基于移動互聯網技術的耙吸挖泥船視頻監控系統的研究與應用

李開宇 陳愛喜 中港疏浚有限公司

1.耙吸挖泥船視頻監控系統的發展現狀

隨著國家和建設單位對疏浚吹填工程安全管理的愈發重視，以及耙吸船施工工況條件復雜、航行與施工安全形勢日趨嚴峻，企業如何能在“千里之外”管控住施工現場風險，如何能夠在現場發生意外事故前后做出準確的預判、警示并采取適當緊急措施，從而有效的減少人員傷亡和財產損失，以及如何將安全管理效益轉化為經濟效益，這些都是在推動企業整體安全管理水平提升時所面臨和亟需解決的問題。隨著衛星通信技術的快速發展，以及船舶衛星寬帶系統的全面部署，船舶網絡通信能力有了較大的提高，更廣的覆蓋區域和更大的帶寬等都為企業研究耙吸船遠程視頻監控系統，提升安全管理創造了良好的基礎和條件。

2.耙吸挖泥船視頻監控系統研究的必要性

2.1 加強企業對船舶安全管控的需要

疏浚企業管理的核心是疏浚船舶管理，對船舶的安全管控是否有效、到位、及時，直接關系到疏浚企業的效益、發展和提升。傳統管理模式下，由公司和項目部組織，每年定期幾次針對疏浚船舶以往的人員安全培訓、

設備安全和安全體系執行情況的文檔記錄進行安全檢查，對發現的問題提出整改要求后，由船舶完成糾正閉合工作。根本無法實時或完全掌控船舶人員、設備及施工安全情況，公司對船舶的安全管控明顯滯后。在對船舶的安全監管得不到有效實施的情況下，船舶安全管理幾乎完全依靠船員的個人職業操守和工作能力。公司通過總結國內外疏浚船舶發生的各類安全事故發現，普遍暴露出船舶對公司安全管理體系貫徹不到位，管理不規范，執行不徹底等一系列共性問題。因此，如何充分利用移動互聯網技術加強對船舶的安全管控、提升企業安全管理水平，改變過去“頭痛醫頭、腳痛醫腳”的傳統管理模式，是企業在安全管理發展過程中研究探討的重點之一，也是增強企業的核心競爭力，實現可持續發展的重要保證。

2.2 提升船舶自身安全管理水平的需要

隨著疏浚市場的快速發展，大型耙吸挖泥船越來越多的船員都是非船舶專業轉崗而來，上崗前雖然經過培訓，但是整體工作經驗不足，操作水平較低，業務素質不高，特別是遇到突發事件時，應變能力較差。隨著合格船員短缺、人員流動頻繁的問題日趨嚴重，以及新型疏浚船舶及高新設備的快速運用，加上船舶的安全管理水平限制、制度執行不徹底，因此導致各類水上安全事故頻發。因此，在面對當前從業人員普遍素質不高的不利情況下，疏浚船舶除加強自身船員業務、安全培訓外，有必要通過增加對船舶施工、關鍵性處所及工作人員的不間斷監控，來發現和彌補管理漏洞，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.耙吸挖泥船視頻監控系統的研究

3.1 船舶移動互聯網技術

耙吸船目前主要利用岸基移動通信和海事衛星進行海上信息傳輸。其中3G/4G岸基移動通信網絡難以覆蓋遠海，而海事衛星由于資費較高，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星通信鏈路的船舶視頻監控系統。公司所有疏浚船舶現已實現衛星寬帶系統的全覆蓋，各船舶子網已經和公司總部搭建了虛擬專用網絡（VPN），實現了船岸數據的實時交互。網絡拓撲如圖1所示。

3.2 耙吸船安全視頻監控系統

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

圖1 船舶通信網絡拓撲示意圖

圖2 耙吸船安全視頻監控系統

因為使用船舶衛星通信系統作為無線傳輸載體，就需要整合優化現有技術來消除傳輸速率低、時延大和高丟包率帶來的圖像失幀問題和通信阻塞。系統主要需要通過斷點續傳、自適應擁塞控制和更高的圖像壓縮比等技術來實現在碼流速率只有30Kbps時也能清楚流暢地把船舶4CIF(704＊576)分辨率監控畫面傳輸到岸上監控中心，供岸端實時觀看和指揮，并且船上能夠存儲和觀看高清畫面。系統除了日常的視頻監控功能還有關鍵作業區域的智能圖像識別及抓拍功能，主要是加強對違反船舶安全施工行為的監管力度。

4.耙吸挖泥船視頻監控系統的應用效果

通過船舶遠程視頻監控系統的部署，實現了公司及項目部對所屬船舶更便捷、更有效的實時指揮和管理，不僅有利于各級管理人員及時發現和處理船舶存在的一些安全隱患，降低事故發生率，從而提升公司的安全管理水平；同時有利于監測船舶航行和疏浚設備的運行狀態，提高設備工作效率，并可以進行遠程設備診斷和指導解決船舶設備維修等“急、難、險”問題，極大地降低船舶的維護保養成本，從而將高效率的安全管理轉化為經濟效益。上述系統不僅適用于疏浚船舶，而且在其他航運系統內都有極為廣泛的推廣價值和意義。

4.1 通過遠程視頻監控系統提升安全管控精度

該系統已經涵蓋公司所有船舶，通過鼠標單擊代表不同船舶，不同部位的菜單按鈕，可以準確、實時掌握各船舶的視頻監控動態。公司根據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控點25個，艉樓型船舶部署監控點17個，監控范圍主要包括船體周邊、甲板、駕駛室、機艙和泵艙。

通過運行遠程視頻監控系統，公司及項目部相關安全主管人員就可實時掌握施工船舶各關鍵處所及周邊環境情況，為實施高效、精確的安全管理和指導提供依據。

4.2 通過遠程視頻監控系統管控人員安全

通過遠程視頻監控系統加強對船舶現場工作人員的行為規范的監管，經過截圖取證后，按公司相關規章制度對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，該遠程視頻監控系統帶有視頻回放功能，填補了對關鍵性崗位人員工作安全的不間斷監控的缺失。船舶通過遠程視頻監控系統的船舶終端加強了對人員安全的多點監控問題，特別是在修船期間，有多項動火、吊裝、檢修工作時。

通過運行遠程視頻監控系統，有效地促進了船舶現場工作人員良好工作素養的養成，明顯降低了因現場工作人員不良行為造成的安全事故或隱患的概率，同時為船舶及駕駛員評估考核提供了參考依據。

5.結語

大力開展移動互聯網技術的建設體現了企業的科技創新，以移動互聯技術提升疏浚船舶安全管理更是企業將科技創新成果轉化為管理水平提升，經濟效益創收的最好詮釋。“船舶遠程視頻監控系統”革命性地實現了耙吸船的遠程實時監測，為公司各級管理機構加強施工現場控制提供了先進的技術手段。通過該成果的應用，公司能實時掌握船舶的安全管理狀況及動態，使船舶在施工過程中的安全狀況得到全面高效的監控，幫助船舶及時消除安全隱患，避免安全事故的發生，為公司在安全管理做出更大貢獻。