Nhánh ray vào cảng biển và ga hàng hoá gánh phần lớn container đi chặng dài. Mỗi chuyến tàu vài chục toa lăn qua cổng ray trong vài phút, nên ghi số toa, đối chiếu container và canh đường ngang bằng sức người không theo kịp. Trạm giám sát dựng cạnh ray, gồm cụm camera cùng một máy tính chuyên dụng chạy phần mềm thị giác máy, là cách các cảng và ICD (cảng cạn) bắt kịp nhịp tàu.
Trạm giám sát đường sắt ở ga hàng hoá lo những gì
Khác với khúc ray chở người, ga hàng và nhánh ray vào cảng có đề bài riêng: tàu lăn chậm, đỗ lâu, toa hở hoặc toa phẳng chở container, và tất cả những gì đi qua đều phải khớp chứng từ. Một trạm thị giác máy cạnh ray lo bốn mảng.
- Đọc số toa xe: camera chụp sườn toa khi tàu lăn qua, phần mềm OCR trích số toa rồi ghép với lệnh chở hàng trong phần mềm xếp lịch tàu của ga.
- Đọc mã container trên toa: cụm ống kính treo trái, phải và phía trên đọc mã ISO 6346 in trên vỏ container, so với bảng kê hàng chờ xếp dỡ tại bãi.
- Soi bề mặt vỏ: nhận ra cửa container mở, chốt gù chưa khoá, toa chở hàng rời có bạt che lệch, hoặc đồ rơi vãi trên sàn toa.
- Canh đường ngang trong khuôn viên cảng: xe nâng, xe rơ-moóc và người đi bộ cắt qua ray rất thường xuyên; camera nhìn thấy chướng ngại nằm sát ray khi tàu sắp đến thì bật còi, hạ đèn chắn.
Bốn mảng này trước kia do tổ giao nhận đi dọc chuyến tàu ghi tay, dễ nhầm số toa. Khi trạm đọc được, số liệu đổ thẳng về TOS (phần mềm khai thác bãi), tổ giao nhận chỉ soi những toa máy đánh dấu nghi ngờ.
Vì sao máy tính phải nằm ngay tại ray
Ảnh từ 4–8 camera nét lớn, ở nhịp tàu lăn 10–30 km/h, sinh ra luồng ảnh vượt băng thông từ bãi về trung tâm. Nếu gửi toàn bộ về máy chủ rồi mới chạy phần mềm, đầu ra trả về khi chuyến tàu qua cổng lâu rồi. Vì thế trạm cần một máy tính nằm trong tủ cạnh ray, chạy mạng nơ-ron đọc chữ tại chỗ (edge), chỉ gửi gói gọn nhẹ gồm số toa, mã container và ảnh bằng chứng về trung tâm.
Môi trường ở ga hàng và cảng gắt gao hơn nhiều so với trong nhà, nên máy tính trạm phải qua một loạt tiêu chí về độ bền và nguồn nuôi.
| Hạng mục | Tiêu chí hay dùng cho tủ cạnh ray | Vì sao |
|---|---|---|
| Khoảng nóng lạnh cho phép | -20 °C đến 60 °C, không quạt | Tủ giữa trời nắng gắt mùa hè, gió lạnh ven biển; quạt hút bụi than, bụi hàng rời làm kẹt cánh toả |
| Lắc và va đập | Qua thử IEC 60068-2-6 / 2-27, lưu trữ SSD | Chuyến tàu hàng nghìn tấn lăn qua cách tủ vài mét, lắc lan theo sàn bê tông |
| Nguồn nuôi | Vào 9–48 V một chiều hoặc 100–240 V xoay chiều, có chống sét | Nguồn kéo dài hàng trăm mét, sụt áp; sét đánh khu bãi trống |
| Cổng camera | 4–8 cổng LAN PoE, hoặc jack vặn ren chống lắc | Nuôi camera qua chung sợi cáp, jack không tuột khi tàu qua |
| Khối tính toán ảnh | Card đồ hoạ rời hoặc NPU liền chip, RAM từ 16 GB | Chạy song song OCR số toa và mạng nơ-ron nhìn chướng ngại trên nhiều luồng |
| Đường về trung tâm | Cáp quang; đường phụ 4G/5G | Bãi trải hàng chục héc-ta, cáp kim loại dễ hứng xung điện từ máy kéo |
| Chuẩn ngành ray | EN 50155 (đồ điện tử đi theo tàu), EN 50121-4 (EMC cạnh đường ray) | Ga có lưới điện khí hoá hoặc máy kéo diesel bức xạ điện từ mạnh |
Mức trong bảng là ví dụ để lập bản tiêu chí; ngưỡng thật tuỳ chỗ đặt tủ và loại máy kéo khai thác tại ga.
