散貨碼頭生產(chǎn)作業(yè)視頻聯(lián)動應(yīng)用研究

黎廣宇 陳旭

摘 要：散貨碼頭生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)與視頻監(jiān)控聯(lián)動的聯(lián)動體現(xiàn)了碼頭生產(chǎn)的自動化和應(yīng)用的集成化的發(fā)展趨勢。本文針對其中的系統(tǒng)聯(lián)動接口、聯(lián)動機制、控制優(yōu)先級和控制權(quán)釋放機制方面進行了分析和闡述。

關(guān)鍵詞：散貨碼頭 視頻聯(lián)動 優(yōu)先級 控制權(quán)釋放

中圖分類號：U651 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（a）-0224-02

散貨碼頭現(xiàn)場的裝卸設(shè)備、運輸設(shè)備較多因而環(huán)境較為復(fù)雜，這給港口生產(chǎn)監(jiān)管帶來了不小的困難。視頻監(jiān)控系統(tǒng)由于布點不足以同時顯示生產(chǎn)作業(yè)全貌，如需進行全面監(jiān)控則必須頻繁的進行手動監(jiān)控攝像機的控制。依靠現(xiàn)有調(diào)度人員難以全面、實時的進行如此復(fù)雜的操作，因此單靠視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行的生產(chǎn)監(jiān)管效果有限，需要實現(xiàn)生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)間的自動聯(lián)動解決這一矛盾?，F(xiàn)代控制技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)和視頻監(jiān)控數(shù)字化的發(fā)展及其在散貨碼頭的集成應(yīng)用，為實現(xiàn)上述功能提供了有效的技術(shù)手段[1]。

1 系統(tǒng)的聯(lián)動方案

生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)對視頻監(jiān)控前端設(shè)備控制的實現(xiàn)，是視頻監(jiān)控系統(tǒng)與散貨碼頭生產(chǎn)應(yīng)用相結(jié)合的基礎(chǔ)。實現(xiàn)了對前端設(shè)備的控制，進而即可利用生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)所掌握的生產(chǎn)作業(yè)信息結(jié)合各類散貨碼頭特殊的生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)視頻監(jiān)控與散貨輸送自動控制系統(tǒng)的聯(lián)動。

實現(xiàn)視頻監(jiān)控與散貨輸送自動控制系統(tǒng)聯(lián)動的過程中需要解決幾個關(guān)鍵的問題，分別是視頻監(jiān)控的聯(lián)動接口、視頻聯(lián)動機制、控制優(yōu)先級劃分、控制權(quán)釋放機制。

2 視頻監(jiān)控的聯(lián)動接口研究

2.1 硬件設(shè)備接口

硬件設(shè)備接口方式是利用特定的硬件設(shè)備與其它應(yīng)用系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互。在國內(nèi)的散貨碼頭，這種交互的數(shù)據(jù)大多為紅外對射、門禁、玻璃入侵、壓力傳感等各類的報警信息。目前應(yīng)用較為廣泛的有報警接口單元和可編程報警服務(wù)器兩種。

2.2 軟件接口

軟件接口實現(xiàn)方式是在利用現(xiàn)有的生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)的PLC設(shè)備、視頻監(jiān)控系統(tǒng)的PC機或服務(wù)器等通用現(xiàn)有設(shè)備，通過軟件讀取標準接口數(shù)據(jù)的方式完成視頻監(jiān)控的聯(lián)動接口實現(xiàn)。

與硬件設(shè)備接口方式相比，以軟件方式實現(xiàn)視頻系統(tǒng)的聯(lián)動接口功能則顯得更為靈活。與基本用于處理報警信號響應(yīng)的硬件設(shè)備接口不同，軟件接口可以實現(xiàn)與絕大多數(shù)的散貨碼頭應(yīng)用系統(tǒng)的融合，并響應(yīng)該系統(tǒng)的聯(lián)動指令。按數(shù)字接口實現(xiàn)過程來說，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的軟件接口實現(xiàn)可以大致劃分為三層：數(shù)據(jù)提取層、數(shù)據(jù)通訊層和數(shù)據(jù)處理層，并可應(yīng)用OPC、Socket通訊和數(shù)據(jù)庫信息交互等技術(shù)方式實現(xiàn)。

3 視頻聯(lián)動機制

3.1 工藝視頻聯(lián)動機制

專用的散貨碼頭專業(yè)性比較強，裝卸工藝也比較復(fù)雜，大型散貨碼頭工藝流程動輒數(shù)百條。對生產(chǎn)工藝流程執(zhí)行過程的監(jiān)控難度大，主動發(fā)現(xiàn)問題的方法常常采用人員巡檢的方式，自動化程度不高，碼頭廣播、警示鈴聲等被動提醒方式有難以確定控制效果，給生產(chǎn)作業(yè)帶來了安全隱患。

在散貨碼頭生產(chǎn)工藝執(zhí)行，調(diào)度人員、操作人員常常需要對工藝流程涉及的皮帶機，轉(zhuǎn)接塔，門機，斗輪機等生產(chǎn)作業(yè)設(shè)備上是否有殘留物料、危險區(qū)域是否有人員停留等情況進行反復(fù)確認，十分費時費事且效果并不理想。生產(chǎn)工藝視頻聯(lián)動針對散貨碼頭的各條生產(chǎn)工藝特點，篩選出需要進行視頻監(jiān)控聯(lián)動的生產(chǎn)工藝流程，并編制出符合生產(chǎn)工藝需求的視頻監(jiān)控聯(lián)動流程。這種視頻監(jiān)控聯(lián)動方式可以在生產(chǎn)工藝流程確定時就將各條聯(lián)動流程編入操控系統(tǒng)程序中，在日常生產(chǎn)時，僅需根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)任務(wù)自動或人工啟動所需的視頻監(jiān)控聯(lián)動流程，可以大大減少生產(chǎn)過程中人員的操作壓力。

