閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)在岸邊集裝箱起重機(jī)上的應(yīng)用

馮佳

閉路電視（Closed Circuit Television，CCTV）監(jiān)控系統(tǒng)是安全防范技術(shù)體系的重要組成部分，是一種先進(jìn)的、防范能力極強(qiáng)的綜合系統(tǒng)，人們可以通過該系統(tǒng)中的遙控?cái)z像機(jī)及其輔助設(shè)備（包括鏡頭、云臺等）直接觀察被監(jiān)視場所的情況。CCTV監(jiān)控系統(tǒng)能夠代替人眼實(shí)現(xiàn)對危險(xiǎn)區(qū)域（如有毒場所、交通路口等）的全天候監(jiān)控。CCTV監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)歷從第一代全模擬系統(tǒng)到第二代部分?jǐn)?shù)字化系統(tǒng)，再到目前全數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的發(fā)展階段。

岸邊集裝箱起重機(jī)（以下簡稱岸橋）是在碼頭前沿進(jìn)行集裝箱裝卸作業(yè)的大型設(shè)備。隨著技術(shù)的發(fā)展，岸橋機(jī)構(gòu)的運(yùn)動速度越來越快，其中：小車速度由原來的/min提高到/min，重箱起吊速度從原來的/min提高到/min。由于岸橋工作區(qū)域內(nèi)人員與設(shè)備交叉作業(yè)，司機(jī)在作業(yè)時(shí)受地理位置的限制，難以觀察到作業(yè)現(xiàn)場的所有情況。在此背景下，安裝在岸橋上的CCTV監(jiān)控系統(tǒng)可以充當(dāng)司機(jī)的“眼睛”，便于司機(jī)全面觀察作業(yè)區(qū)域的情況，從而達(dá)到減少和避免作業(yè)區(qū)域人員傷亡及設(shè)備損壞事故的目的。

1 CCTV監(jiān)控系統(tǒng)在岸橋上的作用

將功能和種類不同的攝像頭安裝在岸橋不同部位，其用途和監(jiān)控作用各不相同。CCTV監(jiān)控系統(tǒng)典型的安裝形式及相應(yīng)作用如下：

（1）攝像頭安裝在機(jī)器房內(nèi)，便于作業(yè)人員對機(jī)器房內(nèi)的情況實(shí)施監(jiān)控，并有助于作業(yè)人員實(shí)時(shí)了解維修人員的工作情況，確保作業(yè)安全；

（2）攝像頭安裝在后大梁上，便于作業(yè)人員觀察集卡、跨運(yùn)車等的位置以及岸橋作業(yè)區(qū)域內(nèi)碼頭面的概況；

（3）攝像頭安裝在海陸側(cè)大車軌道兩側(cè)，便于作業(yè)人員對軌道兩側(cè)的情況實(shí)施監(jiān)控，為大車行走提供安全保障；

（4）攝像頭安裝在梯形架區(qū)域內(nèi)，便于作業(yè)人員觀察鉤區(qū)的吊鉤運(yùn)動情況，確保吊鉤運(yùn)動準(zhǔn)確、到位；

（5）根據(jù)用戶的不同需求，將攝像頭安裝在其他適當(dāng)位置，以達(dá)到監(jiān)控作業(yè)的目的。

2 CCTV監(jiān)控系統(tǒng)基本構(gòu)成

CCTV監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端設(shè)備、傳輸設(shè)備、終端輸出設(shè)備等構(gòu)成（見圖1）。

2.1 前端設(shè)備

前端設(shè)備用于獲取監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的畫面和圖像，一般由攝像機(jī)、鏡頭、云臺、防護(hù)罩和支架等組成。岸橋使用的攝像機(jī)分為槍機(jī)和球機(jī)：槍機(jī)一般用于監(jiān)控范圍較小、顯示圖像相對穩(wěn)定的場所，監(jiān)控畫面精細(xì)、清晰，例如，岸橋大車軌道四角和梯形架區(qū)域適合安裝槍機(jī)來實(shí)施監(jiān)控；球機(jī)一般用于監(jiān)控范圍廣且顯示圖像多為運(yùn)動、變化的區(qū)域，例如，岸橋后大梁比較適合安裝球機(jī)。攝像機(jī)（包括鏡頭）應(yīng)當(dāng)牢固地安裝在岸橋上，且用于室外時(shí)，對其防護(hù)等級也有一定要求，防護(hù)罩和支架必不可少。

2.2 傳輸設(shè)備

傳輸設(shè)備一般包括饋線（光纜或同軸電纜）、視頻放大器、視頻電纜補(bǔ)償器和光端機(jī)等，其作用是將攝像機(jī)輸出的視頻和音頻信號傳送到監(jiān)視器或存儲設(shè)備中。

