散货码头生产作业视频联动应用研究

黎广宇 陈旭

摘 要：散货码头生产作业系统与视频监控联动的联动体现了码头生产的自动化和应用的集成化的发展趋势。本文针对其中的系统联动接口、联动机制、控制优先级和控制权释放机制方面进行了分析和阐述。

关键词：散货码头 视频联动 优先级 控制权释放

中图分类号：U651 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（a）-0224-02

散货码头现场的装卸设备、运输设备较多因而环境较为复杂，这给港口生产监管带来了不小的困难。视频监控系统由于布点不足以同时显示生产作业全貌，如需进行全面监控则必须频繁的进行手动监控摄像机的控制。依靠现有调度人员难以全面、实时的进行如此复杂的操作，因此单靠视频监控系统进行的生产监管效果有限，需要实现生产作业系统与视频监控系统间的自动联动解决这一矛盾。现代控制技术、信息技术、通信技术和视频监控数字化的发展及其在散货码头的集成应用，为实现上述功能提供了有效的技术手段[1]。

1 系统的联动方案

生产作业系统对视频监控前端设备控制的实现，是视频监控系统与散货码头生产应用相结合的基础。实现了对前端设备的控制，进而即可利用生产作业系统所掌握的生产作业信息结合各类散货码头特殊的生产工艺，实现视频监控与散貨输送自动控制系统的联动。

实现视频监控与散货输送自动控制系统联动的过程中需要解决几个关键的问题，分别是视频监控的联动接口、视频联动机制、控制优先级划分、控制权释放机制。

2 视频监控的联动接口研究

2.1 硬件设备接口

硬件设备接口方式是利用特定的硬件设备与其它应用系统进行数据交互。在国内的散货码头，这种交互的数据大多为红外对射、门禁、玻璃入侵、压力传感等各类的报警信息。目前应用较为广泛的有报警接口单元和可编程报警服务器两种。

2.2 软件接口

软件接口实现方式是在利用现有的生产作业系统的PLC设备、视频监控系统的PC机或服务器等通用现有设备，通过软件读取标准接口数据的方式完成视频监控的联动接口实现。

与硬件设备接口方式相比，以软件方式实现视频系统的联动接口功能则显得更为灵活。与基本用于处理报警信号响应的硬件设备接口不同，软件接口可以实现与绝大多数的散货码头应用系统的融合，并响应该系统的联动指令。按数字接口实现过程来说，视频监控系统的软件接口实现可以大致划分为三层：数据提取层、数据通讯层和数据处理层，并可应用OPC、Socket通讯和数据库信息交互等技术方式实现。

3 视频联动机制

3.1 工艺视频联动机制

专用的散货码头专业性比较强，装卸工艺也比较复杂，大型散货码头工艺流程动辄数百条。对生产工艺流程执行过程的监控难度大，主动发现问题的方法常常采用人员巡检的方式，自动化程度不高，码头广播、警示铃声等被动提醒方式有难以确定控制效果，给生产作业带来了安全隐患。

在散货码头生产工艺执行，调度人员、操作人员常常需要对工艺流程涉及的皮带机，转接塔，门机，斗轮机等生产作业设备上是否有残留物料、危险区域是否有人员停留等情况进行反复确认，十分费时费事且效果并不理想。生产工艺视频联动针对散货码头的各条生产工艺特点，筛选出需要进行视频监控联动的生产工艺流程，并编制出符合生产工艺需求的视频监控联动流程。这种视频监控联动方式可以在生产工艺流程确定时就将各条联动流程编入操控系统程序中，在日常生产时，仅需根据生产作业任务自动或人工启动所需的视频监控联动流程，可以大大减少生产过程中人员的操作压力。

3.2 报警视频联动机制研究

散货码头的报警视频联动是由各类报警触发的视频监控系统相应动作。生产作业系统对码头中各种设备设施的各类报警信号进行采集，并通过对视频监控系统的控制实现对各种不同的报警信号的视频监控响应。

在散货码头生产作业过程中，存在着种类繁多的报警信号和报警信号源。系统建立时需要根据码头具体情况对各种报警信号源所包含的每种报警信号逐一制定报警视频联动响应方式。根据报警类型的重要程度可以将报警视频联动分为强制响应和可选响应。

4 视频控制优先级划分

在散货码头的视频监控系统中，控制权优先级极大程度上的决定了对前端摄像机得控制权归属。因此控制优先级应按照操作所在应用的时效性和重要性进行划分。据此，可按应用用途将控制优先级分为三大类：应急应用监控，“一关两检”监控和码头日常生产监控。

应急应用是在生产、安全事故发生情况下，为通过视频监控系统迅速了解现场情况，应对突发事件所实施的应用操作。应用需求时效性和重要性并重，因此是优先级最高的应用操作。

“一关两检”监控是指海关、边防检查站和检验检疫局对港口口岸及通过口岸货物进行的监管、征税、缉私等活动时所需要的视频监控。“一关两检”代表着国家对该区域行使相应的主权，重要性程度不言而喻，因此为中等程度的应用操作。

码头日常生产监控的应用所需时效性和重要性并不高，但与散货码头生产作业息息相关。因此控制优先级虽然设置最低，但平时应用最为广泛且频率最高。

5 视频控制权释放机制

5.1 施放机制的必要性

在控制权限施放机制不完善的情况下则可能出现两种极端情况。控制权不释放时，低优先级的操作将永远不被执行；操作结束即施放控制权时，高低优先级操作将争夺系统控制权，造成前端抖动或某些高级任务无法执行。因此视频控制权释放机制的建立，是视频监控前端摄像机多应用共用的前提。

5.2 施放机制的实现架构

视频控制权释放机制可以说是数字视频监控系统的特权，因为在常用的视频控制协议中，并没有控制权延时释放的定义，前端设备也无法实现相应功能。在传统的模拟视频监控系统中，高优先级操作占用控制权的方法不外乎持续不断的进行操作，这显然是不可行的。在数字视频监控系统中实现视频控制权延时释放功能，既由视频监控服务器统一进行操作指令发送的管理。在某优先级操作执行完毕后，设置一定的缓冲时间。在缓冲时间内，仅允许高于前操作优先级的操作指令执行。

5.3 释放延时设置

根据视频控制优先级划分理念，视频控制权释放延时的设置也应按照不同的优先级给予不同的延时时间。总体来讲，较高的优先级代表着需要较高的操作时效性和重要性，因此需要设置较长时间的控制权释放延时。同时，也需要考虑具体应用的特性，例如部分类似视频巡逻功能，则需要较高的延时时间，门禁、入侵等报警联动相应则不需要太长的延时时间。

6 研究结论

自动控制系统与视频监控系统的有机融合，改善了视频监控系统与散货码头结合不紧密的现状，有效的满足了散货码头日益增长的对提高管理水平和保障生产安全的需求，可带来不可估量的经济和社会效益。

散货码头视频监控与自动控制融合技术向散货码头提供了生产工艺视频联动和设备报警视频联动的有效功能，解决了如今散货码头视频监控和生产作业系统的信息孤岛问题，是散货码头提高系统融合度和生产管理水平道路上的重要一步。

参考文献

[1] 陈韬，张伟红.现代散货码头生产营运信息化管理[J].水运工程，2006（10）：166-171.