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隨著科技的進步和各集裝箱碼頭對運營效率的進一步追求，目前自動化集裝箱碼頭技術在全球得到了快速發展，在岸橋起重機的自動化運行上也做了大量探索和開發。目前岸橋已經發展到，在后方建筑物內通過類似于原常規岸橋司機室內的操作臺來遠程操作岸橋，使其在安全高度以下運行，甚至直接取消機上操作司機室，完全依靠裝備在后方建筑物內的遠程操作平臺。能夠實現如此操作作業模式，除了起重機自身傳動系統和自動化系統性能提升外，就目前的技術發展水平來說，一個必不可少的條件是，現場實況視頻需要實時采集并傳送到遠離起重機的操作人員眼前顯示，拋開光照充足的白天不提，夜間給視頻采集系統提供輔助照明的配光研究是亟待解決的課題。最理想的夜間照明是能夠最大化地使攝像系統呈現出接近日光環境下的視頻采集效果，這就需要夜間配光照明兼顧配光均勻度、照度、色溫、顯色值以及透霧能力等指標，以取得最優化配置。在常規碼頭岸橋的夜間照明上，更多地關注了照度值、照明燈具的光效以及為適應沿海海霧環境的透霧能力，在常規碼頭上較高光效和壽命的高壓鈉燈類照明得到了大量應用。此類配光照明所得到的主觀感受就是低色溫值，昏黃顏色的作業場景和作業目標，在攝像系統視頻采集條件下，傳統的僅有照度要求的夜間配光照明已經不能滿足自動化碼頭的高效運行要求。

一、照明光效

光源所發出的總光通量（流明、亮度）與該光源所消耗的電功率（瓦）的比值，稱為該光源的光效。發光效率值越高，表明照明器材將電能轉化為光能的能力越強，即在提供同等亮度的情況下該照明器材的節能性越強。為了滿足相應的節能指標，就需要優選較高照明光效的燈具，并且隨著照明燈具使用時間的累加，原有光效衰減。保證相應配光在最小能耗消耗的基礎上滿足夜間照明的照度要求。

二、眩光及配光均勻度

在人眼目視情況下，眩光的形成是由于亮度分布不適當或亮度變化的幅度太大,或空間、時間上存在著極端的對比,引起不舒適或降低觀察重要物體的能力,或同時產生這兩種現象。因此對于燈具的表面亮度應該加以限制，不宜過高。對于目前安裝在岸橋上的攝像系統來說，雖然寬動態技術得到了大力發展和廣泛推廣，但其動態范圍相對于人眼仍有很大的差距。當在強光源（日光、燈具或反光等）照射下的高亮度區域及陰影、逆光等相對亮度較低的區域在圖像中同時存在時，攝像機輸出的圖像會出現明亮區域因曝光過度成為白色，而黑暗區域因曝光不足成為黑色，嚴重影響圖像質量。往往動態范圍大的攝像機靈敏度低，高靈敏度的攝像機動態范圍相對小。因此針對攝像系統采光要求之一的配光均勻度需要加以限定，配光均勻度以不小于0.8為宜，降低操作作業對攝像頭的寬動態范圍要求，保證視頻系統諸如清晰度、靈敏度、色彩等具有較優的指數。需要注意的是，雖然岸橋操作人員工作環境完全脫離了現場，無需在直接光照環境下工作，但鑒于目前的集裝箱裝卸作業要求，仍會保留部分裝卸人員實施完成集裝箱固定旋鎖的拆裝作業，在某些操作面甚至會有仰視的作業狀況，因此更需避免眩光以及某些燈具照明本身藍光效應對工作人員造成的影響或生理損害。

三、照度

沿海港口作業方式和繁忙程度的差異，對于照明的要求會有所不同。作業產生差錯會造成很大損失時，對于精確性和生產效率要求很高時，視覺作業持續時間特別長時，可將照度標準值分級提高一級。目前寬動態攝像機在環境光線足夠時完全能夠滿足環境的需求，呈現出高質量的圖像，但在低照度情況下的實際狀況并不是那么理想，視頻圖像會出現類似雪花點的現象，噪點過大。因此，對于繁忙的大型沿海集裝箱港口可根據需要適當提高照度標準，特別是為了給攝像系統提供充足的光通量，加之艙內作業時照度條件進一步變差，對于地面的平均照度以不低于100lx為宜。

