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杨鹏南 （秦皇岛港股份有限公司，河北 秦皇岛 066002） 摘要：为实现大型散杂货露天堆场的视频监控，根据堆场地理环境及堆场内作业设备情况，在合理选择监控设备类型和监控点位的基础上通过光纤传输网络实现堆场内垛位监控视频的采集、传输和汇聚。通过与管理系统的信息整合，在移动终端上实现视频信息与生产信息的智能应用。 关键词：散杂货；大型露天堆场；智能监控；信息整合；移动终端；港口 引 言秦皇岛港是以干散货运输为主的港口，主要货类为煤炭。煤码头货物吞吐量大，堆场占地面积广、堆场内垛位多、垛形巨大。大型煤炭堆场内环境复杂，监控点位选择困难，难以实现堆场内所有垛位的无死角监控。从码头运营管理角度，实现煤五期堆场垛位无死角监控对垛位盘点、着火煤监控、堆取料作业等能够起到人工难以替代的辅助作用，一直是码头运营管理部门的迫切需要。 1 现场条件煤五期堆场东西长1 100 m，南北宽900 m，是一个近似正方形的广阔区域。堆场内包含垛位 100个，垛位高度可达17 m。堆场内有堆料机、取料机14台，沿东西方向从南到北设有堆取料机行走轨道11条。受堆取料机行走范围以及机械臂高度和回旋范围的限制，在堆场内部不具备架设监控摄像机的条件。另外，因不能影响堆场地基承载力，堆场内部也不能开挖电缆沟布设传输光缆。 2 监控设备选型及传输网络建设2.1 监控摄像机安装点位选择根据煤炭堆场的实际条件，监控摄像机只能架设在堆场外侧。在堆场东西两侧，各有 11个照明高杆。照明高杆设备栏距地面28 m，高于垛位高度和堆取料机高度，可满足监控摄像机安装高度的要求。选择照明高杆设备栏作为监控摄像机的安装点位，在能够实现对垛位监控的同时，还能实现对堆场内堆取料作业的监控，从而扩展了监控系统的使用范围。 2.2 前端监控设备选型前端设备指安装在照明高杆上的监控设备，主要包括支架、云台、护罩、摄像机和镜头等。为确保监控图像的清晰度、便于信号传输和网络发布，选择第三代视频监控摄像机，即 IP网络监控摄像机。在云台和护罩的选型方面，考虑到煤炭堆场高粉尘、高盐碱、高湿度的环境特点，选择一体化重型云台，IP等级（防水防尘等级）达到67。 选择堆场两侧照明高杆作为摄像机安装点位，造成了堆场内垛位与监控摄像机的距离差距很大。堆场东西两侧垛位与监控摄像机的距离在两百米以内，普通的监控镜头就可以满足需要。但因堆场东西跨度大约1 100 m，中间垛位最远距离监控摄像机可达500 m以上，为确保堆场中间垛位监控图像效果，需选择长焦镜头。 2.3 监控摄像机布放方案按堆场内垛位与高杆灯距离的远近，把堆场垛位分成30个监控区域，每个监控区域3～4个垛位。 堆场内靠近高杆灯的区域用一个摄像机监控，镜头选用普通镜头；堆场中间的垛位用两个摄像机从不同角度监视，镜头选用长焦镜头，共使用监控设备40套。按照监控设备和监控区域的对应关系，使用监控设备的守望功能，逐一设置并保存每套监控设备中云台的旋转位置、摄像机俯角和镜头焦距，以达到监控设备在用户调整监控区域后，经预设的时间间隔自动回归预设位置。 2.4 杆上设备供电及视频信号下传因照明高杆原有电缆为照明供电电缆，白天没有供电，故无法从高杆上直接取电。根据现场高杆的位置，从最近的变配电室沿电缆桥架布放220 V低压电缆到监控控制箱，经稳压降压后为前端设备供电。监控控制箱设置在高杆杆体下方。 杆上视频信号的下传使用超五类网线，上端连接摄像机IP端口，下端经光电转换后与监控控制箱内的光钎收发器连接。 供电线与网线定制成为一根照明高杆内部随行线缆，每根随行线缆内包括网线两条、2.5平方供电线一对。 2.5 卸车作业线原有监控资源整合因卸车作业与堆场作业关系密切，在实现堆场垛位实时监控的同时，整合了卸车作业线已有的监控视频信号，与堆场监控视频信号一同存储和使用。 卸车作业线原有视频多为模拟视频，整合过程中需完成从模拟信号向数字信号的转换。具体的整合方案为在模拟视频信号进入原有的视频矩阵前加装视频分配器，将原有信号一分为二，其中一路按照原有方式进入视频矩阵，不影响原有系统的使用；另外一路模拟信号经视频编码器编码后，形成数字信号进入智能监控系统硬盘录像机。该方案的优点在于不影响原有系统的性能，加装设备简单、投入低廉。模拟监控资源整合方案如图1所示。  图1 模拟监控资源整合方案 2.6 视频传输网络建设堆场附近网络传输资源有限，无线传输因作业现场电磁环境复杂无法使用。为确保监控信号的传输，在堆场两侧铺设了光纤传输网络。具体方案为每个高杆布设一条4芯光缆，东西两侧各高杆的4芯光缆经熔接后分别使用一条 48芯大对数光缆将视频信号传输到堆场附近的中央控制室。监控信号在中央控制室的交换设备上汇接后，通过中央控制室与港口机房间的光纤通道传送至机房硬盘阵列。 2.7 机房设备机房设备主要包括与前端监控设备配套的视频存储服务器、硬盘阵列、视频转发服务器、网络视频监控平台、视频发布服务器以及网络交换机等。其中硬盘阵列的容量应能保证存储各路监控视频3个月。 