论文部分内容阅读
摘 要：本文介绍了5G技术在铁路货运应用场景。首先分析现阶段铁路安全监控存在的些许问题，并以现在铁路货运系统存在的部分安全隐患为切入点，重点分析5G技术结合视频监控在运输生产的应用场景。
关键词：5G;视频监控;货运系统
0 前言
当5G的新趋势在民用领域上路之后，高速互联网络在工业上的应用才是真正国与国之间的战场所在。现在工厂中的自动手臂以及无人搬运车未来利用5G O-RAN的架构，将完全改变现有的工作模式。
铁路货物运输环节作为我国实现工业化制造的重要环节，目前还属于低智能化、低效率化、高人力化的生产组织。因此，生产一体化、作业数字化、控制智能化成为我们铁路行业所要走的必经之路。总的来讲，我所设想的铁路数字化车间是以5G技术结合视频监控技术带来的铁路未来的生产模式。
1 传统视频监控系统的局限性
现有的铁路视频监控采取有线网络传输，当需要新增监控或者改变监控位置时需要进行大量的线路铺设，不仅效率低下，而且还可能受到地理因素的影响。据本人在现有调度指挥中心监控系统所看到的视频监控系统，虽然可以满足实时在监控屏幕下观看现场情况，但是依旧存在很多问题：
（1）很多视频监控设备损坏无法显示，例如汉沽营业网点高塔上的监控设备，更换此类设备不仅要涉及到监控设备的更换，有时候网络线路的损坏更是加大了施工难度。（2）监控设备反应慢，实时画面延迟较高。若需要转动摄像头追踪时，监控设备转动与人操作设备时间存在3～5秒的延迟。对现场工作人员指导工作时，发现画面与实际相差1～2秒。（3）虽然监控视频有了自动对焦技术，但是没有动态捕捉技术。导致监控货场内汽车行驶、装载机行驶、叉车行驶时，很容易漏掉其存在的安全隐患。（4）如若发生停电，则该地區的设备完全无法使用。
2 5G技术在铁路货运上使用优势
5G的发展关键前景一般分为三个方面：巨量的联网能力;增强型的一定带宽;稳定与低延时通信。相对于现有模式那种长距离铺设，移动性和扩展都较低的有线传输，无线视频监控部署将更方便、成本更低廉的优势便更大的发挥出来。
5G网络依托高带宽高传输效率带来的优势，不仅可以让现场采集到的视频得到画质的提升，同时也能使得视频数据的获取速率得到提升。这使得有条件在云端电脑通过动态捕捉技术，低延迟的对现场情况进行提示、预警，甚至采取紧急措施。并且，利用5G技术实现无线视频监控更易于部署，可降低网络布线工作和后期的维护成本。以铁路行业来看，铁路干线之长，环境之恶略，架设布线之不易，都亟需5G技术的普及。
3 5G视频监控的设计思路与应用场景
以曹妃甸南站矿石三期码头专用线为例，通过作业现场的关键位置部署摄像头，再加上现场作业人员手持机录像，将视频数据上传至云服务器，并通过5G网络整合视频系统，自动化控制系统和生产监控系统，将装车等生产作业情况监视和控制有效结合，提升装载运输效率与安全生产水平。
现如今，视频处理技术已经得到了飞速的发展，上至交通监控系统中自动识别车辆违法，下至通过远红外对人脸进行识别与测温。并且，这些新技术的应用已经被市场化，定制化。如若将这些新技术加以整合，将会对整个货运系统的安全、高效生产提供巨大的助力。
以曹妃甸南装运矿粉为例。以往装载矿粉碰到的两大问题：装载偏载问题;车帮上残留物问题。
在解决装载偏载问题上，曹妃甸南站是通过轨道衡测量来实现的。但是这往往意味着重车已经调出专用线，并且新的空车已经调妥。而视频监控系统可以提前预警矿粉装载是否平整，给予装车楼和货运调度室相关预警，这样可以在重车未出专用线的情况下，及时的查缺堵漏，最大限度的确保运输效率。
在解决车帮残留物问题上，视频监控系统也能扫描到车帮上异常物体，提前预警车帮残留物。
现如今，手持机录像环节已经成为铁路工作中必须的工作环节。可是，在实际应用中却发现手持机录像仅为发生责任事故时对责任划分的重要依据。现在依据铁路安全管理坚持安全第一、预防为主、综合治理的方针，应该与生产厂家定制铁路专属的手持机录像仪。该录像仪不仅能将所录影像直接通过5G信号储存在云端，还承载着GPS定位、无线对讲、照明以及紧急发送信号停止作业等功能。录像仪是对悬挂摄像头的一个补充与加强，同样能兼具AI识别车小门的封堵情况，入销情况和机车车辆是否存在异常。
4 总结
本文用5G与装车作业现场视频数据采集相结合，特别是在现有网络部署铺设相对困难的区域，5G的无线极高带宽数据搬移将发挥重要作用。同时还可以对装车现场环境温度、大风阴雨等数据进行采集并示警，不仅有利于安全生产的实施，也对安全生产指挥中心的调度运输提前做好准备。现阶段的5G+高清视频应用场景仍只是沧海一粟，未来将需要有更多的应用探索，铁路行业应当时刻做好准备，积极拥抱新技术，助推我国的运输事业蓬勃发展。
参考文献：
[1]王筱，薛丹.基于5G的智慧装配车间总体架构方案[J].技术与市场，2020（4）：25-27.
[2]赵峰，朱声浩，吕宗辉，等.基于5G技术的智能车间故障预测与健康管理系统[J].电子制作，2020（15）：34-35+27.
[3]陈振业，叶洁伟.5G结合视频监控在卷烟制丝生产车间应用的思考[J].轻工科技，2020（8）：73-74.
