漢江運輸智能物流監(jiān)控解決方案

李子龍，李華才，童學兵，余國民，陳國文

(能源集團漢川第一發(fā)電有限公司，湖北 漢川 431699)

1 系統(tǒng)概況

漢江運輸智能化管控平臺可對運輸貨物進行智能化的監(jiān)控，提高煤炭航運的科學管理水平，實現(xiàn)全程無死角的智能物流。

1)可視化管理。系統(tǒng)通過采用4G定向無線網(wǎng)絡(luò)傳輸，微光全彩攝像頭可實現(xiàn)航運過程全線無盲點的高清視頻直播功能，真正地實現(xiàn)了航運貨物運輸全程可視化。監(jiān)管人員可隨時隨地查看貨倉實時視頻畫面，當有異常情況發(fā)生時可快速通過系統(tǒng)中的船東聯(lián)系方式聯(lián)系到船東，有效規(guī)避風險、保證貨物安全，可以極大程度地降低貨物在運輸途中的損耗，減少虧噸虧卡。同時，監(jiān)控設(shè)備每5 min會自動截圖貨艙監(jiān)控畫面上傳至服務(wù)器，提供了信號盲區(qū)的查看方案。

2)數(shù)字化管理。運用多種分析工具和統(tǒng)計方法，對系統(tǒng)中的各類數(shù)據(jù)進行智能分析和分類查詢統(tǒng)計，可快速清晰地掌握當前在途運輸貨物總量及參與運輸?shù)拇扒闆r。

3)智能化管理。系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)監(jiān)控產(chǎn)品多“監(jiān)”少“管”的缺陷，運用前沿的人工智能算法，針對整個航運運輸過程，將采集的圖片數(shù)據(jù)分為“正常行駛、無效雨布、未蓋雨布、重載停泊、空倉停泊、靠港作業(yè)”6種類型，其中針對“無效雨布、未蓋雨布”兩類嚴重影響貨物安全的事件及船舶攝像頭斷電情況及時預警通知，可以有效降低貨物在運輸途中拋灑所造成的虧噸虧卡及雨雪天氣造成的貨物污染，及時保障貨物安全、降低損耗、提高企業(yè)收益。

2 水運煤中存在的問題

漢江流經(jīng)陜西、湖北兩省，在湖北省武漢市漢口龍王廟匯入長江。河長1 577 km，流域面積1959年前為17.43萬km2，位居長江水系各流域之首；1959年后，減少至15.9萬km2。干流湖北省丹江口以上為上游，河谷狹窄，長約925 km；丹江口至鐘祥為中游，河谷較寬，沙灘多，長約270 km；鐘祥至漢口為下游，長約382 km，流經(jīng)江漢平原，河道蜿蜒曲折逐步縮小。漢江多灘險峽谷、徑流量大、水力資源豐富，航運條件好。

隨著船舶平均噸位的增大，船舶單位能耗和運輸成本明顯降低，水路運輸?shù)膬r格優(yōu)勢明顯提升，而漢江中下游噸級航道整治工程的實施，船舶大型化趨勢將更加明顯。因此，貨運物流，發(fā)貨方、收貨方、承運方以及航運代理需要一起配合實施貨物的水上配送。在運輸過程中，發(fā)貨單位和收貨單位需要清楚知曉在運輸過程中貨物的實時情況。尤其在內(nèi)河運輸(漢江段)過程中，缺乏統(tǒng)一監(jiān)管的有效手段，發(fā)貨單位和收貨單位需要及時知曉貨物的實時情況，防止轉(zhuǎn)駁運輸過程中拋灑所造成的虧噸虧卡、雨雪天氣造成的貨物污染及其他安全環(huán)保事件，保證煤炭安全，提升企業(yè)效益。

3 原因分析

1)沒有有效的管理方式監(jiān)管運輸過程中的拋灑，貨物污染；存在“運距長、環(huán)節(jié)多、運力散、降水頻”等特點，在業(yè)務(wù)鏈條各個點上，貨物安全、質(zhì)數(shù)量損耗、人員和設(shè)備安全等風險管控點較多，對于統(tǒng)籌、集約化管理的要求較高。

2)運輸時間長，運輸途中貨物的實時情況無法知道[1]。

4 設(shè)計過程及技術(shù)方案

4.1 系統(tǒng)優(yōu)點

1)實用性。依照用戶要求，堅持實用性為主的原則，系統(tǒng)務(wù)必完全滿足站區(qū)的實際需求，采用當前主流應用技術(shù)和相對成熟的技術(shù)，在適當考慮未來發(fā)展需求的前提下，避免盲目追求系統(tǒng)設(shè)計超前性和設(shè)備豪奢性，統(tǒng)籌規(guī)劃，按需定制。

