河北省茅荊壩(蒙冀界)至承德公路施工現(xiàn)場視頻監(jiān)控系統(tǒng)

陳小輝，趙海濤

(中交公路規(guī)劃設(shè)計院有限公司)

1 項目背景

本項目位于河北省承德市北部，是《國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃》中“大慶～廣州公路(Z5)”的重要組成部分，也是河北省高速公路“五縱六橫七條線”規(guī)劃中的“第一縱”，由主線和圍場支線組成。主線起自蒙冀交界的茅荊壩，與京承高速公路相接。圍場支線起自主線大廟互通立交，接圍場縣城城市道路。

本項目路線全長181.694 km，其中主線長111.237 km，圍場支線，長度為70.457 km。

為了提高工程的管理效率，河北省高速公路承赤籌建處決定在工地沿線采用無線技術(shù)構(gòu)成的工地監(jiān)控，本項目視頻監(jiān)控工程主要是對承赤高速公路修筑情況做實時監(jiān)控，監(jiān)控的主要對象是隧道洞口、高填深挖、集中預制場、高橋墩等存在安全隱患的重點、關(guān)鍵部位。

2 管理體制

本項目視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理模式為籌建處—各項目部駐地監(jiān)控室—外場設(shè)備。本項目由河北省承赤高速公路籌建處負責全線的視頻監(jiān)控業(yè)務，在各項目部駐地分別設(shè)置監(jiān)控室，負責管理本合同段內(nèi)的視頻監(jiān)控。

3 施工現(xiàn)場視頻監(jiān)控系統(tǒng)功能

(1)可以調(diào)用存儲30 d以上的錄像，錄像資料可以按時間段轉(zhuǎn)存，刻錄光盤存儲。

(2)籌建處、籌建處工程分部和項目部通過PC/視頻監(jiān)控專用主機都可以查看前端監(jiān)控圖像;可以調(diào)用監(jiān)控錄像，可按任意時間調(diào)看。

(3)具有良好的擴容能力;本方案設(shè)計的無線傳輸設(shè)備，中繼設(shè)備等不用更換設(shè)備的同時具有擴容監(jiān)控攝像機功能，項目部可以隨時在未具備安裝監(jiān)控的地方進行增加視頻監(jiān)控設(shè)備等;

4 施工現(xiàn)場視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案

前端視頻設(shè)備采用遙控攝像機，使用視頻編碼器，完成模擬視頻信號的視頻編碼。通過傳輸系統(tǒng)上傳至承赤高速各標段項目部。

各項目監(jiān)控室可以通過在服務器上安裝的管理軟件即可以在視頻服務器上管理和控制，可以多畫面的管理，并且可以控制云臺的左右轉(zhuǎn)動，鏡頭焦距的調(diào)整，視頻圖像的存儲。

4.1 施工現(xiàn)場監(jiān)控視頻傳方案

本項目視頻傳輸采用視頻纜直傳、5.8G專用無線網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡傳輸3種種方案。外場攝像機至各項目部較近的采用視頻纜直傳方式;外場攝像機位于3G公用無線網(wǎng)絡范圍內(nèi)的采用3G公用無線網(wǎng)絡傳輸方式;外場攝像機距項目部較遠且不在3G公用無線網(wǎng)絡覆蓋范圍內(nèi)的，采用5.8G無線傳輸設(shè)備+中繼設(shè)備組成專用無線網(wǎng)絡的傳輸方式。

(1)采用視頻直傳的方式即攝像機連接視頻線進相應項目部的視頻監(jiān)控主機，通過項目部監(jiān)控室的PC機訪問視頻監(jiān)控主機來實現(xiàn)瀏覽前端對應的圖像。如圖1所示。

圖1 視頻直傳的方式傳輸

(2)采用無線網(wǎng)橋的方式為攝像機連接視頻編碼器，通過無線網(wǎng)橋傳到對應項目部的視頻監(jiān)控主機，通過項目部監(jiān)控室的PC機訪問視頻監(jiān)控主機來實現(xiàn)瀏覽前端對應的圖像，如圖2所示。因為傳輸為編碼后的數(shù)據(jù)，所以要求前端的視頻編碼器和后端的視頻監(jiān)控主機為同一品牌的設(shè)備。

