集裝箱正面吊無(wú)線高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建研究

黎應(yīng)雄，彭寬丹

(中國(guó)鐵路廣州局集團(tuán)有限公司 廣州貨運(yùn)中心，廣東 廣州 510450)

1 集裝箱正面吊現(xiàn)狀分析

隨著鐵路貨運(yùn)組織改革，鐵路集裝箱運(yùn)輸也隨之快速發(fā)展。集裝箱正面吊具有機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、作業(yè)效率高、操作簡(jiǎn)便、對(duì)作業(yè)場(chǎng)地條件要求低等優(yōu)點(diǎn)，在港口、碼頭、鐵路貨場(chǎng)中得到廣泛應(yīng)用[1]。然而，由于鐵路貨場(chǎng)作業(yè)點(diǎn)分散，集裝箱正面吊的作業(yè)難以得到及時(shí)有效的監(jiān)控。

從現(xiàn)有安全管理人員對(duì)作業(yè)進(jìn)行抽查的管理模式，以及近年來(lái)對(duì)集裝箱正面吊的安全檢查問(wèn)題進(jìn)行整理分析，集裝箱正面吊在鐵路營(yíng)業(yè)范圍作業(yè)，容易發(fā)生下列安全隱患:①卸車作業(yè)時(shí)盲目起吊損壞車輛配件，甚至導(dǎo)致車輛脫線，構(gòu)成鐵路交通事故。②裝車單位未嚴(yán)格落實(shí)輔助人員不得少于2人的要求[2]，或輔助人員檢查不到位，裝車時(shí)未及時(shí)判斷集裝箱角件是否完全落鎖，導(dǎo)致司機(jī)臆測(cè)作業(yè)[3]。③箱體質(zhì)量檢查不到位。在實(shí)際作業(yè)流程中，集裝箱回站時(shí)，車站驗(yàn)箱貨運(yùn)員只能對(duì)箱體四周的壁板進(jìn)行檢查[4]，箱頂和箱底板很難檢查到。④在場(chǎng)內(nèi)運(yùn)行時(shí)超速或在通過(guò)鐵路道口時(shí)不注意瞭望，沒(méi)有認(rèn)真執(zhí)行“一停、二看、三通過(guò)”的規(guī)定，存在道路交通安全的隱患。正面吊行進(jìn)超速，轉(zhuǎn)彎時(shí)未按要求減速慢行，在操作中出現(xiàn)急進(jìn)、急停、急轉(zhuǎn)彎的現(xiàn)象。⑤集裝箱堆碼不標(biāo)準(zhǔn)。在碼垛操作中，箱角不齊，未按標(biāo)志線或區(qū)域整齊排列。

目前，集裝箱正面吊的廣泛使用使得此類作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)驟增，而現(xiàn)場(chǎng)僅通過(guò)人員的監(jiān)控檢查，該抽查模式已經(jīng)不能滿足安全管理工作的需要，需要改進(jìn)集裝箱正面吊作業(yè)安全監(jiān)控的方式方法，優(yōu)化安全監(jiān)控系統(tǒng)。因此，通過(guò)廣泛調(diào)研，引入“互聯(lián)網(wǎng)+設(shè)備”的理念[5-6]，研究設(shè)計(jì)集裝箱正面吊安全監(jiān)控平臺(tái)，在集裝箱正面吊上安裝無(wú)線高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)[7]，通過(guò)手機(jī)、電腦、PDA實(shí)現(xiàn)集裝箱正面吊作業(yè)安全檢查實(shí)時(shí)化、監(jiān)控可視化、范圍覆蓋全等手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)管內(nèi)作業(yè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)有效的安全監(jiān)控，為集裝箱正面吊作業(yè)安全監(jiān)測(cè)提供技術(shù)手段。

2 集裝箱正面吊無(wú)線高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建

2.1 總體構(gòu)架

根據(jù)集裝箱正面吊的特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，引入體積小、安裝簡(jiǎn)便的無(wú)線高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)。集裝箱正面吊無(wú)線高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)傳輸單元、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心和系統(tǒng)應(yīng)用等4個(gè)部分組成。

（1）視頻采集單元。包括車載視頻高清網(wǎng)絡(luò)攝像頭，Hi3535中央處理器，一個(gè)固態(tài)硬盤，最大支持2T，一個(gè)SD卡接口，最大支持32G。在安全監(jiān)控系統(tǒng)的流程中，圖像采集單元模塊通過(guò)攝像頭采集現(xiàn)實(shí)作業(yè)的視頻圖像的功能。