Bố trí một trạm thị giác máy cạnh ray
Chỗ dựng cổng ray
Lấy khúc ray thẳng, tàu lăn đều, cách ghi ít ra vài chục mét để ảnh không nhoè. Khung giá bắc ngang ray đỡ camera phía trên và trái phải; đèn LED nháy khớp với màn trập để đọc mã container ban đêm và lúc mưa. Đầu dò từ hoặc vòng từ dưới ray bắt tín hiệu tàu sắp vào để camera bắt đầu ghi.
Luồng số liệu
- Đầu dò ray kích, camera chụp dồn dập sườn toa và nóc container.
- Máy tính trạm ghép ảnh cho liền một băng dài, cắt vùng chữ, chạy OCR số toa và mã container.
- Đầu ra được đối chiếu với lệnh xếp dỡ; toa không khớp hoặc vỏ có vấn đề được đánh dấu.
- Gói đầu ra gửi về TOS qua API; ảnh gốc lưu tại trạm vài tuần để tra khi có khiếu nại.
Số liệu từ cổng ray gộp chung số liệu cổng xe tải và cẩu bãi cho bức tranh đủ về hàng ra vào; hướng đi chung được nói tới trong bài cảng 4.0 số hoá cho tương lai.
Đường ngang trong khuôn viên
Trong cảng, đường ngang không có gác chắn là chỗ mất an toàn đáng lo hơn cả. Camera góc mở lớn quét vùng cấm sát ray; khi đầu dò bắt tín hiệu tàu cách vài trăm mét mà vùng này vẫn có xe nâng hoặc người, máy tính bật còi và gửi lệnh hạ đèn chắn. Phản hồi phải nằm trong vòng một giây.
Cấu hình theo quy mô ga
Ga hàng nhỏ, một nhánh ray, vài chuyến mỗi hôm: một máy tính nhỏ gọn không quạt, 4–8 lõi, NPU liền chip, 4 cổng PoE là đủ cho OCR số toa và một luồng canh đường ngang. Bãi container cảng lớn, nhiều nhánh ray song song, cần đọc mã container xếp chồng: máy có card đồ hoạ rời, 8 cổng camera, cặp ổ SSD chạy song song. Dù quy mô nào, nên lấy máy có cổng vào ra số (DI/DO) để đấu thẳng đầu dò ray và đèn chắn, khỏi thêm một tủ PLC trung gian.
Camera nên theo chuẩn ONVIF để đổi hãng không phải viết lại phần mềm; tài liệu chuẩn có tại onvif.org. Loại máy tính cho kho cảng nói chung được kê trong bài các loại máy tính công nghiệp tại kho cảng; nếu ga của bạn đóng vai trạm gom hàng lẻ, bài CFS là gì nói rõ luồng hàng cần đối chiếu.
Được gì sau khi dựng trạm
- Tàu đỗ chờ giao nhận tại cổng ray ngắn đi vì số toa và mã container có sẵn khi tàu dừng hẳn.
- Sai lệch giữa chứng từ và hàng thật được thấy ngay tại cổng, không đợi đến khi cẩu bãi xếp nhầm ô.
- Hồ sơ ảnh từng toa làm bằng chứng khi tranh chấp hư hỏng vỏ container giữa cảng, ngành ray và chủ hàng.
- Bớt người đứng sát ray, chỗ tai nạn kẹp toa và va chạm với xe nâng hay xảy ra.
IPC247 tư vấn cấu hình máy tính cho trạm cạnh ray và cổng cảng: loại máy không quạt, số cổng PoE, card đồ hoạ hoặc NPU theo số camera, đối chiếu chuẩn lắc và nóng lạnh với chỗ đặt tủ, dựng bản demo đọc số toa trên ảnh thật của ga và đi cùng tổ khai thác trong giai đoạn chạy thử.
Câu hỏi thường gặp
Đọc mã container trên toa tàu có khác đọc tại cổng xe tải không?
Khác ở chỗ xe tải đứng yên tại cổng còn tàu lăn không ngừng, nên camera cần màn trập ngắn, đèn nháy khớp và phần mềm phải ghép nhiều khung ảnh. Toa phẳng chở một cặp container xếp dọc, cần thêm góc chụp để không sót mã.
Máy tính trạm có bắt buộc qua EN 50155 không?
EN 50155 nhắm vào đồ điện tử đi theo đoàn tàu. Tủ cạnh ray không bắt buộc, nhưng máy qua chuẩn này bền với lắc, nóng lạnh và xung điện từ hơn, hợp với tủ sát ray hoặc gần lưới điện khí hoá.
Ban đêm hoặc trời mưa, OCR còn đọc được không?
Được, với điều kiện đèn LED chiếu đúng góc và mái che tránh nước bám ống kính. Nên chạy thử trên ảnh chụp tại chính ga qua nhiều đợt nắng mưa trước khi chốt chỗ treo camera và ngưỡng chấp nhận.