四、色溫

光源色溫表征了照明燈具所發射的光的表觀顏色，對于常規采光要求來說，其選擇取決于照度、氣候環境和應用場地條件等因素。為了配合攝像系統的采光要求，色溫的選擇還要考慮到攝像系統的白平衡問題，防止夜間照明環境下攝像系統采集的目標和背景出現偏色問題，另外，根據實際應用經驗，在夜間輔助照明條件下，高色溫照明時，攝像系統獲取的視頻中噪點控制要優于低色溫照明條件，產生的噪點相應較少。綜合上述，根據日落前后條件下的色溫值4000K以及中午晴天條件下的色溫值5000K，選擇色溫值為4000K左右的配光照明有利于攝像系統的白平衡比較穩定，不至于出現難以控制的偏色現象，使夜間作業環境下所獲取的視頻圖像與白天日照條件下比較接近，進一步降低夜間作業難度和操作人員的疲勞度，是安全和效率的雙重保證。

五、顯色值

顯色性是指光源發出的光照射到物體上所產生的客觀效果和對物體真實色彩的顯現程度，是評價照明光源的一個重要指標。顯色性高的光源對顏色的表現較好，所看到的顏色接近自然原色；顯色性低的光源對顏色表現較差，所看到的顏色偏差較大。如果光源發出的光中所含的各色光的比例和自然光相近，則人眼看到的顏色就較為逼真。不同顯色值在同等照度條件下，給處于相應配光環境下的人員的主觀感覺也是不同的，顯色值提高，會相應提高對配光質量的評價，就會得到相同照度下更加清晰的視覺觀感，有助于操作人員在夜間作業。在常規碼頭中，對于配光顯色值的具體要求是20，這一數值所表征的意思是對顯色性無具體要求的場所，高壓鈉燈的顯色值雖然高于此標準，但僅有35。在實際應用中，雖然許多碼頭相應的配光照度明顯高于相應配光照度標準等級，但實際的采光效果在目視條件下仍然是昏黃一片，清晰度較差，極易造成操作人員的視疲勞，從而間接影響到操作作業的安全和生產效率，這是港口碼頭配光的一個誤區。鑒于集裝箱自動化碼頭生產中，岸橋遠程控制所必須引入的攝像系統通過視頻系統進行實時還原現場操作環境和目標與原常規的目視有較大差別，能否提供噴涂顏色多樣性的集裝箱與背景清晰的邊界識別，將影響到操作人員對目標的清晰識別度和目標周邊環境深度的判斷。因此岸橋遠程控制攝像系統的全新操作方式就需要在配光燈具的選型上引入顯色值這一衡量指標，這有助于相應配光照明的科學、規范、合理。

六、透霧能力

對于海洋作業環境下的夜間照明，另一個最重要的指標是所選擇光源照明的透霧能力，通過光譜儀測量，在海霧不同濃度下將鎢絲燈、LED燈、金鹵燈和高壓鈉燈的光譜進行透光率比較，在中間視覺亮度條件下，鎢絲燈的透霧性最佳，LED的透霧性最差，霧濃時金鹵燈的透霧性優于高壓鈉燈，霧稀時高壓鈉燈的透霧性優于金鹵燈，4種光源透光率在不同中間視覺亮度下的變換均不超過5%。需要注意的是，在選擇光源色溫時，也需要考慮到海霧的影響，色溫不宜過高，防止因為霧的漫反射造成近景高亮，以至于屏蔽掉遠景信息。攝像系統本身的透霧能力可以在霧氣濃度稀薄時進一步降低對照明透霧能力的要求，而金鹵燈在霧濃時透霧性較優，可與攝像系統本身透霧能力結合與互補，能夠較好地輔助攝像系統完成海洋環境下不同濃度霧氣作業環境的視頻采集。由于自動化碼頭遠程控制岸橋操作中攝像系統的引入，在夜間照明燈具的配光選擇上，除了要考慮到原常規碼頭重點關注的照度、經濟性以及透霧能力外，還要結合攝像系統本身工作特點，對配光照明的其他指標進行考量，使攝像系統條件下的配光照明能夠滿足相應的操作要求，保證自動化碼頭遠程操作岸橋的夜間作業能力。

作者：張衛 王培山 江波 王學龍 單位：青島新前灣集裝箱碼頭有限責任公司