物聯網技術在高風險長大隧道施工管理中的應用

【摘 要】物聯網技術是最近興起并應用于高風險長大隧道工程的一項新技術。以成渝客運專線大安隧道為例，簡述物聯網技術在施工管理中的應用，介紹進出洞人員管理、視頻監控、瓦斯檢測技術的原理及操作方法，為類似隧道施工管理提供參考。

【關鍵詞】物聯網；視頻監控；瓦斯監測；RFID識別卡

0 引言

隨著高鐵建設大步向地形和地質情況復雜的山區推進，穿越山體愈來愈多地選擇隧道方案。中西部山區地質環境復雜，穿越不良地質的高風險隧道也越來越多，施工過程如何有效提高施工組織管理水平，確保施工安全，這對隧道施工管理提出了較高的要求。

目前工程建設應用較多的遠程信息管理系統往往只是對行政和技術文件的管理，無法實時獲取隧道施工信息，更不能對施工現場和施工人員的信息有一個全面、及時、準確的掌握。如何改變傳統的隧道施工過程安全質量的監管模式，實現災害預防、事故救助、信息化管理等管理目標成為建設管理人員研究的重要課題。本文依托于大安隧道進口段工程，簡述物聯網技術在施工管理中的應用。

1 物聯網技術

物聯網指的是將具備“內在智能”的傳感器、移動終端、工業系統、視頻監控系統等，和“外在智能”的如貼上RFID（電子標簽）的各種資產、攜帶無線終端的個人與設備等智能化物件，通過通訊網網絡實現互聯互通，在內網或互聯網環境下，采用適當的信息安全保障機制，提供安全可控的實時在線監測、定位追溯、報警聯動、調度指揮、遠程控制、安全防范、決策支持等管理和服務功能，達

圖4 某員工考勤表

（6）歷史軌跡查詢

系統能生成任何進入隧道的人員、車輛在隧道內的運動軌跡并予以記錄，管理者可以查詢任何時間段的人員軌跡，按照需要回放。

2.3視頻監控

隧道建設中，為滿足管理人員對隧道進行實時有效管理，建立全天候對隧道現場圖像實時高清晰視頻監控是有必要的[4]。

大安隧道采用無線網絡監控系統，該系統物理上由前端、傳輸、監控中心三部分組成。前端負責采集圖像，并經過視頻服務器編碼轉換為數字信號。傳輸部分用無線網橋將數字信號以無線的方式發射、接收、匯集到監控網絡。監控中心采用多級架構技術，分散監控，集中管理，查看實時圖像，同時對每路圖像進行實時錄制。

通過在隧道洞外、二次襯砌臺車及仰拱等重要工作面安裝攝像機（帶云臺的球型攝像機），利用物聯網進行數據傳送，實現了遠程異地實時監控的目的，視頻數據可傳輸到任意一臺授權電腦或者智能手機上，可對圖像進行實時播放、歷史播放、播放控制，有效對各作業面進行實時監控，方便管理人員全面了解隧道現場作業情況。該系統的成功運用有效加強了隧道管理水平，可及時發現隧道不正常工作狀態，提高了工作效率，實現了科學的管理。

圖8 瓦斯監控效果

事故發生后第一時間和受困人員取得聯系非常重要，大安隧道在瓦斯監控系統中增加了呼叫系統，信號收發器可以連接電話機，確保了信息通暢，可直接與經理部聯系。

3結語

將物聯網技術引入隧道施工組織管理，可有效提高隧道管理的現代化、信息化、智能化程度，可實現人員進出洞管理、視頻監控、不良地質監控、溫度濕度監控等諸多功能。整合、集成相關的人員進出洞管理、視頻監控、不良地質監控等功能、設備，可實現高風險隧道施工管理的遠程信息化管理，把握住隧道施工的風險源及相關風險源的即時狀態、隧道沉降收斂變形情況、進出洞工班人員作業狀態及工序作業時間，掌子面處圍巖狀態及掌子面前方超前地質預報狀況等等，同時遠程監控各工作面作業狀況及作業質量，有效確保隧道施工安全并管控工程建設質量。這對傳統的隧道施工管理理念無疑是具有創新性的改變，能大大改善和提升隧道施工組織管理水平。

參考文獻

[1]鐵建設[2010]241號，高速鐵路隧道施工技術指南[S].北京：中國鐵道部出版社，2010：1-2

[2]陳龍，李仲男，彭喜東，等.智能建筑安全防范系統及應用[M].北京：機械工業出版社，2010：69-88

[3]張少軍.最新網絡通信實用技能操作教程[M].北京：機械工業出版社，2010

[4]汪光華.視頻監控系統應用[M].北京：中國政法大學出版社，2009

[5]劉石磊.紅石巖隧道出口工區瓦斯監測技術[J].隧道建設，2007，27（Sup.1）：65-69

[6]丁睿.瓦斯隧道建設關鍵技術[M].北京：人民交通出版社，2010：115-118

作者簡介

廖建東（1982－），男，四川仁壽人。工程師，本科，主要從事隧道施工管理與技術工作。E-mail：404121233@qq.com。