湯國翔，張紅標(biāo)

（江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司 貴溪冶煉廠，江西 貴溪 335424）

1 引言

銅精礦、廢雜銅是銅冶煉的主要原料，貴冶原料部作為入廠原料檢驗的管理部門，肩負(fù)著采樣、制樣、加工、檢驗和原料汽車運(yùn)輸管理的職能［1］。其中，銅原料汽車運(yùn)輸管理的重點工作主要有：一是交通安全管理。大部分駕駛員都是外地人，對工廠路線不熟悉，對廠區(qū)汽車管理規(guī)定也不清楚，容易出現(xiàn)違規(guī)駕駛行為，發(fā)生交通事故。二是原料安全管控。防止不法經(jīng)營者在載貨車水箱中裝滿水，在駕駛室內(nèi)或車頂上放置石塊、鋼錠等重物。其在計重后，會將水放掉、重物拋掉，卸貨后計皮重［2］，從中謀利。因此，原料部需安排專人押車，負(fù)責(zé)汽車從進(jìn)廠到卸貨的運(yùn)輸全過程監(jiān)督，實時掌握運(yùn)輸過程的動態(tài)，確保車輛行駛安全及原料安全。

由于原料運(yùn)輸車輛多，貨場路途遠(yuǎn)，檢驗人員騎自行車押送原料運(yùn)輸汽車，需要多人次往返押送，作業(yè)勞動強(qiáng)度大，人力資源耗費(fèi)過量；同時，員工押運(yùn)多輛汽車，無法實時掌握每一輛汽車的行駛狀況，以及司機(jī)違反規(guī)定拋撒非銅物料,在車皮重量上、原料重量及品位上實施做假的行為［3］。隨著5G通信技術(shù)的發(fā)展，貴冶以建設(shè)智能工廠為契機(jī)，將5G通信技術(shù)應(yīng)用在汽車運(yùn)輸管理上，使用高效、強(qiáng)大的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)來解決人工押車難題，實現(xiàn)了高質(zhì)量的押車管理［4］。

2 技術(shù)方案

采用基于5G通信技術(shù)的無線視頻監(jiān)控技術(shù)對車輛行駛狀況進(jìn)行智能視頻監(jiān)控，主要是利用5G低延遲、高速度和大容量的特點，結(jié)合交通一體化槍球機(jī)系統(tǒng)智能算法、圖像識別、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，實現(xiàn)對外來運(yùn)輸車輛基本信息、車速狀況、行車軌跡的掌控，能對流動吸煙、違規(guī)拋撒非銅物料、超速等違規(guī)行為全程抓拍。交通一體化槍球機(jī)采用深度學(xué)習(xí)的智能算法，去除了原算法層面的人工目標(biāo)挑選過程，由前端攝像機(jī)進(jìn)行目標(biāo)自主挑選，摒除人工挑選對識別模式的限制，利用計算機(jī)精細(xì)化的運(yùn)算、幾何圖形、幾何比例特殊處理等方式，達(dá)到精細(xì)化識別的目的，實現(xiàn)對各類違規(guī)事件的抓拍及報警。

通過在廠區(qū)現(xiàn)場道路加裝高清智能攝像機(jī)，利用5G網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻數(shù)據(jù)，搭建集后臺處理和大屏顯示為一體的監(jiān)控中心等技術(shù)手段，建設(shè)智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對廠區(qū)內(nèi)運(yùn)輸車輛的實時智能監(jiān)控。一旦發(fā)現(xiàn)違規(guī)行為，監(jiān)控中心就能自動判斷和發(fā)送預(yù)警，監(jiān)控人員通過天翼對講喊話功能，與司機(jī)取得聯(lián)系，及時干預(yù)和處置。

2.1 交通一體化槍球典型系統(tǒng)

交通一體化槍球典型系統(tǒng)如圖1所示，主要包括：前端槍球、存儲終端和監(jiān)控中心平臺，通過前端設(shè)備實現(xiàn)交通事件的抓拍取證，將數(shù)據(jù)存儲到終端設(shè)備，最終在監(jiān)控中心平臺將數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚使用。其主要功能如下：

