岸邊集裝箱起重機CCTV視頻監控系統的應用

王先君　張富寬

摘要：起重機的CCTV監控系統，也愈來愈專業化、集成化、數字化和自動化。從集裝箱起重機歷史項目記錄看，還沒有專業的視頻監控系統，也沒有專用的軟件。目前市場上的普通監控系統或者體量比較大，或者價格比較高，經濟性和適用性方面都不是最佳，也不利于持續發展。綜合以往的起重機項目，該文對起重機視頻監控系統的特征和發展趨勢進行了分析總結。

關鍵詞：岸邊集裝箱起重機；CCTV視頻監控系統；應用；發展趨勢

中圖分類號：U653.921 文獻標識碼：A 文章編號：2095—6487（2018）02—0017一02

0引言

岸邊集裝箱起重機，簡稱橋吊。在集裝箱運輸漸漸成為全球海運主要運輸方式大背景下，廣泛的用于全球的各個港口。

1視頻監控系統的攝像頭工作環境

橋吊廣泛的分布于全球五大洲的各個港口。無論是高緯度的極寒地區，還是低緯度的赤道地區，都有廣泛的分布。所以監控攝像頭應充分考慮港口工程機械的作業環境，整個系統要有穩定性，具備抗雷擊、抗干擾和抗振動能力。另外，要有良好的夜間監視效果。還要考慮特殊的工作環境，例如多雨、潮濕、多日照、沙塵、颶風、高溫以及低溫等地區。

2視頻監控系統的攝像頭分布位置

普通起重機的室內攝像頭主要分布于PLC房（監控控制中心）、電氣房（監控變頻器運行）、司機室（監控司機狀態，預防司機疲勞）、機房（監控機構運行狀態）以及理貨室（監控理貨人員狀態，預防理貨人員疲勞）。室外攝像頭主要分布于梯形架（監控鉤區）、前大梁（監控船艙）、中梁（監控小車行駛區域）、后大梁（監控掛艙）、聯系梁（監控集裝箱作業區域）以及小車架底部（監控吊具）。另外，常見的部位是大車海陸側下橫端部（用于監控大車運行，軌道）、下橫梁內外側（監控區域內是否有行人或車輛干涉）、導覽架處（監控大車電纜卷盤）以及防搖攝像頭（降低起重機作業時吊具搖晃，提高工作效率）。

自動化起重機和傳統的起重機最大的區別是沒有司機室，無需人員登機即可完成集裝箱裝卸作業，不僅節約了大量人力，并且大大的減輕了司機和碼頭的負擔。自動化起重機的視頻監控系統也非常復雜，其攝像頭基本分布如下：室內攝像頭分布于PLC房、電氣房、機房以及門架機房（監控門架機構運行）；室外攝像頭主要分布于二層電梯出口處（監控后小車）、中轉平臺下方（監控中轉平臺）、后小車后伸距下方（觀察后大梁下方AGV車道總體情況）、大車陸側左側緩沖器處（監控大車向左運行，陸側軌道上是否有人或障礙物）、大車陸側右側緩沖器處（監控大車向右運行，陸側軌道上是否有人或障礙物）、大車左側導覽架處（監控大車電纜卷盤）、鞍梁中心位置（監控整個集卡通道情況，以及艙蓋板情況）、大車海側左側緩沖器處（監控大車向左運行，海側軌道上是否有障礙物）、大車海側右側緩沖器處（監控大車向右運行，海側軌道上是否有障礙物）、海測下橫梁下方左側處（幫助司機觀察吊具和集裝箱的間隙，方便對箱，在提箱過程中觀察集卡狀態）、海測下橫梁下方右側處（幫助司機觀察吊具和集裝箱的間隙，方便對箱，在提箱過程中觀察集卡狀態）、吊具平臺內側（監控吊具平臺）、前大梁清洗平臺中心處（從海測觀察集裝箱船的輪廓和裝卸作業區的人員情況）、右側大梁絞點平臺（從陸測觀察集裝箱船的輪廓和裝卸作業區的人員情況）、梯形架（幫助司機在俯仰上升的過程中觀察拉桿，鋼絲繩）、大梁絞點上方（監控絞點及拖鏈）、海測上橫梁左側（觀察大車向左運行中，大梁碰撞船體或者其他障礙物）、海測上橫梁右側（觀察大車向左運行中，大梁碰撞船體或者其他障礙物）、后大梁擦窗平臺中心（從后面觀察整個起升和小車的位置，輔助司機觀察起升和小車的運行情況）、后大梁（監控后大梁油缸和掛艙情況）、小車架中心線海測處、小車架中心線陸側，小車架左側、小車架右側（此四個攝像頭從小車架觀察吊具海測區域的情況，輔助司機作業）、門架小車中心線海測以及門鉸小車中心線陸側（此處兩個攝像頭從門架小車架觀察吊具海測區域的情況，輔助司機作業）。