3.2 報警視頻聯(lián)動機制研究

散貨碼頭的報警視頻聯(lián)動是由各類報警觸發(fā)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)相應(yīng)動作。生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)對碼頭中各種設(shè)備設(shè)施的各類報警信號進行采集，并通過對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的控制實現(xiàn)對各種不同的報警信號的視頻監(jiān)控響應(yīng)。

在散貨碼頭生產(chǎn)作業(yè)過程中，存在著種類繁多的報警信號和報警信號源。系統(tǒng)建立時需要根據(jù)碼頭具體情況對各種報警信號源所包含的每種報警信號逐一制定報警視頻聯(lián)動響應(yīng)方式。根據(jù)報警類型的重要程度可以將報警視頻聯(lián)動分為強制響應(yīng)和可選響應(yīng)。

4 視頻控制優(yōu)先級劃分

在散貨碼頭的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，控制權(quán)優(yōu)先級極大程度上的決定了對前端攝像機得控制權(quán)歸屬。因此控制優(yōu)先級應(yīng)按照操作所在應(yīng)用的時效性和重要性進行劃分。據(jù)此，可按應(yīng)用用途將控制優(yōu)先級分為三大類：應(yīng)急應(yīng)用監(jiān)控，“一關(guān)兩檢”監(jiān)控和碼頭日常生產(chǎn)監(jiān)控。

應(yīng)急應(yīng)用是在生產(chǎn)、安全事故發(fā)生情況下，為通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)迅速了解現(xiàn)場情況，應(yīng)對突發(fā)事件所實施的應(yīng)用操作。應(yīng)用需求時效性和重要性并重，因此是優(yōu)先級最高的應(yīng)用操作。

“一關(guān)兩檢”監(jiān)控是指海關(guān)、邊防檢查站和檢驗檢疫局對港口口岸及通過口岸貨物進行的監(jiān)管、征稅、緝私等活動時所需要的視頻監(jiān)控?！耙魂P(guān)兩檢”代表著國家對該區(qū)域行使相應(yīng)的主權(quán)，重要性程度不言而喻，因此為中等程度的應(yīng)用操作。

碼頭日常生產(chǎn)監(jiān)控的應(yīng)用所需時效性和重要性并不高，但與散貨碼頭生產(chǎn)作業(yè)息息相關(guān)。因此控制優(yōu)先級雖然設(shè)置最低，但平時應(yīng)用最為廣泛且頻率最高。

5 視頻控制權(quán)釋放機制

5.1 施放機制的必要性

在控制權(quán)限施放機制不完善的情況下則可能出現(xiàn)兩種極端情況?？刂茩?quán)不釋放時，低優(yōu)先級的操作將永遠不被執(zhí)行；操作結(jié)束即施放控制權(quán)時，高低優(yōu)先級操作將爭奪系統(tǒng)控制權(quán)，造成前端抖動或某些高級任務(wù)無法執(zhí)行。因此視頻控制權(quán)釋放機制的建立，是視頻監(jiān)控前端攝像機多應(yīng)用共用的前提。

5.2 施放機制的實現(xiàn)架構(gòu)

視頻控制權(quán)釋放機制可以說是數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特權(quán)，因為在常用的視頻控制協(xié)議中，并沒有控制權(quán)延時釋放的定義，前端設(shè)備也無法實現(xiàn)相應(yīng)功能。在傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，高優(yōu)先級操作占用控制權(quán)的方法不外乎持續(xù)不斷的進行操作，這顯然是不可行的。在數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中實現(xiàn)視頻控制權(quán)延時釋放功能，既由視頻監(jiān)控服務(wù)器統(tǒng)一進行操作指令發(fā)送的管理。在某優(yōu)先級操作執(zhí)行完畢后，設(shè)置一定的緩沖時間。在緩沖時間內(nèi)，僅允許高于前操作優(yōu)先級的操作指令執(zhí)行。

5.3 釋放延時設(shè)置

根據(jù)視頻控制優(yōu)先級劃分理念，視頻控制權(quán)釋放延時的設(shè)置也應(yīng)按照不同的優(yōu)先級給予不同的延時時間?？傮w來講，較高的優(yōu)先級代表著需要較高的操作時效性和重要性，因此需要設(shè)置較長時間的控制權(quán)釋放延時。同時，也需要考慮具體應(yīng)用的特性，例如部分類似視頻巡邏功能，則需要較高的延時時間，門禁、入侵等報警聯(lián)動相應(yīng)則不需要太長的延時時間。

6 研究結(jié)論

自動控制系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的有機融合，改善了視頻監(jiān)控系統(tǒng)與散貨碼頭結(jié)合不緊密的現(xiàn)狀，有效的滿足了散貨碼頭日益增長的對提高管理水平和保障生產(chǎn)安全的需求，可帶來不可估量的經(jīng)濟和社會效益。

散貨碼頭視頻監(jiān)控與自動控制融合技術(shù)向散貨碼頭提供了生產(chǎn)工藝視頻聯(lián)動和設(shè)備報警視頻聯(lián)動的有效功能，解決了如今散貨碼頭視頻監(jiān)控和生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)的信息孤島問題，是散貨碼頭提高系統(tǒng)融合度和生產(chǎn)管理水平道路上的重要一步。

參考文獻

[1] 陳韜，張偉紅.現(xiàn)代散貨碼頭生產(chǎn)營運信息化管理[J].水運工程，2006（10）：166-171.