起重机远程操作视频解决方案

远程操作场桥/岸桥装卸集装箱

方案背景

随着世界经济总量的增长和国际贸易的发展,集装箱运输业快速发展,各码头之间的竞争日趋激烈。在集装箱码头的传统生产作业方式中,无论是岸桥还是场桥,都是由驾驶人员坐在起重机上操控的。这种传统作业方式存在多种问题:起重机和司机是一对一的,用工成本较高;集装箱对位靠集卡司机目视完成,作业效率低;起重机司机长期低头工作,颈椎问题大大影响了身体健康;起重机司机在场地中走动,很难保证绝对的安全生产。

岸桥和场桥的装卸能力和速度直接决定了码头作业的生产效率。随着国际集装箱运输业的高速发展以及数字化技术的普及,集装箱码头在生产作业和操作管理模式方面的精细化、系统化、自动化要求更高 ,具有使用人力少、作业效率高、生产安全性好的自动化集装箱码头必将成为未来的发展趋势。如何实现起重机装卸作业的远程控制,减少现场人员,降低运营成本,提高作业效率,减轻操作人员的劳动强度,改善作业环境成为业界关注问题。我国自动化集装箱码头发展尚处于起步阶段,对现有设备操控网络进行自动化改造是顺应这一趋势的重要途径。

需求分析
集装箱码头的主要业务就是装卸集装箱。为了实现装卸集装箱的远程操作,要解决多方面的难题,包括:任务分发、远程通信、集装箱对位、箱号识别、语音及视频传送、安全保障、起重机运行状态捕获等,其中涉及到PLC、激光、RFID、OCR、网络、视频、语音等多种技术。视频系统在其中充当着“眼睛”的作用,它让司机在远离场地的情况下,实时掌握起重机的整机状态,可在一定程度上提升操作效率、保障运营安全。

起重机的运行状态大致可分为大车行走、20尺抓/放箱、40尺抓/放箱、双20尺抓/放箱、过街、故障等。起重机处于不同运行状态时,需要看的视角也是不同的。比如抓/放箱时,需要关注吊具下方、集装箱卡车的画面;大车行走时,需要关注行走方向是否有人或障碍物;起重机故障时,需要看到尽量多的画面以帮助判断故障原因。因此,在系统设计时,要结合所有使用场景,进行点位设计和摄像头选型。

起重机都是运行在室外环境中的,盐雾、雨水、大风、昼夜光线变化等环境因素会影响摄像头的正常运行和图像质量,同时起重机的震动会带来安全隐患和视频画面的抖动,这些都是选择摄像头时需要考虑的问题。

在远程操作的解决方案中,很大比例的工作都是自动化的,这就要求其中的视频系统能根据不同运行场景自动切换摄像机的视频画面,减少甚至不用人为干预,就能辅助司机进行着箱、对位等操作。

方案设计

远程操作视频解决方案由前端网络摄像机、网络传输设备、视频管理平台、视频存储设备和视频客户端组成。前端摄像机均采用工业级的304/316不锈钢摄像机,具有抗震动、防腐蚀、坚固耐用的特点。根据实际使用场景,一个起重机上需安装多台不同类型(枪机、云台、球机)摄像机。视频管理平台作为服务器端,可以提供组织、设备管理,给客户端提供接口。视频存储设备能够记录一段时间内的摄像头画面,供事后追踪查询。视频客户端的视频延时在150毫秒以内,以保证远程操控的的实时性。视频客户端内置与起重机控制系统的对接模块,能够根据设备的运行状态,自动切换或调用相应前端摄像机的实况画面。