另外，龍門吊作為一種也廣泛應用于船廠等地的起重機，其視頻監控系統和橋吊有許多共性，龍門吊攝像頭基本分布如下：室內攝像頭分布于PLC、電氣房、司機室、上小車（監控主起升機構運行）和下小車（監控副起升機構運行）。室外攝像頭主要分布于剛腿外側（監控大車運行，軌道）、柔腿絞點處（監控大車運行，糾偏狀態）、剛腿大車行走（監控陸側大車行走）以及柔腿大車行走（監控海側大車行走）。

3視頻監控系統的數據傳輸途徑

視頻監控系統的攝像頭通過專用視頻電纜連接到CCTV控制箱。控制箱將視頻信號傳輸給顯示器，其中監控顯示器若在電氣房的話一般采用專用電纜。監控顯示器在司機室的話則需要先把視頻信號轉換為光信號，通過光纜傳輸到司機室，在司機室內部再把光信號轉換回視頻信號，再傳輸給監控顯示器。這期間要考慮若傳輸距離過長，無論視頻信號還是光信號都存在一定的衰減現象。另外，需要做好視頻專用電纜的屏蔽工作，以免產生干擾現象。

另外，龍門吊上小車，下小車，司機室，剛腿大車行走，柔腿大車行走，剛腿外側，柔腿絞點處，由于距離司機室或者電氣房較遠，基本采用光纜信號傳輸，在這之間，由于大型龍門吊往往跨距很大，所以要充分考慮光信號的衰減。

4視頻監控系統的中央處理器

視頻監控系統的數據處理，信號轉變，基本選擇在CCTV控制箱內進行。控制箱內一般配備匯集器，串口服務器，千兆光纖交換機，交換機，系統電源，系統連接器，硬盤錄像機，存儲硬盤和畫面分割器。通過這些設備的運行，達到對攝像機視頻信號進行匯聚、分析、處理、轉換和傳輸的目的。

5視頻監控系統的終端

視頻監控系統的終端包括兩部分：一是，監控顯示器。監控顯示器一般采用抗震抗干擾的LED顯示屏或者工業專用監控電腦，顯示器一般的安裝位置是在PLC房、司機室、遠程控制云臺和港口監控辦公室等。視頻監控的最終信號一般會傳輸到此，司機室借觀察顯示器上的監控畫面，來輔助作業；二是，控制器。司機可以通過控制器來切換監控顯示器的畫面，對畫面進行變焦處理，進而觀察不同的區域，輔助作業。

6視頻監控系統的未來發展趨勢

隨著越來越多的港口新建以及傳統港口擴建，自動化無人碼頭的蓬勃發展，起重機視頻監控系統被應用于越來越多的岸邊集裝箱起重機以及龍門吊。

起重機視頻監控系統的未來的發展方向，需要我們探索ONVIF和SDK視頻音頻接入與云臺控制。進一步使視頻監控系統可以接受起重機PLC系統的信號，與橋吊的PLC程序建立通訊，完成數據傳輸和互換。使攝像機可以根據起重機各個機構的運行指令自動切換顯示畫面并自動變焦，這樣若出現異常，司機第一時間知曉。根據起升高度調整吊具觀察攝像機的鏡頭變焦。讓司機可以在裝船，卸船時對吊具部分工作情況更清楚?？梢赃M一步通過定制改善，增加攝像頭的功能，不局限于顯示監控畫面。若可以實現攝像機監控到異常畫面，則把異常畫面的信號傳輸給PLC讓系統停止運行，則對橋吊的安全性有很大的提高。

7結束語

綜上所述，起重機將來的發展方向和目標是研究一款起重機專用的視頻監控系統，包括專用的監控軟件，常規或者定制的硬件配置，以實現起重機監控系統的專業化、集成化、數字化和自動化，以滿足常規起重機，自動化無人港口，大型龍門吊的作業需要，進而可以推廣到全部的港口機械以及海工、重工等領域。