[4]黄海峰.5G创新成华为亚太创新日最大亮点，各方推进“科技至善”[J].通信世界，2019（25）：33-34.
关键词：5G;视频监控;货运系统
0 前言
当5G的新趋势在民用领域上路之后，高速互联网络在工业上的应用才是真正国与国之间的战场所在。现在工厂中的自动手臂以及无人搬运车未来利用5G O-RAN的架构，将完全改变现有的工作模式。
铁路货物运输环节作为我国实现工业化制造的重要环节，目前还属于低智能化、低效率化、高人力化的生产组织。因此，生产一体化、作业数字化、控制智能化成为我们铁路行业所要走的必经之路。总的来讲，我所设想的铁路数字化车间是以5G技术结合视频监控技术带来的铁路未来的生产模式。
1 传统视频监控系统的局限性
现有的铁路视频监控采取有线网络传输，当需要新增监控或者改变监控位置时需要进行大量的线路铺设，不仅效率低下，而且还可能受到地理因素的影响。据本人在现有调度指挥中心监控系统所看到的视频监控系统，虽然可以满足实时在监控屏幕下观看现场情况，但是依旧存在很多问题：
（1）很多视频监控设备损坏无法显示，例如汉沽营业网点高塔上的监控设备，更换此类设备不仅要涉及到监控设备的更换，有时候网络线路的损坏更是加大了施工难度。（2）监控设备反应慢，实时画面延迟较高。若需要转动摄像头追踪时，监控设备转动与人操作设备时间存在3～5秒的延迟。对现场工作人员指导工作时，发现画面与实际相差1～2秒。（3）虽然监控视频有了自动对焦技术，但是没有动态捕捉技术。导致监控货场内汽车行驶、装载机行驶、叉车行驶时，很容易漏掉其存在的安全隐患。（4）如若发生停电，则该地區的设备完全无法使用。
2 5G技术在铁路货运上使用优势
5G的发展关键前景一般分为三个方面：巨量的联网能力;增强型的一定带宽;稳定与低延时通信。相对于现有模式那种长距离铺设，移动性和扩展都较低的有线传输，无线视频监控部署将更方便、成本更低廉的优势便更大的发挥出来。
5G网络依托高带宽高传输效率带来的优势，不仅可以让现场采集到的视频得到画质的提升，同时也能使得视频数据的获取速率得到提升。这使得有条件在云端电脑通过动态捕捉技术，低延迟的对现场情况进行提示、预警，甚至采取紧急措施。并且，利用5G技术实现无线视频监控更易于部署，可降低网络布线工作和后期的维护成本。以铁路行业来看，铁路干线之长，环境之恶略，架设布线之不易，都亟需5G技术的普及。
3 5G视频监控的设计思路与应用场景
以曹妃甸南站矿石三期码头专用线为例，通过作业现场的关键位置部署摄像头，再加上现场作业人员手持机录像，将视频数据上传至云服务器，并通过5G网络整合视频系统，自动化控制系统和生产监控系统，将装车等生产作业情况监视和控制有效结合，提升装载运输效率与安全生产水平。
现如今，视频处理技术已经得到了飞速的发展，上至交通监控系统中自动识别车辆违法，下至通过远红外对人脸进行识别与测温。并且，这些新技术的应用已经被市场化，定制化。如若将这些新技术加以整合，将会对整个货运系统的安全、高效生产提供巨大的助力。
以曹妃甸南装运矿粉为例。以往装载矿粉碰到的两大问题：装载偏载问题;车帮上残留物问题。
在解决装载偏载问题上，曹妃甸南站是通过轨道衡测量来实现的。但是这往往意味着重车已经调出专用线，并且新的空车已经调妥。而视频监控系统可以提前预警矿粉装载是否平整，给予装车楼和货运调度室相关预警，这样可以在重车未出专用线的情况下，及时的查缺堵漏，最大限度的确保运输效率。
在解决车帮残留物问题上，视频监控系统也能扫描到车帮上异常物体，提前预警车帮残留物。
现如今，手持机录像环节已经成为铁路工作中必须的工作环节。可是，在实际应用中却发现手持机录像仅为发生责任事故时对责任划分的重要依据。现在依据铁路安全管理坚持安全第一、预防为主、综合治理的方针，应该与生产厂家定制铁路专属的手持机录像仪。该录像仪不仅能将所录影像直接通过5G信号储存在云端，还承载着GPS定位、无线对讲、照明以及紧急发送信号停止作业等功能。录像仪是对悬挂摄像头的一个补充与加强，同样能兼具AI识别车小门的封堵情况，入销情况和机车车辆是否存在异常。
4 总结
本文用5G与装车作业现场视频数据采集相结合，特别是在现有网络部署铺设相对困难的区域，5G的无线极高带宽数据搬移将发挥重要作用。同时还可以对装车现场环境温度、大风阴雨等数据进行采集并示警，不仅有利于安全生产的实施，也对安全生产指挥中心的调度运输提前做好准备。现阶段的5G+高清视频应用场景仍只是沧海一粟，未来将需要有更多的应用探索，铁路行业应当时刻做好准备，积极拥抱新技术，助推我国的运输事业蓬勃发展。
参考文献：
[1]王筱，薛丹.基于5G的智慧装配车间总体架构方案[J].技术与市场，2020（4）：25-27.
[2]赵峰，朱声浩，吕宗辉，等.基于5G技术的智能车间故障预测与健康管理系统[J].电子制作，2020（15）：34-35+27.
[3]陈振业，叶洁伟.5G结合视频监控在卷烟制丝生产车间应用的思考[J].轻工科技，2020（8）：73-74.
[4]黄海峰.5G创新成华为亚太创新日最大亮点，各方推进“科技至善”[J].通信世界，2019（25）：33-34.