賴宇 陳松 羅羚源 祝孟偉

摘 要：通過長(zhǎng)江干線蘭-鳊段數(shù)字航道的建設(shè)及運(yùn)行，已實(shí)現(xiàn)了對(duì)航標(biāo)動(dòng)態(tài)信息（燈質(zhì)、電壓、位置等）的監(jiān)控管理，俗稱電子巡查航。但是對(duì)于航道現(xiàn)場(chǎng)水域、航標(biāo)外觀等情況依然無法在數(shù)字航道平臺(tái)進(jìn)行監(jiān)管、巡查，只能采取傳統(tǒng)的航道維護(hù)船艇開展航道現(xiàn)場(chǎng)巡查航。本文在分析現(xiàn)有的航道巡查航方式的基礎(chǔ)上，提出了一種利用航行的社會(huì)船舶來實(shí)現(xiàn)視頻巡查航的新模式，彌補(bǔ)了電子巡查航對(duì)航道現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管的不足，豐富了巡查航的方式。

關(guān)鍵詞：社會(huì)船舶;電子巡查航;視頻巡查航

1前言

通過蘭-鳊段數(shù)字航道的建設(shè)，長(zhǎng)江重慶航道局轄區(qū)已初步實(shí)現(xiàn)了對(duì)航標(biāo)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控管理。2018年8月，長(zhǎng)江航道局正式啟動(dòng)長(zhǎng)江干線數(shù)字航道聯(lián)通運(yùn)行專項(xiàng)工作，按照“業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)，協(xié)同推進(jìn);示范推廣，分步聯(lián)通;自上而下，全線貫穿;由內(nèi)而外，轉(zhuǎn)型發(fā)展”的原則，通過一年時(shí)間完成了長(zhǎng)江干線數(shù)字航道全面聯(lián)通運(yùn)行，自此長(zhǎng)江干線數(shù)字航道正式進(jìn)入全線貫通運(yùn)行新時(shí)期。

現(xiàn)有的數(shù)字航道系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)航標(biāo)的動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行監(jiān)管，包括航標(biāo)燈的燈質(zhì)、電壓、電流、日光閾值、位置等動(dòng)態(tài)參數(shù)，能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)航標(biāo)漂移、位移、燈器失常、欠壓等異常情況，并進(jìn)行報(bào)警提醒，工作人員根據(jù)發(fā)現(xiàn)的報(bào)警信息，指導(dǎo)航道一線職工開展航道養(yǎng)護(hù)工作，提升了航道養(yǎng)護(hù)的效率和質(zhì)量。但是對(duì)于航道現(xiàn)場(chǎng)水域、航標(biāo)外形外觀等靜態(tài)信息依然缺乏有效的監(jiān)管，對(duì)航道水域發(fā)生的海損事故、標(biāo)志船碰撞、打橫、側(cè)翻等情況，依然采取傳統(tǒng)的行輪告知、船艇巡航等方式發(fā)現(xiàn)，無法進(jìn)行及時(shí)有效的主動(dòng)監(jiān)管。因此，本文提出了基于社會(huì)船舶的正常航行開展視頻巡查航的新模式，探索利用在長(zhǎng)江中正常航行的船舶上安裝智能視頻監(jiān)控設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)轄區(qū)航道的視頻巡查航，主動(dòng)監(jiān)視航道水域及標(biāo)志船的現(xiàn)場(chǎng)情況。

2 視頻巡查航

視頻巡查航是指利用視頻監(jiān)控設(shè)備對(duì)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的航道、航標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)管，能夠?qū)崟r(shí)巡查航道水域的情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)航道航標(biāo)異常情況，為航道養(yǎng)護(hù)管理提供技術(shù)支撐。移動(dòng)的視頻監(jiān)控比固定的視頻監(jiān)控巡查航更靈活，監(jiān)視范圍更廣泛。依托長(zhǎng)江重慶航道局科技項(xiàng)目《基于社會(huì)船舶船載視頻的智能航道巡檢技術(shù)應(yīng)用研究》，本文淺析了利用社會(huì)船舶開展視頻巡查航在航道養(yǎng)護(hù)管理中的應(yīng)用。

通過在社會(huì)船舶上安裝部署智能視頻監(jiān)控設(shè)備及系統(tǒng)，有效地利用社會(huì)船舶資源（旅游船等），本文選擇在黃金五號(hào)旅游船上實(shí)施的視頻監(jiān)控項(xiàng)目，利用黃金五號(hào)游輪在航道內(nèi)的正常航行，對(duì)視頻監(jiān)控范圍內(nèi)的航道航標(biāo)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)巡查，并運(yùn)用大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)標(biāo)志船的準(zhǔn)確識(shí)別，實(shí)時(shí)檢查航標(biāo)船有無傾斜、打橫、側(cè)翻、懸掛纏繞物等現(xiàn)場(chǎng)情況，還能對(duì)標(biāo)志船進(jìn)行聯(lián)動(dòng)抓拍、前端存儲(chǔ)、“云”存儲(chǔ)等，并通過4G無線公網(wǎng)實(shí)現(xiàn)圖片、視頻實(shí)時(shí)回傳，能夠在視頻監(jiān)控平臺(tái)端實(shí)時(shí)查看航道現(xiàn)場(chǎng)情況，且可根據(jù)工作需要對(duì)以前的圖片及視頻進(jìn)行回放、追溯。黃金五號(hào)游船上安裝的視頻監(jiān)控如圖1、圖2所示：

