設(shè)想5G技術(shù)推動鐵路貨運(yùn)數(shù)字化車間改革

晏磊

摘 要：本文介紹了5G技術(shù)在鐵路貨運(yùn)應(yīng)用場景。首先分析現(xiàn)階段鐵路安全監(jiān)控存在的些許問題，并以現(xiàn)在鐵路貨運(yùn)系統(tǒng)存在的部分安全隱患為切入點(diǎn)，重點(diǎn)分析5G技術(shù)結(jié)合視頻監(jiān)控在運(yùn)輸生產(chǎn)的應(yīng)用場景。

關(guān)鍵詞：5G;視頻監(jiān)控;貨運(yùn)系統(tǒng)

0 前言

當(dāng)5G的新趨勢在民用領(lǐng)域上路之后，高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)上的應(yīng)用才是真正國與國之間的戰(zhàn)場所在。現(xiàn)在工廠中的自動手臂以及無人搬運(yùn)車未來利用5G O-RAN的架構(gòu)，將完全改變現(xiàn)有的工作模式。

鐵路貨物運(yùn)輸環(huán)節(jié)作為我國實(shí)現(xiàn)工業(yè)化制造的重要環(huán)節(jié)，目前還屬于低智能化、低效率化、高人力化的生產(chǎn)組織。因此，生產(chǎn)一體化、作業(yè)數(shù)字化、控制智能化成為我們鐵路行業(yè)所要走的必經(jīng)之路?？偟膩碇v，我所設(shè)想的鐵路數(shù)字化車間是以5G技術(shù)結(jié)合視頻監(jiān)控技術(shù)帶來的鐵路未來的生產(chǎn)模式。

1 傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的局限性

現(xiàn)有的鐵路視頻監(jiān)控采取有線網(wǎng)絡(luò)傳輸，當(dāng)需要新增監(jiān)控或者改變監(jiān)控位置時需要進(jìn)行大量的線路鋪設(shè)，不僅效率低下，而且還可能受到地理因素的影響。據(jù)本人在現(xiàn)有調(diào)度指揮中心監(jiān)控系統(tǒng)所看到的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，雖然可以滿足實(shí)時在監(jiān)控屏幕下觀看現(xiàn)場情況，但是依舊存在很多問題：

（1）很多視頻監(jiān)控設(shè)備損壞無法顯示，例如漢沽營業(yè)網(wǎng)點(diǎn)高塔上的監(jiān)控設(shè)備，更換此類設(shè)備不僅要涉及到監(jiān)控設(shè)備的更換，有時候網(wǎng)絡(luò)線路的損壞更是加大了施工難度。（2）監(jiān)控設(shè)備反應(yīng)慢，實(shí)時畫面延遲較高。若需要轉(zhuǎn)動攝像頭追蹤時，監(jiān)控設(shè)備轉(zhuǎn)動與人操作設(shè)備時間存在3～5秒的延遲。對現(xiàn)場工作人員指導(dǎo)工作時，發(fā)現(xiàn)畫面與實(shí)際相差1～2秒。（3）雖然監(jiān)控視頻有了自動對焦技術(shù)，但是沒有動態(tài)捕捉技術(shù)。導(dǎo)致監(jiān)控貨場內(nèi)汽車行駛、裝載機(jī)行駛、叉車行駛時，很容易漏掉其存在的安全隱患。（4）如若發(fā)生停電，則該地區(qū)的設(shè)備完全無法使用。

2 5G技術(shù)在鐵路貨運(yùn)上使用優(yōu)勢

5G的發(fā)展關(guān)鍵前景一般分為三個方面：巨量的聯(lián)網(wǎng)能力;增強(qiáng)型的一定帶寬;穩(wěn)定與低延時通信。相對于現(xiàn)有模式那種長距離鋪設(shè)，移動性和擴(kuò)展都較低的有線傳輸，無線視頻監(jiān)控部署將更方便、成本更低廉的優(yōu)勢便更大的發(fā)揮出來。

