基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的耙吸挖泥船視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

李開(kāi)宇 陳愛(ài)喜 中港疏浚有限公司

1.耙吸挖泥船視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著國(guó)家和建設(shè)單位對(duì)疏浚吹填工程安全管理的愈發(fā)重視，以及耙吸船施工工況條件復(fù)雜、航行與施工安全形勢(shì)日趨嚴(yán)峻，企業(yè)如何能在“千里之外”管控住施工現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)，如何能夠在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生意外事故前后做出準(zhǔn)確的預(yù)判、警示并采取適當(dāng)緊急措施，從而有效的減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，以及如何將安全管理效益轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益，這些都是在推動(dòng)企業(yè)整體安全管理水平提升時(shí)所面臨和亟需解決的問(wèn)題。隨著衛(wèi)星通信技術(shù)的快速發(fā)展，以及船舶衛(wèi)星寬帶系統(tǒng)的全面部署，船舶網(wǎng)絡(luò)通信能力有了較大的提高，更廣的覆蓋區(qū)域和更大的帶寬等都為企業(yè)研究耙吸船遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，提升安全管理創(chuàng)造了良好的基礎(chǔ)和條件。

2.耙吸挖泥船視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究的必要性

2.1 加強(qiáng)企業(yè)對(duì)船舶安全管控的需要

疏浚企業(yè)管理的核心是疏浚船舶管理，對(duì)船舶的安全管控是否有效、到位、及時(shí)，直接關(guān)系到疏浚企業(yè)的效益、發(fā)展和提升。傳統(tǒng)管理模式下，由公司和項(xiàng)目部組織，每年定期幾次針對(duì)疏浚船舶以往的人員安全培訓(xùn)、

設(shè)備安全和安全體系執(zhí)行情況的文檔記錄進(jìn)行安全檢查，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題提出整改要求后，由船舶完成糾正閉合工作。根本無(wú)法實(shí)時(shí)或完全掌控船舶人員、設(shè)備及施工安全情況，公司對(duì)船舶的安全管控明顯滯后。在對(duì)船舶的安全監(jiān)管得不到有效實(shí)施的情況下，船舶安全管理幾乎完全依靠船員的個(gè)人職業(yè)操守和工作能力。公司通過(guò)總結(jié)國(guó)內(nèi)外疏浚船舶發(fā)生的各類安全事故發(fā)現(xiàn)，普遍暴露出船舶對(duì)公司安全管理體系貫徹不到位，管理不規(guī)范，執(zhí)行不徹底等一系列共性問(wèn)題。因此，如何充分利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)加強(qiáng)對(duì)船舶的安全管控、提升企業(yè)安全管理水平，改變過(guò)去“頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳”的傳統(tǒng)管理模式，是企業(yè)在安全管理發(fā)展過(guò)程中研究探討的重點(diǎn)之一，也是增強(qiáng)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要保證。

2.2 提升船舶自身安全管理水平的需要

隨著疏浚市場(chǎng)的快速發(fā)展，大型耙吸挖泥船越來(lái)越多的船員都是非船舶專業(yè)轉(zhuǎn)崗而來(lái)，上崗前雖然經(jīng)過(guò)培訓(xùn)，但是整體工作經(jīng)驗(yàn)不足，操作水平較低，業(yè)務(wù)素質(zhì)不高，特別是遇到突發(fā)事件時(shí)，應(yīng)變能力較差。隨著合格船員短缺、人員流動(dòng)頻繁的問(wèn)題日趨嚴(yán)重，以及新型疏浚船舶及高新設(shè)備的快速運(yùn)用，加上船舶的安全管理水平限制、制度執(zhí)行不徹底，因此導(dǎo)致各類水上安全事故頻發(fā)。因此，在面對(duì)當(dāng)前從業(yè)人員普遍素質(zhì)不高的不利情況下，疏浚船舶除加強(qiáng)自身船員業(yè)務(wù)、安全培訓(xùn)外，有必要通過(guò)增加對(duì)船舶施工、關(guān)鍵性處所及工作人員的不間斷監(jiān)控，來(lái)發(fā)現(xiàn)和彌補(bǔ)管理漏洞，從而提升船舶自身安全管理水平，以保證疏浚船舶航行及施工安全。

3.耙吸挖泥船視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究

3.1 船舶移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

耙吸船目前主要利用岸基移動(dòng)通信和海事衛(wèi)星進(jìn)行海上信息傳輸。其中3G/4G岸基移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)難以覆蓋遠(yuǎn)海，而海事衛(wèi)星由于資費(fèi)較高，而且難以滿足高清視頻的傳輸。因此，耙吸船主要采用船舶衛(wèi)星通信鏈路的船舶視頻監(jiān)控系統(tǒng)。公司所有疏浚船舶現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星寬帶系統(tǒng)的全覆蓋，各船舶子網(wǎng)已經(jīng)和公司總部搭建了虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN），實(shí)現(xiàn)了船岸數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交互。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D1所示。

3.2 耙吸船安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)

耙吸船安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)基于船載衛(wèi)星通信技術(shù)，主要包括船舶本地視頻采集和存儲(chǔ)、高效的視頻壓縮、衛(wèi)星鏈路傳輸、岸端匯集和解壓顯示，架構(gòu)圖如圖2所示。

