岸邊集裝箱起重機(jī)CCTV視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

王先君　張富寬

摘要：起重機(jī)的CCTV監(jiān)控系統(tǒng)，也愈來愈專業(yè)化、集成化、數(shù)字化和自動化。從集裝箱起重機(jī)歷史項(xiàng)目記錄看，還沒有專業(yè)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，也沒有專用的軟件。目前市場上的普通監(jiān)控系統(tǒng)或者體量比較大，或者價(jià)格比較高，經(jīng)濟(jì)性和適用性方面都不是最佳，也不利于持續(xù)發(fā)展。綜合以往的起重機(jī)項(xiàng)目，該文對起重機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特征和發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析總結(jié)。

關(guān)鍵詞：岸邊集裝箱起重機(jī)；CCTV視頻監(jiān)控系統(tǒng)；應(yīng)用；發(fā)展趨勢

中圖分類號：U653.921 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095—6487（2018）02—0017一02

0引言

岸邊集裝箱起重機(jī)，簡稱橋吊。在集裝箱運(yùn)輸漸漸成為全球海運(yùn)主要運(yùn)輸方式大背景下，廣泛的用于全球的各個(gè)港口。

1視頻監(jiān)控系統(tǒng)的攝像頭工作環(huán)境

橋吊廣泛的分布于全球五大洲的各個(gè)港口。無論是高緯度的極寒地區(qū)，還是低緯度的赤道地區(qū)，都有廣泛的分布。所以監(jiān)控?cái)z像頭應(yīng)充分考慮港口工程機(jī)械的作業(yè)環(huán)境，整個(gè)系統(tǒng)要有穩(wěn)定性，具備抗雷擊、抗干擾和抗振動能力。另外，要有良好的夜間監(jiān)視效果。還要考慮特殊的工作環(huán)境，例如多雨、潮濕、多日照、沙塵、颶風(fēng)、高溫以及低溫等地區(qū)。

2視頻監(jiān)控系統(tǒng)的攝像頭分布位置

普通起重機(jī)的室內(nèi)攝像頭主要分布于PLC房（監(jiān)控控制中心）、電氣房（監(jiān)控變頻器運(yùn)行）、司機(jī)室（監(jiān)控司機(jī)狀態(tài)，預(yù)防司機(jī)疲勞）、機(jī)房（監(jiān)控機(jī)構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)）以及理貨室（監(jiān)控理貨人員狀態(tài)，預(yù)防理貨人員疲勞）。室外攝像頭主要分布于梯形架（監(jiān)控鉤區(qū)）、前大梁（監(jiān)控船艙）、中梁（監(jiān)控小車行駛區(qū)域）、后大梁（監(jiān)控掛艙）、聯(lián)系梁（監(jiān)控集裝箱作業(yè)區(qū)域）以及小車架底部（監(jiān)控吊具）。另外，常見的部位是大車海陸側(cè)下橫端部（用于監(jiān)控大車運(yùn)行，軌道）、下橫梁內(nèi)外側(cè)（監(jiān)控區(qū)域內(nèi)是否有行人或車輛干涉）、導(dǎo)覽架處（監(jiān)控大車電纜卷盤）以及防搖攝像頭（降低起重機(jī)作業(yè)時(shí)吊具搖晃，提高工作效率）。