2.3 終端輸出設(shè)備

終端輸出設(shè)備一般指監(jiān)視器和具有刻錄功能的設(shè)備（如刻錄機(jī)等），用于顯示和記錄前端設(shè)備輸出的視頻信號（有時(shí)也包括音頻信號）。

3 CCTV監(jiān)控系統(tǒng)在岸橋上的應(yīng)用

3.1 大車軌道固定圖像和畫面顯示形式

3.1.1 方案布置

在岸橋海陸側(cè)軌道的左右行走方向安裝4個(gè)夜視攝像機(jī)（包括鏡頭、罩殼、支架等），通過安裝在機(jī)器房內(nèi)的光端機(jī)和光纖，將視頻信號傳送到司機(jī)室內(nèi)，再通過解碼的光端機(jī)和畫面分割器，在監(jiān)視器上顯示大車4個(gè)角的畫面，便于司機(jī)在司機(jī)室內(nèi)觀察軌道上的情況（見圖2）。

3.1.2 硬件配置

（1）攝像機(jī)（包括電源適配器、鏡頭、防護(hù)罩及安裝支架） 品牌：Infinova。數(shù)量：4個(gè)。作用：獲取視頻圖像。安裝位置：岸橋大車海陸側(cè)行走四角。參考型號：V5101-A5019槍式攝像機(jī)、V1122-2808槍機(jī)鏡頭、V1406-11SHBX防護(hù)罩、V1573安裝支架。高解析彩色攝像機(jī)如圖3所示。

（2）兩路發(fā)射視頻光端機(jī)（包括電源適配器） 品牌：天地偉業(yè)。數(shù)量：2個(gè)。作用：將攝像機(jī)獲取的視頻信號轉(zhuǎn)換成光信號。安裝位置：岸橋海陸側(cè)模塊箱或接線箱，建議離攝像機(jī)較近。參考型號：TC-FD2001TS-V3.0。

（3）兩路接收視頻光端機(jī)（包括電源適配器） 品牌：天地偉業(yè)。數(shù)量：2個(gè)。作用：將獲得的光信號轉(zhuǎn)換成視頻信號。安裝位置：岸橋電氣房控制柜內(nèi)。參考型號：TC-FD2001RS-V3.0。兩路接收視頻光端機(jī)如圖4所示。

（4）四畫面分割器（包括電源適配器） 品牌：景陽科技。數(shù)量：1個(gè)。作用：采用圖像壓縮和數(shù)字化處理技術(shù)對多路不同格式信號源的信號進(jìn)行數(shù)字化處理后，將多個(gè)畫面按一定比例顯示在1個(gè)監(jiān)視器上，形成1個(gè)監(jiān)視器分割顯示多個(gè)畫面的格局，達(dá)到監(jiān)控人員同時(shí)監(jiān)視多路信號的目的。安裝位置：岸橋司機(jī)室內(nèi)。參考型號：SN-486PC/GJ。四畫面分割器背部接線如圖5所示。

（5）17英寸液晶監(jiān)視器 品牌：三星。數(shù)量：1個(gè)。作用：呈現(xiàn)攝像機(jī)捕捉到的圖像。安裝位置：岸橋司機(jī)室內(nèi)。參考型號：SMT1722。顯示4個(gè)畫面的液晶監(jiān)視器及安裝在岸橋大車一角的攝像機(jī)分別見圖6和圖7。

3.2 后大梁可控變焦球機(jī)形式

3.2.1 方案布置

在岸橋后大梁擦窗平臺處安裝1個(gè)360靶啾侗浣箍煽夭噬肭蚧ü滄霸諢鞣磕詰墓舛嘶屯狹罟庀耍悠敵藕糯偷剿凈夷冢⒕飴牘舛嘶娉氏衷詡嗍悠魃希凰凈ü滄霸謁凈夷詰囊「撕圖炭刂破骷癛S485信號，對球機(jī)進(jìn)行水平、垂直和旋轉(zhuǎn)方向的控制及變焦控制（見圖8）。

3.2.2 硬件配置

（1）室外高速球機(jī)（見圖9，包括電源適配器和安裝支架） 品牌：景陽科技。數(shù)量：1個(gè)。作用：獲取視頻可控圖像。安裝位置：岸橋后大梁擦窗平臺處。參考型號：SN-WP687PTA/28WGJ。

（2）一路發(fā)射視頻光端機(jī)+一路數(shù)據(jù)光端機(jī)（見圖10，包括電源適配器） 品牌：天地偉業(yè)。數(shù)量：1個(gè)。作用：將視頻信號轉(zhuǎn)換為光信號，同時(shí)將來自搖桿的光信號轉(zhuǎn)變?yōu)镽S485球機(jī)控制信號。安裝位置：高速球機(jī)附近或電氣房內(nèi)。參考型號：TC-FD1012RS-V2.0。

