散貨碼頭生產作業視頻聯動應用研究

黎廣宇 陳旭

摘 要：散貨碼頭生產作業系統與視頻監控聯動的聯動體現了碼頭生產的自動化和應用的集成化的發展趨勢。本文針對其中的系統聯動接口、聯動機制、控制優先級和控制權釋放機制方面進行了分析和闡述。

關鍵詞：散貨碼頭 視頻聯動 優先級 控制權釋放

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

散貨碼頭現場的裝卸設備、運輸設備較多因而環境較為復雜，這給港口生產監管帶來了不小的困難。視頻監控系統由于布點不足以同時顯示生產作業全貌，如需進行全面監控則必須頻繁的進行手動監控攝像機的控制。依靠現有調度人員難以全面、實時的進行如此復雜的操作，因此單靠視頻監控系統進行的生產監管效果有限，需要實現生產作業系統與視頻監控系統間的自動聯動解決這一矛盾。現代控制技術、信息技術、通信技術和視頻監控數字化的發展及其在散貨碼頭的集成應用，為實現上述功能提供了有效的技術手段[1]。

1 系統的聯動方案

生產作業系統對視頻監控前端設備控制的實現，是視頻監控系統與散貨碼頭生產應用相結合的基礎。實現了對前端設備的控制，進而即可利用生產作業系統所掌握的生產作業信息結合各類散貨碼頭特殊的生產工藝，實現視頻監控與散貨輸送自動控制系統的聯動。

實現視頻監控與散貨輸送自動控制系統聯動的過程中需要解決幾個關鍵的問題，分別是視頻監控的聯動接口、視頻聯動機制、控制優先級劃分、控制權釋放機制。

2 視頻監控的聯動接口研究

2.1 硬件設備接口

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

2.2 軟件接口

軟件接口實現方式是在利用現有的生產作業系統的PLC設備、視頻監控系統的PC機或服務器等通用現有設備，通過軟件讀取標準接口數據的方式完成視頻監控的聯動接口實現。

與硬件設備接口方式相比，以軟件方式實現視頻系統的聯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的硬件設備接口不同，軟件接口可以實現與絕大多數的散貨碼頭應用系統的融合，并響應該系統的聯動指令。按數字接口實現過程來說，視頻監控系統的軟件接口實現可以大致劃分為三層：數據提取層、數據通訊層和數據處理層，并可應用OPC、Socket通訊和數據庫信息交互等技術方式實現。

3 視頻聯動機制

3.1 工藝視頻聯動機制

專用的散貨碼頭專業性比較強，裝卸工藝也比較復雜，大型散貨碼頭工藝流程動輒數百條。對生產工藝流程執行過程的監控難度大，主動發現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，給生產作業帶來了安全隱患。

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

3.2 報警視頻聯動機制研究

散貨碼頭的報警視頻聯動是由各類報警觸發的視頻監控系統相應動作。生產作業系統對碼頭中各種設備設施的各類報警信號進行采集，并通過對視頻監控系統的控制實現對各種不同的報警信號的視頻監控響應。

在散貨碼頭生產作業過程中，存在著種類繁多的報警信號和報警信號源。系統建立時需要根據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動響應方式。根據報警類型的重要程度可以將報警視頻聯動分為強制響應和可選響應。

4 視頻控制優先級劃分

在散貨碼頭的視頻監控系統中，控制權優先級極大程度上的決定了對前端攝像機得控制權歸屬。因此控制優先級應按照操作所在應用的時效性和重要性進行劃分。據此，可按應用用途將控制優先級分為三大類：應急應用監控，“一關兩檢”監控和碼頭日常生產監控。

應急應用是在生產、安全事故發生情況下，為通過視頻監控系統迅速了解現場情況，應對突發事件所實施的應用操作。應用需求時效性和重要性并重，因此是優先級最高的應用操作。

“一關兩檢”監控是指海關、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管、征稅、緝私等活動時所需要的視頻監控。“一關兩檢”代表著國家對該區域行使相應的主權，重要性程度不言而喻，因此為中等程度的應用操作。

碼頭日常生產監控的應用所需時效性和重要性并不高，但與散貨碼頭生產作業息息相關。因此控制優先級雖然設置最低，但平時應用最為廣泛且頻率最高。

5 視頻控制權釋放機制

5.1 施放機制的必要性

在控制權限施放機制不完善的情況下則可能出現兩種極端情況。控制權不釋放時，低優先級的操作將永遠不被執行；操作結束即施放控制權時，高低優先級操作將爭奪系統控制權，造成前端抖動或某些高級任務無法執行。因此視頻控制權釋放機制的建立，是視頻監控前端攝像機多應用共用的前提。

5.2 施放機制的實現架構

視頻控制權釋放機制可以說是數字視頻監控系統的特權，因為在常用的視頻控制協議中，并沒有控制權延時釋放的定義，前端設備也無法實現相應功能。在傳統的模擬視頻監控系統中，高優先級操作占用控制權的方法不外乎持續不斷的進行操作，這顯然是不可行的。在數字視頻監控系統中實現視頻控制權延時釋放功能，既由視頻監控服務器統一進行操作指令發送的管理。在某優先級操作執行完畢后，設置一定的緩沖時間。在緩沖時間內，僅允許高于前操作優先級的操作指令執行。

5.3 釋放延時設置

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

6 研究結論

自動控制系統與視頻監控系統的有機融合，改善了視頻監控系統與散貨碼頭結合不緊密的現狀，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安全的需求，可帶來不可估量的經濟和社會效益。

散貨碼頭視頻監控與自動控制融合技術向散貨碼頭提供了生產工藝視頻聯動和設備報警視頻聯動的有效功能，解決了如今散貨碼頭視頻監控和生產作業系統的信息孤島問題，是散貨碼頭提高系統融合度和生產管理水平道路上的重要一步。

參考文獻

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