自動化起重機(jī)和傳統(tǒng)的起重機(jī)最大的區(qū)別是沒有司機(jī)室，無需人員登機(jī)即可完成集裝箱裝卸作業(yè)，不僅節(jié)約了大量人力，并且大大的減輕了司機(jī)和碼頭的負(fù)擔(dān)。自動化起重機(jī)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)也非常復(fù)雜，其攝像頭基本分布如下：室內(nèi)攝像頭分布于PLC房、電氣房、機(jī)房以及門架機(jī)房（監(jiān)控門架機(jī)構(gòu)運(yùn)行）；室外攝像頭主要分布于二層電梯出口處（監(jiān)控后小車）、中轉(zhuǎn)平臺下方（監(jiān)控中轉(zhuǎn)平臺）、后小車后伸距下方（觀察后大梁下方AGV車道總體情況）、大車陸側(cè)左側(cè)緩沖器處（監(jiān)控大車向左運(yùn)行，陸側(cè)軌道上是否有人或障礙物）、大車陸側(cè)右側(cè)緩沖器處（監(jiān)控大車向右運(yùn)行，陸側(cè)軌道上是否有人或障礙物）、大車左側(cè)導(dǎo)覽架處（監(jiān)控大車電纜卷盤）、鞍梁中心位置（監(jiān)控整個(gè)集卡通道情況，以及艙蓋板情況）、大車海側(cè)左側(cè)緩沖器處（監(jiān)控大車向左運(yùn)行，海側(cè)軌道上是否有障礙物）、大車海側(cè)右側(cè)緩沖器處（監(jiān)控大車向右運(yùn)行，海側(cè)軌道上是否有障礙物）、海測下橫梁下方左側(cè)處（幫助司機(jī)觀察吊具和集裝箱的間隙，方便對箱，在提箱過程中觀察集卡狀態(tài)）、海測下橫梁下方右側(cè)處（幫助司機(jī)觀察吊具和集裝箱的間隙，方便對箱，在提箱過程中觀察集卡狀態(tài)）、吊具平臺內(nèi)側(cè)（監(jiān)控吊具平臺）、前大梁清洗平臺中心處（從海測觀察集裝箱船的輪廓和裝卸作業(yè)區(qū)的人員情況）、右側(cè)大梁絞點(diǎn)平臺（從陸測觀察集裝箱船的輪廓和裝卸作業(yè)區(qū)的人員情況）、梯形架（幫助司機(jī)在俯仰上升的過程中觀察拉桿，鋼絲繩）、大梁絞點(diǎn)上方（監(jiān)控絞點(diǎn)及拖鏈）、海測上橫梁左側(cè)（觀察大車向左運(yùn)行中，大梁碰撞船體或者其他障礙物）、海測上橫梁右側(cè)（觀察大車向左運(yùn)行中，大梁碰撞船體或者其他障礙物）、后大梁擦窗平臺中心（從后面觀察整個(gè)起升和小車的位置，輔助司機(jī)觀察起升和小車的運(yùn)行情況）、后大梁（監(jiān)控后大梁油缸和掛艙情況）、小車架中心線海測處、小車架中心線陸側(cè)，小車架左側(cè)、小車架右側(cè)（此四個(gè)攝像頭從小車架觀察吊具海測區(qū)域的情況，輔助司機(jī)作業(yè)）、門架小車中心線海測以及門鉸小車中心線陸側(cè)（此處兩個(gè)攝像頭從門架小車架觀察吊具海測區(qū)域的情況，輔助司機(jī)作業(yè)）。

另外，龍門吊作為一種也廣泛應(yīng)用于船廠等地的起重機(jī)，其視頻監(jiān)控系統(tǒng)和橋吊有許多共性，龍門吊攝像頭基本分布如下：室內(nèi)攝像頭分布于PLC、電氣房、司機(jī)室、上小車（監(jiān)控主起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行）和下小車（監(jiān)控副起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行）。室外攝像頭主要分布于剛腿外側(cè)（監(jiān)控大車運(yùn)行，軌道）、柔腿絞點(diǎn)處（監(jiān)控大車運(yùn)行，糾偏狀態(tài)）、剛腿大車行走（監(jiān)控陸側(cè)大車行走）以及柔腿大車行走（監(jiān)控海側(cè)大車行走）。

3視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸途徑

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的攝像頭通過專用視頻電纜連接到CCTV控制箱?？刂葡鋵⒁曨l信號傳輸給顯示器，其中監(jiān)控顯示器若在電氣房的話一般采用專用電纜。監(jiān)控顯示器在司機(jī)室的話則需要先把視頻信號轉(zhuǎn)換為光信號，通過光纜傳輸?shù)剿緳C(jī)室，在司機(jī)室內(nèi)部再把光信號轉(zhuǎn)換回視頻信號，再傳輸給監(jiān)控顯示器。這期間要考慮若傳輸距離過長，無論視頻信號還是光信號都存在一定的衰減現(xiàn)象。另外，需要做好視頻專用電纜的屏蔽工作，以免產(chǎn)生干擾現(xiàn)象。

