区域建议第一编码器、权重获取单元、权重附加单元、分数编码器、候选框编码器、池化单元、第一全连接网络是工地漫水检测深度神经网络的主要组成模块；计算集群中所有节点加载工地漫水检测深度神经网络所需参数；对于图像采集单元发送的图像数据，从计算集群中选择多个可用节点，将分别分布于不同可用节点的共享特征编码器、漫水区域建议第一编码器、权重获取单元、权重附加单元、分数编码器、候选框编码器、池化单元、第一全连接网络是工地漫水检测深度神经网络所需参数作为对应节点的区块数据，按照工地漫水检测深度神经网络推理顺序将节点区块连接，生成工地漫水检测区块链私链。区块链私链中的区块对其要传输至下一区块的神经网络推理中间结果数据进行加密，对其从上一区块接收到的神经网络推理中间结果数据进行解密。采用张量混淆加密机制进行区块之间传输数据的加密、解密操作。张量混淆加密机制包括：随机生成C组随机数，每一组包括两个随机数值，其中C为区块所在节点输出张量的通道数；根据两个随机数值分别对张量的宽、高方向进行循环移位操作。对共享特征编码器、漫水区域建议第一编码器、权重获取单元、权重附加单元、分数编码器、候选框编码器、池化单元、第一全连接网络分别进行适当细分，将分别分布于不同节点的细分后的每一模块的参数作为对应节点的区块数据，按照工地漫水检测深度神经网络推理顺序将节点区块连接，生成工地漫水检测区块链私链。系统还包括可视化单元，城市工地区域信息模型包括城市区域内各工地场景建模信息、监控区域信息、工地漫水等级估计结果，利用可视化单元进行城市工地区域信息模型的可视化。可视化单元包括：初始化模块，用于从城市工地区域信息模型获取各工地场景建模信息，结合WebGIS技术对城市工地区域信息模型进行渲染，展示在前台Web页面，得到城市工地区域信息模型的初始展示结果；数据获取模块，用于从城市工地区域信息模型获取监控区域信息、工地漫水检测结果；可视化模块，用于从根据监控区域信息的地理位置将监控区域信息、工地漫水检测结果匹配至初始展示结果中，并根据异常预警信息对监控区域进行警示标记。本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：1.本专利技术采用深度神经网络对工地漫水进行检测，相比于传统的基于阈值分割的检测技术，其使用大量样本，具有更好的泛化性能，提高了系统的稳定性和准确性。2.本专利技术的深度神经网络引入注意力机制，相比于传统的网络结构，将注意力聚焦在感兴趣区域，提取的特征更能表征漫水候选框特征，不仅检测效率更高，而且可以获得较高的检测精度。3.本专利技术基于区块链技术，对工地漫水检测深度神经网络进行合理划分，针对每个网络推理请求，动态生成区块链私链，相比于传统的单机执行，不仅提高了系统的并行性能，而且具有更好的容错性能。4.本专利技术的区块链私链根据服务器集群中可用节点实时生成，不易被篡改和攻击，具有更高的保密性能。5.本专利技术对网络推理区块链私链之间的数据进行加密，防止区块链私链区块之间传输数据的泄露，保证传输数据的保密性，而且张量混淆加密操作计算方便，计算量小，在提高保密性能的同时不会增加系统负担。6.本专利技术基于CIM技术设计城市工地区域信息模型存储工地漫水检测结果，并对城市工地区域信息模型进行可视化，相比于传统的结果反馈，本专利技术的反馈结果更加多元化，包括工地区域三维展示、警示标记、监控区域图像，能够使监管人员更加清晰明确地了解工地中墙壁的裂缝情况。附图说明图1为本专利技术系统的神经网络结构图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图以及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供一种基于区块链与CIM的工地漫水检测系统。采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于区块链与CIM的工地漫水检测系统，其特征在于，该系统包括：/n共享特征编码器，用于对监控区域图像进行编码，提取共享特征图；/n漫水区域建议第一编码器，用于对共享特征图进一步进行编码，提取特征；/n权重获取单元，用于基于注意力机制获取漫水区域建议第一编码器输出特征的通道权重；/n权重附加单元，用于将通道权重附加到漫水区域建议第一编码器输出特征的通道上，得到注意力增强特征图；/n分数编码器，用于对注意力增强特征图进行编码，提取候选框类别得分信息；/n候选框编码器，用于对注意力增强特征图进行编码，提取漫水区域候选框坐标信息；/n池化单元，用于对漫水区域候选框映射到共享特征图后得到的特征图进行池化操作，转换成固定尺寸；/n第一全连接网络，用于对候选框池化单元输出的特征图，对漫水区域候选框进行回归，得到准确的漫水区域包围框；/n系统还包括计算集群，对于图像采集单元发送的图像数据，在计算集群中配置工地漫水检测区块链私链，并执行网络推理，得到工地漫水等级估计结果，并发送至城市工地区域信息模型。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于区块链与CIM的工地漫水检测系统，其特征在于，该系统包括：
共享特征编码器，用于对监控区域图像进行编码，提取共享特征图；
漫水区域建议第一编码器，用于对共享特征图进一步进行编码，提取特征；
权重获取单元，用于基于注意力机制获取漫水区域建议第一编码器输出特征的通道权重；
权重附加单元，用于将通道权重附加到漫水区域建议第一编码器输出特征的通道上，得到注意力增强特征图；
分数编码器，用于对注意力增强特征图进行编码，提取候选框类别得分信息；
候选框编码器，用于对注意力增强特征图进行编码，提取漫水区域候选框坐标信息；
池化单元，用于对漫水区域候选框映射到共享特征图后得到的特征图进行池化操作，转换成固定尺寸；
第一全连接网络，用于对候选框池化单元输出的特征图，对漫水区域候选框进行回归，得到准确的漫水区域包围框；
系统还包括计算集群，对于图像采集单元发送的图像数据，在计算集群中配置工地漫水检测区块链私链，并执行网络推理，得到工地漫水等级估计结果，并发送至城市工地区域信息模型。


2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述权重获取单元具体包括：
全局池化模块，用于对漫水区域建议第一编码器输出张量的每个通道内的特征值进行相加平均；
瓶颈模块，用于采用全连接层建模全局池化模块输出的通道间相关性，输出一组通道权重；
激活模块，用于对瓶颈模块输出的通道权重进行归一化。


3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述对于图像采集单元发送的图像数据，在计算集群中配置工地检测区块链私链包括：
共享特征编码器、漫水区域建议第一编码器、权重获取单元、权重附加单元、分数编码器、候选框编码器、池化单元、第一全连接网络是工地漫水检测深度神经网络的主要组成模块；
计算集群中所有节点加载工地漫水检测深度神经网络所需参数；
对于图像采集单元发送的图像数据，从计算集群中选择多个可用节点，将分别分布于不同可用节点的共享特征编码器、漫水区域建议第一编码器、权重获取单元、权重附加单元、分数编码器、...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘克建，何全芳，
申请(专利权)人：刘克建，
类型：发明
国别省市：广东;44