2)安全性。系統(tǒng)的建設(shè)需要融合以往建設(shè)經(jīng)驗，結(jié)合系統(tǒng)的具體應用需求，使用具有成熟應用實踐的軟件平臺架構(gòu)確保系統(tǒng)的健全性，選用具備高可靠性、高安全性，具有數(shù)萬小時平均無故障時間的設(shè)備，建立健全系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行保障機制、建設(shè)系統(tǒng)運行故障預案，全方位多角度保障系統(tǒng)的順利運行。

3)先進性。系統(tǒng)設(shè)計遵循系統(tǒng)工程的設(shè)計準則，通過科學合理地設(shè)計，既防止片面追求某一高指標，又充分體現(xiàn)系統(tǒng)的先進性，選用先進、成熟、可靠的設(shè)備，最大程度地采用成熟、可繼承、具備廣闊發(fā)展前景的先進安保技術(shù)，搭建可升級、可擴展、可兼容的系統(tǒng)和應用平臺，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化和實戰(zhàn)化的系統(tǒng)。

4)開放性。系統(tǒng)設(shè)計采用標準化設(shè)計，嚴格遵循相關(guān)技術(shù)的國際、國內(nèi)和行業(yè)標準，確保系統(tǒng)之間的透明性和互聯(lián)互動，并充分考慮與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)的連接。在設(shè)計和設(shè)備選型時，將科學預測未來擴容需求，進行余量設(shè)計。

4.2 系統(tǒng)構(gòu)成

1)感知探測層：由數(shù)據(jù)采集子層、短距離通信技術(shù)和協(xié)同信息處理子層組成，在該層主要用于通過岸基服務(wù)器對船載設(shè)備終端數(shù)據(jù)的采集。

2)通信網(wǎng)絡(luò)層：通過通信網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)，完成采集數(shù)據(jù)的傳輸。

3)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層：該層為支撐平臺運行的大數(shù)據(jù)中心，主要包括實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫、輔助數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。

4)平臺支撐層：主要包括服務(wù)管理平臺、分布式計算中心，支撐業(yè)務(wù)應用層的功能實現(xiàn)。

5)業(yè)務(wù)應用層：為面向用戶的應用，包括船舶實時監(jiān)管、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)查詢、視頻監(jiān)控查看、港口異常區(qū)域檢測、人員行為分析、統(tǒng)計分析及綜合決策分析等功能。

4.3 軟件模塊及其功能

漢江運輸智能化管控平臺具有多個軟件模塊，包括業(yè)務(wù)列表可選、人工智能識別、業(yè)務(wù)基本信息展示功能等八大模塊，其各自的功能如表1所示。

4.4 案例分析

軟件應用系統(tǒng)以遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)的綜合可視化為主，按照不同航運業(yè)務(wù)分類查看運輸船舶的實時監(jiān)控數(shù)據(jù)，能夠?qū)⑦\輸船舶在地圖上定位跟蹤、自動刷新并及時提醒。

地圖定位模塊實現(xiàn)不同業(yè)務(wù)的船舶位置分航次顯示，并且可選擇查看具體某只船舶的詳情。視頻監(jiān)控實現(xiàn)在大屏上觀看在途航運業(yè)務(wù)的監(jiān)控信息。

在每個航次的水運煤運輸業(yè)務(wù)結(jié)束后，向國電長源漢川第一發(fā)電有限公司提供本航次的監(jiān)控服務(wù)報告，內(nèi)容包括：業(yè)務(wù)基本信息、運輸船舶信息、船舶在途的監(jiān)控記錄(例如：視頻畫面是否通暢、有無斷電記錄、GPS軌跡是否規(guī)范)和結(jié)論。

煤炭水運過程存在“運距長、時間久、環(huán)節(jié)多、運力散”等特點，在業(yè)務(wù)流程上，貨物安全、環(huán)保、質(zhì)數(shù)量損耗等風險管控點較多，對于統(tǒng)籌、集約化管理的要求較高。尤其在內(nèi)河運輸(漢江段)過程中，缺乏統(tǒng)一監(jiān)管的有效手段，發(fā)貨單位和收貨單位需要及時知曉貨物的實時情況，防止轉(zhuǎn)駁運輸過程中拋灑所造成的虧噸虧卡、雨雪天氣造成的貨物污染及其他安全環(huán)保事件，保證煤炭安全，提升企業(yè)效益。

基于AI的航運貨物智能監(jiān)管，漢江運輸智能化管控系統(tǒng)采用人工智能技術(shù)，對運輸船舶進行實時智能監(jiān)控，規(guī)范化分析和識別貨物狀態(tài)，方便業(yè)務(wù)人員隨時隨地接收異常預警，并能及時進行查看遠程貨物現(xiàn)場，做出處置。