通過黃金五號(hào)游輪上安裝的視頻監(jiān)控前端，采集的圖片或視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在前端的NVR中，并通過無線4G網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)或者適時(shí)回傳到“云”服務(wù)器上，后端通過視頻監(jiān)控平臺(tái)實(shí)時(shí)或者回看“云”端視頻、圖片數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)航道水域、航標(biāo)的巡查航，及時(shí)發(fā)現(xiàn)航道現(xiàn)場(chǎng)狀況，為航道養(yǎng)護(hù)管理提供技術(shù)支撐，視頻監(jiān)控流程圖如圖3所示。

3 該視頻監(jiān)控創(chuàng)新性

3.1視頻監(jiān)控前段增加算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)志船的智能識(shí)別、分析

在前端攝像頭增加算法，對(duì)標(biāo)志船進(jìn)行大量深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練，通過足夠的學(xué)習(xí)認(rèn)知以后，提高對(duì)標(biāo)志船的智能識(shí)別、分析能力，結(jié)合TVP超視覺技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)志船的智能識(shí)別，如圖4所示。利用黃金五號(hào)游輪正常航行實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)志船的識(shí)別與巡檢，達(dá)到巡查航的目的。運(yùn)用S+265視頻傳輸技術(shù)，通過編碼預(yù)測(cè)及場(chǎng)景自適應(yīng)算法，在H.265的基礎(chǔ)上降低碼率，節(jié)省帶寬和存儲(chǔ)空間。

3.2采用“云”服務(wù)器存儲(chǔ)部署，取代傳統(tǒng)硬件服務(wù)器

該視頻監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)及數(shù)據(jù)庫采用“云”端部署，而不是傳統(tǒng)的硬件服務(wù)器部署。與傳統(tǒng)服務(wù)器部署相比，“云”服務(wù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：集中性、靈活性、移動(dòng)性、同一性。在信息處理、傳輸、儲(chǔ)存等各環(huán)節(jié)中都能夠集中資源并提升速度，如遇上資源服務(wù)緊張時(shí)，可借助其他區(qū)域的“云”服務(wù)器資源進(jìn)行緩解，以保證數(shù)據(jù)運(yùn)行更加順暢。“云”服務(wù)器還具有數(shù)據(jù)共享、跨平臺(tái)、可擴(kuò)展、低成本等優(yōu)勢(shì)。

3.3智能硬盤刻錄機(jī)（NVR）

前端硬盤刻錄機(jī)為智能算法NVR，內(nèi)嵌成熟的視頻結(jié)構(gòu)化識(shí)別算法，對(duì)實(shí)時(shí)視頻進(jìn)行標(biāo)志船的檢出、跟蹤、抓拍并識(shí)別，充分挖掘監(jiān)控視頻的價(jià)值，在航行過程中實(shí)現(xiàn)對(duì)航道的視頻監(jiān)控，實(shí)時(shí)獲取航道附近水域及標(biāo)志船監(jiān)控視頻，可通過平臺(tái)管理操控前端設(shè)備，隨時(shí)調(diào)整攝像頭的角度與方位，并可調(diào)整焦距查看標(biāo)志船近景，如圖5所示，識(shí)別標(biāo)志船抓拍圖片回傳，實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)志船的檢查。

4 社會(huì)船舶巡查航的優(yōu)勢(shì)

利用社會(huì)船舶在長(zhǎng)江上的正常航行來實(shí)現(xiàn)對(duì)航道水域、航標(biāo)情況的現(xiàn)場(chǎng)檢查，可以彌補(bǔ)數(shù)字航道監(jiān)控平臺(tái)電子巡查航無法對(duì)航道現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行巡查的不足，又可以減少傳統(tǒng)的航道維護(hù)船艇出航巡查次數(shù)，有效地利用了社會(huì)船艇資源，減少了航道維護(hù)船艇出航的燃油消耗以及工作量。在未增加社會(huì)船艇工作量以及經(jīng)濟(jì)費(fèi)用的情況下，即為航道養(yǎng)護(hù)部門開展航道養(yǎng)護(hù)管理提供了技術(shù)支撐，也為船方航行提供了便利，船方同樣可以使用該視頻監(jiān)控，在航行時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)航道水域的現(xiàn)場(chǎng)情況，為航行提供參考，踐行了長(zhǎng)江航道公益服務(wù)的理念，為船方提供了便利。

5 結(jié)語

隨著航道科技的進(jìn)步與發(fā)展，航道巡查航的模式呈現(xiàn)出多樣化，從傳統(tǒng)的航道維護(hù)船艇、人工巡查航，逐步向數(shù)字航道電子巡查航、可視化視頻巡查航等轉(zhuǎn)變，現(xiàn)代化的巡查航方式更高效、更智能、更便捷，減少了航道職工的出航次數(shù)，降低了職工的巡查航工作量，節(jié)約航道養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)，提高了航道養(yǎng)護(hù)管理的質(zhì)量，提升了航道對(duì)外公共服務(wù)水平和航運(yùn)效益，對(duì)保障長(zhǎng)江航道暢通安全起到積極作用。

未來在可視化視頻巡查航的基礎(chǔ)上，結(jié)合無人機(jī)空中巡航、數(shù)字航道電子巡航、航道維護(hù)船艇巡航打造“水、陸、空”三位一體的立體巡查航體系建設(shè)，實(shí)現(xiàn)多種巡查航模式相結(jié)合的方式，進(jìn)一步提升航道養(yǎng)護(hù)的效率與質(zhì)量，更好的服務(wù)長(zhǎng)江水運(yùn)、服務(wù)沿江經(jīng)濟(jì)、服務(wù)流域百姓，踐行長(zhǎng)江航道的使命擔(dān)當(dāng)。

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