圖1 交通一體化槍球典型系統(tǒng)圖

（1）違章取證。球機(jī)通道支持違停、逆行、壓線、變道、機(jī)占非、掉頭六種違章事件檢測；槍機(jī)通道支持逆行、壓線、變道、機(jī)占非、掉頭五種違章事件檢測。

（2）交通事件檢測。槍球機(jī)通道支持拋撒物檢測、行人檢測、路障檢測、施工檢測、交通事故檢測。

（3）車輛檢測。支持抓拍、識牌，并能對車輛進(jìn)行結(jié)構(gòu)化分析。球機(jī)通道自帶白光燈，支持針對車牌進(jìn)行白光補(bǔ)光，提升產(chǎn)品適應(yīng)范圍。支持自動標(biāo)定，內(nèi)嵌多套槍機(jī)視場角參數(shù)和畸變參數(shù)，使槍機(jī)在任意角度、任意焦距位置，均可以進(jìn)行自動標(biāo)定。

2.2 智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)

傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)以人工監(jiān)控為主，一類是安排監(jiān)控人員專職監(jiān)控視頻，發(fā)現(xiàn)違規(guī)事件立即手動抓拍，但容易出現(xiàn)遺漏的情形。另一類是現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)違規(guī)事件，反饋到監(jiān)控中心，再去調(diào)看視頻，此類屬于事后查證，視頻監(jiān)控沒有發(fā)揮及時、有效的作用。本文提出的5G智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有目標(biāo)自主挑選、實時事件監(jiān)控功能。首先，將所有違規(guī)行為按照事件等級高低形成事件列表，其中超速、打電話、吸煙為高等級，不系安全帶為低等級。一旦違規(guī)事件發(fā)生，系統(tǒng)將自動抓拍形成事件詳情，并以彈圖形式展示在事件聯(lián)動界面上，同時伴有聲音提示。事件詳情包括事件的觸發(fā)時間、事件內(nèi)容、事件等級、抓拍圖片或?qū)崟r視頻等。檢驗人員接到提示信息后，可立即處置，實現(xiàn)了準(zhǔn)確、高效、全方位的監(jiān)控管理。

2.2.1 車輛測速系統(tǒng)

貴冶對廠區(qū)車輛行駛速度做了明確的限制，要求小車限速30km/h，大車限速20km/h。原料運(yùn)輸車輛在廠內(nèi)行駛?cè)菀装l(fā)生超速行為。在關(guān)鍵卡口安裝攝像機(jī)，實時對限速區(qū)域進(jìn)行車輛測速。汽車超速后,將報警信息傳送到監(jiān)控中心，進(jìn)行彈圖和聲音提示，并自動記錄在案，如圖2所示。同時該系統(tǒng)可設(shè)置黑名單車輛，當(dāng)廠區(qū)卡口設(shè)備識別黑名單車輛時，監(jiān)控中心會接收到報警信息并進(jìn)行聲音提示。

圖2 超速

2.2.2 道路安全監(jiān)控系統(tǒng)

道路安全監(jiān)控系統(tǒng)通過槍球一體機(jī)進(jìn)行道路車輛異常行為分析，基于目標(biāo)識別與跟蹤技術(shù)來分析采集的視頻數(shù)據(jù)，過濾掉圖像中的無用信息或干擾信息，抽取視頻源中的關(guān)鍵信息，判斷有無異常［6］。車輛有違規(guī)行為時，系統(tǒng)會給平臺發(fā)送報警信號，監(jiān)控中心人員可以通過平臺實時監(jiān)測車輛運(yùn)行情況，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)管。槍球一體機(jī)可以覆蓋三車道，縱深長度100m。

（1）針對駕駛員接打手機(jī)、吸煙、不系安全帶等違法駕駛行為，系統(tǒng)采用卡口檢測技術(shù)，實現(xiàn)對前排駕駛?cè)私哟螂娫挼葼顟B(tài)的檢測，識別提示潛在的安全風(fēng)險，督促駕駛員規(guī)范操作［7］，做到安全文明駕駛。系統(tǒng)對違規(guī)行為進(jìn)行自動抓拍時，前期容易將司機(jī)摸后腦勺、掏耳朵等行為誤報為打電話。通過采用人臉識別服務(wù)器，利用摸耳朵過程比較短暫，打電話手部比較穩(wěn)定等行為上的差異，進(jìn)行深度機(jī)器學(xué)習(xí)，通過大量的打電話和摸耳朵差異化的圖片樣本去做機(jī)器學(xué)習(xí)和算法訓(xùn)練，采集多幀圖片持續(xù)跟蹤動作，已解決此類誤報事件，提升了系統(tǒng)檢測準(zhǔn)確度。接打手機(jī)行為見圖3。