根據(jù)漢川電廠作業(yè)規(guī)范，船代公司需嚴格按照流程分別上傳“空倉進港、完貨、覆蓋雨布、貨運單”四張照片，除貨運單外其余照片均由監(jiān)控設(shè)備自動截取，人工只需點擊按鈕上傳即可，無需反復上下船操作。

待小船進入電廠電子圍欄后點擊“報港”即可自動生成作業(yè)序號。

具體采取的措施如下。

1)該項目中涉及的技術(shù)架構(gòu)主要以支撐智能物流信息平臺運行的硬件系統(tǒng)為主。包括：支撐平臺的存儲設(shè)備(單設(shè)備存儲容量>336 TB)，用于可視化監(jiān)測監(jiān)控的顯示屏(LED全彩小間距顯示系統(tǒng))，配套的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。這些硬件設(shè)施建設(shè)完成后，漢江運輸智能物流監(jiān)控過程為實現(xiàn)可視化、數(shù)字化、智能化管理留好了信息化接口。

2)本項目的軟件應用系統(tǒng)以遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)的綜合可視化為主，按照不同航運業(yè)務(wù)分類查看運輸船舶的實時監(jiān)控數(shù)據(jù)，能夠?qū)⑦\輸船舶在地圖上定位跟蹤、自動刷新并及時提醒。

3)地圖定位模塊實現(xiàn)不同業(yè)務(wù)的船舶位置分航次顯示，并且可選擇查看具體某只船舶的詳情。視頻監(jiān)控實現(xiàn)在大屏上觀看在途航運業(yè)務(wù)的監(jiān)控信息。

4)在每個航次的水運煤運輸業(yè)務(wù)結(jié)束后，向國電長源漢川第一發(fā)電有限公司提供本航次的監(jiān)控服務(wù)報告，內(nèi)容包括：業(yè)務(wù)基本信息、運輸船舶信息、船舶在途的監(jiān)控記錄(例如：視頻畫面是否通暢、有無斷電記錄、GPS軌跡是否規(guī)范)和結(jié)論。

5 實施后的效果對比

軟件應用系統(tǒng)的建設(shè)通過大屏視頻監(jiān)控可視化，規(guī)范化貨物運輸過程的監(jiān)管工作，使得數(shù)據(jù)記錄清晰、有序、易查；從而減少監(jiān)管過程潛在的安全隱患，落實貨物運輸管理法規(guī)以及經(jīng)營服務(wù)和安全監(jiān)管的職責。主要功能包括：業(yè)務(wù)自動切換和展示、人工智能識別、業(yè)務(wù)基本信息、地圖應用、視頻監(jiān)控管理、圖片信息、消息通知、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)同步功能。利用現(xiàn)代科技手段，進一步提高自動化煤炭運輸監(jiān)控服務(wù)及安全管理的工作水平，提高安全事故處理能力。

在大屏顯示系統(tǒng)中使用P1.2LED小間距產(chǎn)品，高清小間距LED大屏幕顯現(xiàn)體系選用高密度、小間距表貼封裝作為顯現(xiàn)面板，經(jīng)過整合計算機體系、多屏處理技能、信號切換技能、網(wǎng)絡(luò)技能等多種運用處理和集成功用，完成對整個體系所需求顯現(xiàn)的各種情況的動態(tài)監(jiān)管，以及實時對來自計算機、攝像機、DVD視頻和網(wǎng)絡(luò)等多種不同信號源的信號進行多畫面顯現(xiàn)與剖析，滿足輸煤程控室顯現(xiàn)各種同享信息和綜合信息的需求。

6 經(jīng)濟效益估算

經(jīng)對此，2018年沒有安裝在線視頻監(jiān)控的北方港與到廠數(shù)質(zhì)量對比4 238 t，2019年安裝在線視頻監(jiān)控以后北方港到廠數(shù)質(zhì)量對比為522 t，安裝在線智能監(jiān)控以后節(jié)約3 716 t煤，產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益約200萬元，大幅提高了電廠燃料管理的經(jīng)濟效益。

7 結(jié)束語

人工智能物流監(jiān)控系統(tǒng)國內(nèi)及行業(yè)內(nèi)首創(chuàng)，A廠程控室安裝漢江運輸智能物流系統(tǒng)以后，有效避免了轉(zhuǎn)駁運輸過程中拋灑所造成的虧噸虧卡、雨雪天氣造成的貨物污染及其他安全環(huán)保事件，保證煤炭安全，提升企業(yè)效益。降低了運輸成本，控制滯期費及途損，提高了電廠燃料管理的經(jīng)濟效益。

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