另外，龍門吊上小車，下小車，司機(jī)室，剛腿大車行走，柔腿大車行走，剛腿外側(cè)，柔腿絞點(diǎn)處，由于距離司機(jī)室或者電氣房較遠(yuǎn)，基本采用光纜信號傳輸，在這之間，由于大型龍門吊往往跨距很大，所以要充分考慮光信號的衰減。

4視頻監(jiān)控系統(tǒng)的中央處理器

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理，信號轉(zhuǎn)變，基本選擇在CCTV控制箱內(nèi)進(jìn)行。控制箱內(nèi)一般配備匯集器，串口服務(wù)器，千兆光纖交換機(jī)，交換機(jī)，系統(tǒng)電源，系統(tǒng)連接器，硬盤錄像機(jī)，存儲硬盤和畫面分割器。通過這些設(shè)備的運(yùn)行，達(dá)到對攝像機(jī)視頻信號進(jìn)行匯聚、分析、處理、轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)哪康摹?/p>

5視頻監(jiān)控系統(tǒng)的終端

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的終端包括兩部分：一是，監(jiān)控顯示器。監(jiān)控顯示器一般采用抗震抗干擾的LED顯示屏或者工業(yè)專用監(jiān)控電腦，顯示器一般的安裝位置是在PLC房、司機(jī)室、遠(yuǎn)程控制云臺和港口監(jiān)控辦公室等。視頻監(jiān)控的最終信號一般會傳輸?shù)酱?，司機(jī)室借觀察顯示器上的監(jiān)控畫面，來輔助作業(yè)；二是，控制器。司機(jī)可以通過控制器來切換監(jiān)控顯示器的畫面，對畫面進(jìn)行變焦處理，進(jìn)而觀察不同的區(qū)域，輔助作業(yè)。

6視頻監(jiān)控系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢

隨著越來越多的港口新建以及傳統(tǒng)港口擴(kuò)建，自動化無人碼頭的蓬勃發(fā)展，起重機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)被應(yīng)用于越來越多的岸邊集裝箱起重機(jī)以及龍門吊。

起重機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的未來的發(fā)展方向，需要我們探索ONVIF和SDK視頻音頻接入與云臺控制。進(jìn)一步使視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以接受起重機(jī)PLC系統(tǒng)的信號，與橋吊的PLC程序建立通訊，完成數(shù)據(jù)傳輸和互換。使攝像機(jī)可以根據(jù)起重機(jī)各個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行指令自動切換顯示畫面并自動變焦，這樣若出現(xiàn)異常，司機(jī)第一時(shí)間知曉。根據(jù)起升高度調(diào)整吊具觀察攝像機(jī)的鏡頭變焦。讓司機(jī)可以在裝船，卸船時(shí)對吊具部分工作情況更清楚?？梢赃M(jìn)一步通過定制改善，增加攝像頭的功能，不局限于顯示監(jiān)控畫面。若可以實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)監(jiān)控到異常畫面，則把異常畫面的信號傳輸給PLC讓系統(tǒng)停止運(yùn)行，則對橋吊的安全性有很大的提高。

7結(jié)束語

綜上所述，起重機(jī)將來的發(fā)展方向和目標(biāo)是研究一款起重機(jī)專用的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括專用的監(jiān)控軟件，常規(guī)或者定制的硬件配置，以實(shí)現(xiàn)起重機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的專業(yè)化、集成化、數(shù)字化和自動化，以滿足常規(guī)起重機(jī)，自動化無人港口，大型龍門吊的作業(yè)需要，進(jìn)而可以推廣到全部的港口機(jī)械以及海工、重工等領(lǐng)域。