（2）數(shù)據(jù)傳輸單元。實(shí)現(xiàn)視頻的存儲(chǔ)和傳輸功能，車載視頻采集終端內(nèi)置4G無(wú)線通信模塊，車載視頻高清網(wǎng)絡(luò)攝像頭采集的圖像錄入固態(tài)硬盤中，并通過(guò)4G無(wú)線通信模塊，借助傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)通訊協(xié)議（TCP/IP），以超文本傳輸協(xié)議（HTTP）數(shù)據(jù)方式傳送到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)服務(wù)器上。

（3）遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心。整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫(kù)、保險(xiǎn)庫(kù)，負(fù)責(zé)將視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，為應(yīng)用服務(wù)器和移動(dòng)服務(wù)器提供查詢索引、調(diào)用等相關(guān)數(shù)據(jù)服務(wù)，同時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)中心負(fù)責(zé)保證數(shù)據(jù)的完整性、安全性和可靠性。

（4）監(jiān)控應(yīng)用。通過(guò)受檢、電腦等設(shè)備實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控的模塊，監(jiān)控人員通過(guò)個(gè)人計(jì)算機(jī)及移動(dòng)終端設(shè)備接入平臺(tái)訪問(wèn)，實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控和語(yǔ)音提示等4個(gè)部分組成，它融合4G無(wú)線通信技術(shù)[8]、GPS定位、視頻采集、抓拍、語(yǔ)音及對(duì)講、報(bào)警、硬盤存儲(chǔ)、SD卡存儲(chǔ)及遠(yuǎn)程視頻回放等技術(shù)。在集裝箱正面吊工作狀態(tài)下，可以通過(guò)監(jiān)控應(yīng)用對(duì)作業(yè)過(guò)程進(jìn)行全天候、全方位、多層次、多角度的監(jiān)控，或調(diào)取以往作業(yè)錄像視頻，為糾正不良作業(yè)行為提供依據(jù)，起到保障安全的作用。

2.2 流程控制

通過(guò)對(duì)有線網(wǎng)絡(luò)傳輸、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸、非壓縮數(shù)字傳輸?shù)葞追N網(wǎng)絡(luò)傳出的方式進(jìn)行比選，以實(shí)用性和適用性為原則，考慮貨場(chǎng)Wi-Fi信號(hào)難以覆蓋、集裝箱正面吊作業(yè)范圍大布線不現(xiàn)實(shí)等情況，選用傳輸帶寬小、成本低、組網(wǎng)靈活的4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。采用530-82F型無(wú)線高清視頻監(jiān)控器，該設(shè)備可以同時(shí)接入4路視頻信號(hào)，攝像頭安裝在集裝箱正面吊方向盤的正前方，對(duì)集裝箱堆疊、裝卸車、短距離水平搬運(yùn)等作業(yè)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄。集裝箱正面吊司機(jī)有無(wú)違章操作，地面指揮人員發(fā)出的信號(hào)和站位是否正確等勞動(dòng)紀(jì)律，以及集裝箱堆碼角件是否對(duì)齊，集裝箱底部是否有破損等作業(yè)質(zhì)量情況一目了然。集裝箱正面吊無(wú)線高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用流程圖如圖1所示。

在無(wú)線高清監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)用管理上，站段對(duì)高清無(wú)線視頻監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)管理，管轄范圍內(nèi)所有視頻監(jiān)控設(shè)備定點(diǎn)、定編號(hào)、定責(zé)任部門、定責(zé)任人；使用單位完善各自管轄正面吊視頻監(jiān)控設(shè)備的設(shè)備臺(tái)賬，負(fù)責(zé)監(jiān)控設(shè)備的日常管理；監(jiān)控設(shè)備使用單位和各物流車間指定一名視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理聯(lián)絡(luò)員，配合中心視頻監(jiān)控日常管理工作和視頻監(jiān)控維保工作。在監(jiān)控應(yīng)用方面，監(jiān)控用戶分為站段級(jí)和站點(diǎn)級(jí)2個(gè)級(jí)別，設(shè)置了不同的權(quán)限，站段級(jí)用戶可以對(duì)整個(gè)轄區(qū)內(nèi)所有集裝箱正面吊作業(yè)進(jìn)行監(jiān)控；站點(diǎn)級(jí)用戶只能對(duì)本站點(diǎn)所屬的集裝箱正面吊作業(yè)進(jìn)行監(jiān)控。站段和站點(diǎn)的管理人員還可以在“安卓系統(tǒng)”的手機(jī)和PDA設(shè)備上安裝APP應(yīng)用程序，隨時(shí)隨地對(duì)集裝箱正面吊作業(yè)進(jìn)行監(jiān)控。