圖3 接打手機(jī)行為

（2）智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的顯著優(yōu)點是能夠?qū)崟r報告準(zhǔn)確的交通狀況信息［8］，對監(jiān)控區(qū)域內(nèi)發(fā)生的違章停車事件進(jìn)行自動檢測并報警。通過平臺設(shè)置規(guī)則，當(dāng)車輛在卸貨區(qū)正常停車時不報警。如果施工車輛違規(guī)停車進(jìn)行占道作業(yè)（如圖4所示），或者原料運(yùn)輸車輛在其他非卸貨區(qū)域停車，發(fā)生司機(jī)將水放掉、拋撒非銅物料等違規(guī)行為，平臺就會自動報警，并通知現(xiàn)場檢驗人員前往處置。

圖4 機(jī)動車違停檢測圖

（3）若發(fā)生原料運(yùn)輸車輛行駛途中不停車直接拋撒非銅物料現(xiàn)象（如圖5所示），系統(tǒng)將自動抓拍取證并在監(jiān)控中心彈出報警信息。檢驗人員第一時間去現(xiàn)場處置，對非銅物料進(jìn)行計量并做扣量處理。檢測拋撒物的區(qū)域、停留時間、布防時間可自定義設(shè)置。該功能能有效解決相關(guān)信息發(fā)現(xiàn)不及時、記錄不直觀、傳遞效率低等問題［9］。

圖5 拋灑物檢測圖

2.3 傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計

傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要作用是接入各類監(jiān)控資源，為中心管理平臺的各項應(yīng)用提供基礎(chǔ)保障，能夠更好地服務(wù)于終端用戶。隨著網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計向扁平化方向發(fā)展，采用核心、接入層設(shè)計。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖6 傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

2.3.1 核心層

核心層主要設(shè)備是核心交換機(jī)。作為整個網(wǎng)絡(luò)的大腦，核心交換機(jī)需具備高可靠性及高穩(wěn)定性的要求，一般均采用模塊化框式交換機(jī)，在可靠性配置上需具備雙電源、雙引擎的要求，在穩(wěn)定性配置上需選擇合適的背板帶寬及處理能力較高的板卡，對特殊行業(yè)還可采用雙核心交換機(jī)部署方式。

2.3.2 接入層

（1）前端視頻資源接入

前端網(wǎng)絡(luò)采用獨(dú)立的IP地址網(wǎng)段，完成對前端多只監(jiān)控設(shè)備的互聯(lián)。前端視頻資源通過IP傳輸網(wǎng)絡(luò)接入數(shù)據(jù)中心或者數(shù)據(jù)機(jī)房進(jìn)行匯聚。

（2）用戶接入

對于用戶端接入交換機(jī)部分，需要增加相應(yīng)的用戶接入交換機(jī)，提供用戶上網(wǎng)服務(wù)。數(shù)據(jù)中心部署接入交換機(jī)，通過千兆光纖鏈路接入到傳輸網(wǎng)絡(luò)，保證設(shè)備及客戶端的正常使用。

2.4 監(jiān)控中心系統(tǒng)設(shè)計

監(jiān)控中心系統(tǒng)主要由存儲系統(tǒng)、解碼系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)等組成。通過采用CVR集中存儲的存儲系統(tǒng)，可實現(xiàn)對監(jiān)控數(shù)據(jù)的直接下載、檢索、瀏覽和回放等，可獲得極高的錄像導(dǎo)入、導(dǎo)出速度，提供更流暢的錄像回放質(zhì)量。解碼系統(tǒng)便于用戶用鼠標(biāo)直接拖拽樹形資源上的監(jiān)控點到解碼窗口中，完成該監(jiān)控點實時視頻、回放視頻的解碼上墻處理?？刂葡到y(tǒng)可以通過網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對視頻綜合平臺輸出的視頻進(jìn)行矩陣切換控制，可以實現(xiàn)對前端通道的云鏡控制。顯示系統(tǒng)則通過高清大屏，對高清視頻進(jìn)行高分辨率地展現(xiàn)［10］，如圖7所示。