圖1 船舶通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽鈭D

圖2 耙吸船安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)

因?yàn)槭褂么靶l(wèi)星通信系統(tǒng)作為無(wú)線傳輸載體，就需要整合優(yōu)化現(xiàn)有技術(shù)來(lái)消除傳輸速率低、時(shí)延大和高丟包率帶來(lái)的圖像失幀問(wèn)題和通信阻塞。系統(tǒng)主要需要通過(guò)斷點(diǎn)續(xù)傳、自適應(yīng)擁塞控制和更高的圖像壓縮比等技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)在碼流速率只有30Kbps時(shí)也能清楚流暢地把船舶4CIF(704＊576)分辨率監(jiān)控畫面?zhèn)鬏數(shù)桨渡媳O(jiān)控中心，供岸端實(shí)時(shí)觀看和指揮，并且船上能夠存儲(chǔ)和觀看高清畫面。系統(tǒng)除了日常的視頻監(jiān)控功能還有關(guān)鍵作業(yè)區(qū)域的智能圖像識(shí)別及抓拍功能，主要是加強(qiáng)對(duì)違反船舶安全施工行為的監(jiān)管力度。

4.耙吸挖泥船視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用效果

通過(guò)船舶遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的部署，實(shí)現(xiàn)了公司及項(xiàng)目部對(duì)所屬船舶更便捷、更有效的實(shí)時(shí)指揮和管理，不僅有利于各級(jí)管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理船舶存在的一些安全隱患，降低事故發(fā)生率，從而提升公司的安全管理水平；同時(shí)有利于監(jiān)測(cè)船舶航行和疏浚設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，提高設(shè)備工作效率，并可以進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)備診斷和指導(dǎo)解決船舶設(shè)備維修等“急、難、險(xiǎn)”問(wèn)題，極大地降低船舶的維護(hù)保養(yǎng)成本，從而將高效率的安全管理轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益。上述系統(tǒng)不僅適用于疏浚船舶，而且在其他航運(yùn)系統(tǒng)內(nèi)都有極為廣泛的推廣價(jià)值和意義。

4.1 通過(guò)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)提升安全管控精度

該系統(tǒng)已經(jīng)涵蓋公司所有船舶，通過(guò)鼠標(biāo)單擊代表不同船舶，不同部位的菜單按鈕，可以準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)掌握各船舶的視頻監(jiān)控動(dòng)態(tài)。公司根據(jù)艏樓型和艉樓型耙吸船的船型不同，分別在艏樓型船舶部署監(jiān)控點(diǎn)25個(gè)，艉樓型船舶部署監(jiān)控點(diǎn)17個(gè)，監(jiān)控范圍主要包括船體周邊、甲板、駕駛室、機(jī)艙和泵艙。

通過(guò)運(yùn)行遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，公司及項(xiàng)目部相關(guān)安全主管人員就可實(shí)時(shí)掌握施工船舶各關(guān)鍵處所及周邊環(huán)境情況，為實(shí)施高效、精確的安全管理和指導(dǎo)提供依據(jù)。

4.2 通過(guò)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)管控人員安全

通過(guò)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)加強(qiáng)對(duì)船舶現(xiàn)場(chǎng)工作人員的行為規(guī)范的監(jiān)管，經(jīng)過(guò)截圖取證后，按公司相關(guān)規(guī)章制度對(duì)涉事船舶及人員予以處罰，倒逼船舶提升自身人員安全管理。同時(shí)，該遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)帶有視頻回放功能，填補(bǔ)了對(duì)關(guān)鍵性崗位人員工作安全的不間斷監(jiān)控的缺失。船舶通過(guò)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的船舶終端加強(qiáng)了對(duì)人員安全的多點(diǎn)監(jiān)控問(wèn)題，特別是在修船期間，有多項(xiàng)動(dòng)火、吊裝、檢修工作時(shí)。

通過(guò)運(yùn)行遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，有效地促進(jìn)了船舶現(xiàn)場(chǎng)工作人員良好工作素養(yǎng)的養(yǎng)成，明顯降低了因現(xiàn)場(chǎng)工作人員不良行為造成的安全事故或隱患的概率，同時(shí)為船舶及駕駛員評(píng)估考核提供了參考依據(jù)。

5.結(jié)語(yǔ)

大力開(kāi)展移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的建設(shè)體現(xiàn)了企業(yè)的科技創(chuàng)新，以移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)提升疏浚船舶安全管理更是企業(yè)將科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化為管理水平提升，經(jīng)濟(jì)效益創(chuàng)收的最好詮釋?！按斑h(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)”革命性地實(shí)現(xiàn)了耙吸船的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為公司各級(jí)管理機(jī)構(gòu)加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)控制提供了先進(jìn)的技術(shù)手段。通過(guò)該成果的應(yīng)用，公司能實(shí)時(shí)掌握船舶的安全管理狀況及動(dòng)態(tài)，使船舶在施工過(guò)程中的安全狀況得到全面高效的監(jiān)控，幫助船舶及時(shí)消除安全隱患，避免安全事故的發(fā)生，為公司在安全管理做出更大貢獻(xiàn)。