集装箱正面吊无线高清视频监控系统构建研究

黎应雄，彭宽丹

(中国铁路广州局集团有限公司 广州货运中心，广东 广州 510450)

1 集装箱正面吊现状分析

随着铁路货运组织改革，铁路集装箱运输也随之快速发展。集装箱正面吊具有机动性强、作业效率高、操作简便、对作业场地条件要求低等优点，在港口、码头、铁路货场中得到广泛应用[1]。然而，由于铁路货场作业点分散，集装箱正面吊的作业难以得到及时有效的监控。

从现有安全管理人员对作业进行抽查的管理模式，以及近年来对集装箱正面吊的安全检查问题进行整理分析，集装箱正面吊在铁路营业范围作业，容易发生下列安全隐患:①卸车作业时盲目起吊损坏车辆配件，甚至导致车辆脱线，构成铁路交通事故。②装车单位未严格落实辅助人员不得少于2人的要求[2]，或辅助人员检查不到位，装车时未及时判断集装箱角件是否完全落锁，导致司机臆测作业[3]。③箱体质量检查不到位。在实际作业流程中，集装箱回站时，车站验箱货运员只能对箱体四周的壁板进行检查[4]，箱顶和箱底板很难检查到。④在场内运行时超速或在通过铁路道口时不注意瞭望，没有认真执行“一停、二看、三通过”的规定，存在道路交通安全的隐患。正面吊行进超速，转弯时未按要求减速慢行，在操作中出现急进、急停、急转弯的现象。⑤集装箱堆码不标准。在码垛操作中，箱角不齐，未按标志线或区域整齐排列。

目前，集装箱正面吊的广泛使用使得此类作业的安全风险骤增，而现场仅通过人员的监控检查，该抽查模式已经不能满足安全管理工作的需要，需要改进集装箱正面吊作业安全监控的方式方法，优化安全监控系统。因此，通过广泛调研，引入“互联网+设备”的理念[5-6]，研究设计集装箱正面吊安全监控平台，在集装箱正面吊上安装无线高清视频监控系统[7]，通过手机、电脑、PDA实现集装箱正面吊作业安全检查实时化、监控可视化、范围覆盖全等手段，实现对管内作业点的实时有效的安全监控，为集装箱正面吊作业安全监测提供技术手段。

2 集装箱正面吊无线高清视频监控系统构建

2.1 总体构架

根据集装箱正面吊的特点，为实现实时监控，引入体积小、安装简便的无线高清视频监控系统。集装箱正面吊无线高清视频监控系统由数据采集单元、数据传输单元、远程数据中心和系统应用等4个部分组成。

（1）视频采集单元。包括车载视频高清网络摄像头，Hi3535中央处理器，一个固态硬盘，最大支持2T，一个SD卡接口，最大支持32G。在安全监控系统的流程中，图像采集单元模块通过摄像头采集现实作业的视频图像的功能。

（2）数据传输单元。实现视频的存储和传输功能，车载视频采集终端内置4G无线通信模块，车载视频高清网络摄像头采集的图像录入固态硬盘中，并通过4G无线通信模块，借助传输控制协议/因特网互联通讯协议（TCP/IP），以超文本传输协议（HTTP）数据方式传送到远程数据服务器上。

（3）远程数据中心。整个监控系统中的数据库、保险库，负责将视频监控数据存储到数据库服务器中，为应用服务器和移动服务器提供查询索引、调用等相关数据服务，同时数据服务中心负责保证数据的完整性、安全性和可靠性。

（4）监控应用。通过受检、电脑等设备实现实时监控的模块，监控人员通过个人计算机及移动终端设备接入平台访问，实施远程监控和语音提示等4个部分组成，它融合4G无线通信技术[8]、GPS定位、视频采集、抓拍、语音及对讲、报警、硬盘存储、SD卡存储及远程视频回放等技术。在集装箱正面吊工作状态下，可以通过监控应用对作业过程进行全天候、全方位、多层次、多角度的监控，或调取以往作业录像视频，为纠正不良作业行为提供依据，起到保障安全的作用。