圖7 監(jiān)控中心電視墻

2.5 天翼對講

天翼對講機(jī)即GPS定位智能喊話器，車輛進(jìn)廠時分發(fā)給司機(jī)，離廠時收回。天翼對講機(jī)具有定位功能和報警喊話功能。在車輛行駛過程中出現(xiàn)違規(guī)行為后，會通過視頻智能分析并傳輸信號到監(jiān)控中心，此時系統(tǒng)會發(fā)出報警信息，監(jiān)控中心人員可以使用天翼對講直接對原料運(yùn)輸車輛司機(jī)進(jìn)行指揮、調(diào)度，也可以通知現(xiàn)場檢驗人員就近處置，實現(xiàn)監(jiān)控中心人員遠(yuǎn)程集中調(diào)度管理，確保車輛在運(yùn)輸過程中的實時監(jiān)控和管理。

3 方案實施

選取廠區(qū)120噸磅房到一系統(tǒng)銅精礦庫路段和貨車返程單向路段兩條線路進(jìn)行項目實施,在原料運(yùn)輸路線沿途安裝34臺高清智能攝像機(jī)（其中球機(jī)17臺，槍機(jī)17臺），將監(jiān)控視頻畫面通過5G網(wǎng)絡(luò)傳送至監(jiān)控中心大屏，對來廠車輛實時監(jiān)控。

（1）點位設(shè)置：根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境，約100米設(shè)置一個監(jiān)控點位，采用5G+光纖有線分開傳輸?shù)哪Ｊ?，以最佳的性價比保證系統(tǒng)功能實現(xiàn)。

（2）安裝方式：新增立桿，或者利用現(xiàn)有的管網(wǎng)龍門架安裝設(shè)備。安裝方式如圖8、圖9所示。

圖8 利用現(xiàn)有管網(wǎng)龍門架

圖9 新增立桿

（3）節(jié)約投資：通信光纜盡量沿廠區(qū)內(nèi)架空管網(wǎng)布放，減少路面開挖，設(shè)備電源就近取電，避免資源浪費(fèi)。

4 實施效果

（1）5G智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過實時事件監(jiān)控功能，自動抓拍違規(guī)行為并彈圖提示檢驗人員及時處置，實現(xiàn)了準(zhǔn)確、高效、全方位的視頻監(jiān)控。

（2）通過視頻監(jiān)控，可以發(fā)現(xiàn)司機(jī)和制止司機(jī)開車打電話、抽煙、違規(guī)超車等違規(guī)駕駛行為，確保車輛行駛安全。同時，克服了人工押車視線受阻、長距離車隊很難監(jiān)控到位的弊端，有效打擊了司機(jī)拋撒非銅物料，行駛途中放水等作假行為。

（3）利用視頻監(jiān)控來替代人工現(xiàn)場監(jiān)督，實行無人押車。作業(yè)人員由原來4人騎自行車押車，縮減成1人在監(jiān)控中心值守，將押車人員從重復(fù)、低效的勞動中解放出來，降低了勞動強(qiáng)度，改善了員工作業(yè)環(huán)境。

5 結(jié)束語

通過采用基于5G無線視頻監(jiān)控技術(shù)對車輛行駛狀況進(jìn)行智能監(jiān)控，實行無人押車、遠(yuǎn)程集中監(jiān)控，有效解決了以往汽車運(yùn)輸管理工作的難題，保障了道路交通安全，遏制了拋撒非銅物料、行駛途中放水等作假行為，切實維護(hù)了工廠經(jīng)濟(jì)利益。同時，該項目通過智能化的視頻系統(tǒng)代替人工監(jiān)控，在降低勞動強(qiáng)度和用工數(shù)量的同時，進(jìn)一步提升了企業(yè)管理的數(shù)字化水平，對于大型工廠廠區(qū)內(nèi)原料運(yùn)輸監(jiān)管和交通安全管控有一定借鑒意義。