5G網(wǎng)絡(luò)依托高帶寬高傳輸效率帶來的優(yōu)勢，不僅可以讓現(xiàn)場采集到的視頻得到畫質(zhì)的提升，同時也能使得視頻數(shù)據(jù)的獲取速率得到提升。這使得有條件在云端電腦通過動態(tài)捕捉技術(shù)，低延遲的對現(xiàn)場情況進(jìn)行提示、預(yù)警，甚至采取緊急措施。并且，利用5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)無線視頻監(jiān)控更易于部署，可降低網(wǎng)絡(luò)布線工作和后期的維護(hù)成本。以鐵路行業(yè)來看，鐵路干線之長，環(huán)境之惡略，架設(shè)布線之不易，都亟需5G技術(shù)的普及。

3 5G視頻監(jiān)控的設(shè)計(jì)思路與應(yīng)用場景

以曹妃甸南站礦石三期碼頭專用線為例，通過作業(yè)現(xiàn)場的關(guān)鍵位置部署攝像頭，再加上現(xiàn)場作業(yè)人員手持機(jī)錄像，將視頻數(shù)據(jù)上傳至云服務(wù)器，并通過5G網(wǎng)絡(luò)整合視頻系統(tǒng)，自動化控制系統(tǒng)和生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，將裝車等生產(chǎn)作業(yè)情況監(jiān)視和控制有效結(jié)合，提升裝載運(yùn)輸效率與安全生產(chǎn)水平。

現(xiàn)如今，視頻處理技術(shù)已經(jīng)得到了飛速的發(fā)展，上至交通監(jiān)控系統(tǒng)中自動識別車輛違法，下至通過遠(yuǎn)紅外對人臉進(jìn)行識別與測溫。并且，這些新技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)被市場化，定制化。如若將這些新技術(shù)加以整合，將會對整個貨運(yùn)系統(tǒng)的安全、高效生產(chǎn)提供巨大的助力。

以曹妃甸南裝運(yùn)礦粉為例。以往裝載礦粉碰到的兩大問題：裝載偏載問題;車幫上殘留物問題。

在解決裝載偏載問題上，曹妃甸南站是通過軌道衡測量來實(shí)現(xiàn)的。但是這往往意味著重車已經(jīng)調(diào)出專用線，并且新的空車已經(jīng)調(diào)妥。而視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以提前預(yù)警礦粉裝載是否平整，給予裝車樓和貨運(yùn)調(diào)度室相關(guān)預(yù)警，這樣可以在重車未出專用線的情況下，及時的查缺堵漏，最大限度的確保運(yùn)輸效率。

在解決車幫殘留物問題上，視頻監(jiān)控系統(tǒng)也能掃描到車幫上異常物體，提前預(yù)警車幫殘留物。

現(xiàn)如今，手持機(jī)錄像環(huán)節(jié)已經(jīng)成為鐵路工作中必須的工作環(huán)節(jié)?？墒?，在實(shí)際應(yīng)用中卻發(fā)現(xiàn)手持機(jī)錄像僅為發(fā)生責(zé)任事故時對責(zé)任劃分的重要依據(jù)?，F(xiàn)在依據(jù)鐵路安全管理堅(jiān)持安全第一、預(yù)防為主、綜合治理的方針，應(yīng)該與生產(chǎn)廠家定制鐵路專屬的手持機(jī)錄像儀。該錄像儀不僅能將所錄影像直接通過5G信號儲存在云端，還承載著GPS定位、無線對講、照明以及緊急發(fā)送信號停止作業(yè)等功能。錄像儀是對懸掛攝像頭的一個補(bǔ)充與加強(qiáng)，同樣能兼具AI識別車小門的封堵情況，入銷情況和機(jī)車車輛是否存在異常。

4 總結(jié)

本文用5G與裝車作業(yè)現(xiàn)場視頻數(shù)據(jù)采集相結(jié)合，特別是在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)部署鋪設(shè)相對困難的區(qū)域，5G的無線極高帶寬數(shù)據(jù)搬移將發(fā)揮重要作用。同時還可以對裝車現(xiàn)場環(huán)境溫度、大風(fēng)陰雨等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并示警，不僅有利于安全生產(chǎn)的實(shí)施，也對安全生產(chǎn)指揮中心的調(diào)度運(yùn)輸提前做好準(zhǔn)備。現(xiàn)階段的5G+高清視頻應(yīng)用場景仍只是滄海一粟，未來將需要有更多的應(yīng)用探索，鐵路行業(yè)應(yīng)當(dāng)時刻做好準(zhǔn)備，積極擁抱新技術(shù)，助推我國的運(yùn)輸事業(yè)蓬勃發(fā)展。

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