3 移动终端下的智能监控通过堆场监控设备的布放以及传输网络的建设，采集到堆场内各垛位的监控视频信息，但是单纯的监控视频信息对生产的辅助作用并不大，因为视频信息的使用者无法从视频信号中获取诸如货主、煤种、堆存数量、作业类型等业务信息。为了更好的发挥监控视频对生产的辅助作用，就必须实现监控视频信息与生产作业信息的匹配和同步，实现智能监控。 3.1 监控视频信息与生产作业信息的同步以港口生产管理系统作为信息源，通过数据采集程序，实时采集生产系统中的数据。同时完成从以生产为中心的数据模型，向以智能监控为中心的数据模型的转换。在设计数据采集程序时，通过技术手段确保采集程序和生产管理系统的低耦合性，以防止采集程序对生产管理系统性能的影响。 监控系统服务器和生产管理数据库在统一时钟服务器的授时服务下通过对钟保持时间毫米级同步。以时间作为非结构化视频信息和结构化作业信息同步的关键字。采集程序采集数据时为数据加盖时间戳，用以记录数据发生的时间。发布数据时，按监控视频的时间匹配到与之同步的作业信息，组合后加载到前台页面展示给用户。 3.2 移动终端下智能监控信息的发布智能监控信息由视频信息和数据信息组成，视频信息经压缩后与数据信息组合，基于互联网/移动互联网向用户发布。浏览器客户端基于 ASP.NET开发，使用Visual Studio 2005开发环境。移动端应用基于iOS和Android开发，支持当今流行的操作系统。用户可以通过台式电脑使用浏览器登录系统，也可以使用移动终端，如ipad、手机登录。 4 移动终端下智能监控系统总体架构综上所述，移动终端下大型散杂货露天堆场智能监控系统总体架构如图2所示。  图2 智能监控系统架构 智能监控系统由四层结构组成。第一层为现场设备层，由视频监控设备和视频传输设备构成；第二层为视频监控信号的汇聚层，完成摄像机视频信号转换和汇集；第三层为系统管理服务层，由管理服务器、监控系统服务器以及与生产管理系统的接口组成，完成智能监控信息发布前数据和视频的采集和同步；第四层为应用层，通过互联网/移动互联网向系统用户提供智能监控信息服务。 5 系统特点通过合理选择监控点位以及长焦镜头和普通镜头的搭配使用，在不影响港口设备运行的情况下，充分利用堆场条件，实现了广阔面积内、复杂作业环境中的动态无死角监控。 以局域网络中的统一授时服务为基础，采用时间戳技术，实现非结构化视频信息与结构化生产作业信息的毫秒级同步，提升了监控视频信息的利用价值，实现了智能监控。 智能视频信息可经移动终端发布，用户可使用移动终端随时随地检索视频信息，扩展了监控信息的使用范围。 6 结 语传统视频监控系统的视频信息单一，除监控画面外难以同时显示与画面相关的环境、数据等信息，在视频发布手段上也存在短板。这些缺点限制了视频监控系统的使用范围。随着信息整合技术的发展以及互联网/移动互联网的普及，基于移动终端的智能监控系统将在更广阔的范围内得到应用。 Application of Intelligent Monitoring System in Large Open Stockyard of Bulk & General Cargos Yang Pengnan Abstract:In order to realize video monitoring over large open stockyard of bulk and general cargos, according to the stockyard environment and the state of operation equipment, the monitoring videos are gathered, transmitted and kept together through fiber optic transmission network subject to the rational selection of monitoring equipment and monitoring point location. The combination of video monitoring and management system will support the intelligent application of video and production information based on mobile terminal. Key words:bulk and general cargos; large open stockyard; intelligent monitoring; information integration; mobile terminal; harbor 中图分类号：TP3；U653.7 文献标志码：A 文章编号：1004-9592（2017）04-0082-03 DOI： 10.16403/j.cnki.ggjs20170419 收稿日期：2017-03-20 作者简介：杨鹏南（1976-），男，高级工程师，主要从事港口信息化建设及技术管理工作。 |
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