2.2 流程控制

通过对有线网络传输、无线网络传输、非压缩数字传输等几种网络传出的方式进行比选，以实用性和适用性为原则，考虑货场Wi-Fi信号难以覆盖、集装箱正面吊作业范围大布线不现实等情况，选用传输带宽小、成本低、组网灵活的4G无线网络进行数据传输。采用530-82F型无线高清视频监控器，该设备可以同时接入4路视频信号，摄像头安装在集装箱正面吊方向盘的正前方，对集装箱堆叠、装卸车、短距离水平搬运等作业过程进行实时记录。集装箱正面吊司机有无违章操作，地面指挥人员发出的信号和站位是否正确等劳动纪律，以及集装箱堆码角件是否对齐，集装箱底部是否有破损等作业质量情况一目了然。集装箱正面吊无线高清视频监控系统应用流程图如图1所示。

在无线高清监控系统运用管理上，站段对高清无线视频监控设备进行统一编号管理，管辖范围内所有视频监控设备定点、定编号、定责任部门、定责任人；使用单位完善各自管辖正面吊视频监控设备的设备台账，负责监控设备的日常管理；监控设备使用单位和各物流车间指定一名视频监控系统管理联络员，配合中心视频监控日常管理工作和视频监控维保工作。在监控应用方面，监控用户分为站段级和站点级2个级别，设置了不同的权限，站段级用户可以对整个辖区内所有集装箱正面吊作业进行监控；站点级用户只能对本站点所属的集装箱正面吊作业进行监控。站段和站点的管理人员还可以在“安卓系统”的手机和PDA设备上安装APP应用程序，随时随地对集装箱正面吊作业进行监控。

图1 集装箱正面吊无线高清视频监控系统流程控制图Fig.1 The work flow of the wireless hd video surveillance system on reach stackers

视频监控设备具备集装箱正面吊通电自动开机、断电自动关机的功能。设备使用单位定期(每3天不少于一次)人工擦除正面吊玻璃上的灰尘、蜘蛛网等，保持摄像头图像清晰，发现树叶、树枝等遮挡摄像镜头及时清除。期间联络员负责做好辖区监控范围内设备管理，杜绝故意遮挡、移动视频监控摄像头，擅自拔除电源线、网线、无线网络天线，改变系统预先设置参数，通电的状态下拔插SIM卡损坏设备，以及无故中断监控等问题的发生。

监控系统图像实行自动保存，保存时间最少为30 d。车间管理人员、联络员拥有各自辖区内监控系统画面调取、查看权限。监控系统存储的图像由站段监控分析室负责管理，其他单位和部门如需调阅录像需提前申请。

视频监控系统设备如摄像头、主机、线路等老化或经检修后仍不能恢复的，以及不能提供正常影像信息等需要更换设备或配品配件时，由站段监控分析室、车间联系人和使用部门管理员三方共同确定，及时向站段申请更换。站段监控分析室分配具有相应权限的视频监控设备系统登录账号给联络员，车间联络员需每日对监控设备运行状态进行确认，掌握辖区内所有视频监控设备的运行状态。在监控画面不显示或出故障时第一时间通过“铁路站段安控+钉钉平台工作群”报告，站段监控分析室在接到监控所属车间报修报告后，联系视频监控设备维保单位进行维修。使用单位在视频监控设备维修过程中需参与监护、监督和确认工作。

3 结束语

集装箱正面吊无线高清视频监控系统是以车载视频采集终端为核心，基于4G无线通信技术，将所采集的正面吊作业过程视频保存在本地固态硬盘，并上传到远程数据监控中心服务器统一管理，为站段各级安全管理(监控)人员实时远程的监控管理，可以及时发现和制止违章作业，系统、全面地提升集装箱正面吊安全管理水平。无线高清监控系统是一种可移植性非常高的系统，除集装箱正面吊可以应用外，铁路其他流动式和固定式装卸机械，如叉车、装载机、扒料机、汽车吊、门吊、桥吊等同样可以安装使用。铁路站段可以参考集装箱正面吊无线高清视频监控系统的应用，逐步将无线高清监控系统推广应用其他装卸设备上，不断优化货运装卸作业的监督力度与综合管理水平。