圖1 集裝箱正面吊無(wú)線高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)流程控制圖Fig.1 The work flow of the wireless hd video surveillance system on reach stackers

視頻監(jiān)控設(shè)備具備集裝箱正面吊通電自動(dòng)開(kāi)機(jī)、斷電自動(dòng)關(guān)機(jī)的功能。設(shè)備使用單位定期(每3天不少于一次)人工擦除正面吊玻璃上的灰塵、蜘蛛網(wǎng)等，保持?jǐn)z像頭圖像清晰，發(fā)現(xiàn)樹(shù)葉、樹(shù)枝等遮擋攝像鏡頭及時(shí)清除。期間聯(lián)絡(luò)員負(fù)責(zé)做好轄區(qū)監(jiān)控范圍內(nèi)設(shè)備管理，杜絕故意遮擋、移動(dòng)視頻監(jiān)控?cái)z像頭，擅自拔除電源線、網(wǎng)線、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)天線，改變系統(tǒng)預(yù)先設(shè)置參數(shù)，通電的狀態(tài)下拔插SIM卡損壞設(shè)備，以及無(wú)故中斷監(jiān)控等問(wèn)題的發(fā)生。

監(jiān)控系統(tǒng)圖像實(shí)行自動(dòng)保存，保存時(shí)間最少為30 d。車間管理人員、聯(lián)絡(luò)員擁有各自轄區(qū)內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)畫面調(diào)取、查看權(quán)限。監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)的圖像由站段監(jiān)控分析室負(fù)責(zé)管理，其他單位和部門如需調(diào)閱錄像需提前申請(qǐng)。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備如攝像頭、主機(jī)、線路等老化或經(jīng)檢修后仍不能恢復(fù)的，以及不能提供正常影像信息等需要更換設(shè)備或配品配件時(shí)，由站段監(jiān)控分析室、車間聯(lián)系人和使用部門管理員三方共同確定，及時(shí)向站段申請(qǐng)更換。站段監(jiān)控分析室分配具有相應(yīng)權(quán)限的視頻監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)登錄賬號(hào)給聯(lián)絡(luò)員，車間聯(lián)絡(luò)員需每日對(duì)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)，掌握轄區(qū)內(nèi)所有視頻監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。在監(jiān)控畫面不顯示或出故障時(shí)第一時(shí)間通過(guò)“鐵路站段安控+釘釘平臺(tái)工作群”報(bào)告，站段監(jiān)控分析室在接到監(jiān)控所屬車間報(bào)修報(bào)告后，聯(lián)系視頻監(jiān)控設(shè)備維保單位進(jìn)行維修。使用單位在視頻監(jiān)控設(shè)備維修過(guò)程中需參與監(jiān)護(hù)、監(jiān)督和確認(rèn)工作。

3 結(jié)束語(yǔ)

集裝箱正面吊無(wú)線高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)是以車載視頻采集終端為核心，基于4G無(wú)線通信技術(shù)，將所采集的正面吊作業(yè)過(guò)程視頻保存在本地固態(tài)硬盤，并上傳到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控中心服務(wù)器統(tǒng)一管理，為站段各級(jí)安全管理(監(jiān)控)人員實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程的監(jiān)控管理，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和制止違章作業(yè)，系統(tǒng)、全面地提升集裝箱正面吊安全管理水平。無(wú)線高清監(jiān)控系統(tǒng)是一種可移植性非常高的系統(tǒng)，除集裝箱正面吊可以應(yīng)用外，鐵路其他流動(dòng)式和固定式裝卸機(jī)械，如叉車、裝載機(jī)、扒料機(jī)、汽車吊、門吊、橋吊等同樣可以安裝使用。鐵路站段可以參考集裝箱正面吊無(wú)線高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，逐步將無(wú)線高清監(jiān)控系統(tǒng)推廣應(yīng)用其他裝卸設(shè)備上，不斷優(yōu)化貨運(yùn)裝卸作業(yè)的監(jiān)督力度與綜合管理水平。