（3）一路接收視頻光端機(jī)+一路數(shù)據(jù)光端機(jī)（包括電源適配器） 品牌：天地偉業(yè)。數(shù)量：1個(gè)。作用：將光信號轉(zhuǎn)換為視頻信號，同時(shí)將來自搖桿的光信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂菩盘杺鬏斀o球機(jī)。安裝位置：岸橋司機(jī)室內(nèi)。參考型號：TC-FD1012TS-V2.0。

（4）分體式鍵盤控制器（見圖11，包括電源適配器和搖桿） 品牌：英飛拓。數(shù)量：1套。作用：將球機(jī)搖桿信號轉(zhuǎn)換為RS485工業(yè)總線信號。安裝位置：岸橋司機(jī)室內(nèi)。參考型號：V2101。

（5）17英寸液晶監(jiān)視器 品牌：三星。數(shù)量：1個(gè)。作用：呈現(xiàn)攝像機(jī)捕捉到的圖像。安裝位置：岸橋司機(jī)室內(nèi)。參考型號：SMT1722。

3.2.3 拖令電纜系統(tǒng)中CCTV視頻信號傳輸方式

由于裝有監(jiān)視器的司機(jī)室相對于岸橋其他部位是個(gè)高速移動的單元，如何將視頻信號可靠、穩(wěn)定地傳輸至司機(jī)室是設(shè)計(jì)階段關(guān)注的重點(diǎn)。目前，可行的視頻信號傳輸方式主要有以下3種。

（1）同軸電纜方式 在相同特性阻抗的情況下，拖令電纜中所用的同軸電纜的線芯結(jié)構(gòu)需要軟化，線芯截面的軟化需求比較特殊，需要適應(yīng)高速運(yùn)動、抗碰撞且有良好的延展性，其制造工藝復(fù)雜，價(jià)格較高，一般適用于輪胎吊和軌道吊。這種方式的最大優(yōu)點(diǎn)是視頻信號可直接傳輸，無須轉(zhuǎn)化，且圖像清晰，失真程度小。

（2）無線傳輸方式 無線傳輸方式的布局簡單，設(shè)備不受安裝空間的限制，但須事先考慮波段范圍、使用環(huán)境是否有強(qiáng)電干擾以及CCTV系統(tǒng)的調(diào)制波段等，對使用環(huán)境要求較高且須通過有關(guān)部門的審查。岸橋CCTV監(jiān)控系統(tǒng)一般不采用這種視頻信號傳輸方式。

（3）光纖通信方式 利用拖令電纜中的光纖電纜（單獨(dú)的光纖電纜，與電控系統(tǒng)通信信號共用）線芯，將攝像機(jī)獲取的視頻信號或控制信號經(jīng)發(fā)送端的光調(diào)制器（光端機(jī)）調(diào)制成數(shù)字量信號，并傳輸?shù)剿緳C(jī)接收解調(diào)器調(diào)制成視頻信號；控制信號經(jīng)另一解碼器轉(zhuǎn)換成模擬量信號，實(shí)現(xiàn)控制攝像機(jī)的功能。這種視頻信號傳輸方式具有抗干擾能力強(qiáng)、成本相對低廉、技術(shù)相對成熟的優(yōu)點(diǎn)，目前正推廣應(yīng)用至越來越多的岸橋上，具有廣泛的可認(rèn)度和通用性。

4 CCTV監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展趨勢及意義

隨著監(jiān)控?cái)z像機(jī)功能的不斷完善，從以前的黑白畫面到現(xiàn)今的高清晰彩色畫面并具有夜視功能，從簡單的定焦固定畫面到遠(yuǎn)程操控，技術(shù)的革新無疑提升了CCTV監(jiān)控系統(tǒng)在岸橋上應(yīng)用的可靠性和廣泛性。岸橋司機(jī)通過CCTV監(jiān)控系統(tǒng)可以便捷地監(jiān)控作業(yè)區(qū)域，保障岸橋作業(yè)安全。隨著信息網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，岸橋上的監(jiān)控畫面還可通過無線網(wǎng)絡(luò)或光纖等傳輸?shù)酱a頭后方的辦公室和監(jiān)控室設(shè)備系統(tǒng)中，甚至可通過萬維網(wǎng)直接將畫面實(shí)時(shí)上傳到網(wǎng)絡(luò)上，實(shí)現(xiàn)岸橋監(jiān)控系統(tǒng)控制的遠(yuǎn)程化和網(wǎng)絡(luò)化。

（編輯：曹莉瓊 收稿日期：2015-10-30）