圖2 無線網(wǎng)橋的方式傳輸

(3)采用3G的方式傳輸:攝像機連接帶存儲功能的3G視頻編碼器，通過3G網(wǎng)傳輸進籌建處的視頻管理工作。目前的3G網(wǎng)絡傳輸技術(shù)，前端均沒有固定的IP地址，這樣的條件限制下，導致了前端視頻圖像連接不了項目部的視頻監(jiān)控主機，針對這種情況，海康威視開發(fā)的視頻監(jiān)控集中管理平臺軟件采用前端主動找平臺的技術(shù)確保前端的3G視頻編碼器可以及時的注冊到平臺，視頻工作站需要注冊公網(wǎng)中的固定IP地址。

圖3 3G的方式傳輸

4.2 各項目部閉路電視系統(tǒng)

在各項目部設(shè)置一臺視頻監(jiān)控專用主機和1臺22寸液晶顯示器，在施工現(xiàn)場設(shè)置攝像機實施采集現(xiàn)場的視頻信號，上傳至各項目部后通過視頻以太網(wǎng)交換機接入視頻監(jiān)控專用主機，通過監(jiān)控主機可在顯示器切換任一路圖像，并對上傳視頻進行存儲，每路圖像存儲一個月時間(按30 d×24 h計)。

4.3 河北省茅荊壩(蒙冀界)至承德公路籌建處閉路電視系統(tǒng)

項目部閉路電視系統(tǒng)將外場上傳的視頻信號通過各項目部現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)，上傳到河北省茅荊壩(蒙冀界)至承德公路籌建處，籌建處視頻管理計算機需配置固定IP。籌建處及分部可通過互聯(lián)網(wǎng)登陸各項目部的視頻監(jiān)控主機查詢各路視頻的錄像。

管理工作站需要在公網(wǎng)里有固定的IP地址，在管理工作站安裝視頻監(jiān)控集中管理平臺軟件，管理工作站除了直接接入3G傳回來的視頻圖像外，還接入前端各項目部通過視頻監(jiān)控傳過來的視頻圖像。

該管理工作站部署好后，應用軟件可以按照用戶名和密碼來分配權(quán)限，有權(quán)限的人員可以通過公網(wǎng)在任一電腦或者智能手機(需要支持塞班、安桌、蘋果操作系統(tǒng)中一種)瀏覽到對應權(quán)限的前端圖像。

圖4 閉路電視系統(tǒng)

4.4 各標段監(jiān)控點設(shè)置

一標段監(jiān)控點設(shè)置方案。

承赤高速公路一標段共有6個監(jiān)控點，分別是扁擔溝隧道口、3#梁廠、拌合站、2#梁廠、壩堤溝特大橋、茅荊壩隧道口。

二標段監(jiān)控點設(shè)置。

承赤高速二標段共有6個監(jiān)控點，分別是大廟梁廠、大廟互通、過河口橋尾、過河口隧道、七家互通、七家梁廠。

三標段監(jiān)控點設(shè)置方案。

承赤高速三標段共有個6監(jiān)控點，分別是兩家隧道、兩家互通、項目部、崗子隧道、木匠溝大橋、曹家溝隧道。

七標段監(jiān)控點設(shè)置方案。

承赤高速七標段共有六個監(jiān)控點，分別是雙峰寺互通區(qū)、五列河特大橋、6標梁廠、雙峰寺服務區(qū)、小井大橋拌合站、小井大橋梁廠。

九標段監(jiān)控點設(shè)置方案。

承赤高速九標段共有6個監(jiān)控點，分別是大樹溝隧道口和拌合站、瀝青拌合站、松樹溝大橋、橋頭河梁廠。

十一標段監(jiān)控點設(shè)置方案。

承赤高速十一標段共有6個監(jiān)控點，分別是灤河大橋橋尾、梁廠、灤河大橋橋頭、梁廠、西平臺隧道口、瀝青拌合站。

十五標段監(jiān)控點設(shè)置方案。

承赤高速十五標段共有4個監(jiān)控點，分別是梁廠、蘭旗卡倫互通、瀝青拌合站、水穩(wěn)拌合站。

十八標段監(jiān)控點設(shè)置方案。

承赤高速十八標段共有4個監(jiān)控點，分別是李家營2號隧道出口、拌合站、梁廠、四合永收費站。

4.5 視頻監(jiān)控集中管理平臺軟件

(1)平臺整體構(gòu)架。

軟件采用了在J2EE三層體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上構(gòu)建的面向業(yè)務的四層體系結(jié)構(gòu)，如圖5所示。

圖5 平臺整體構(gòu)架

(2)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸。

系統(tǒng)在進行視音頻傳輸及控制時應建立兩個傳輸通道:信令/控制通道和視音頻流通道;經(jīng)過壓縮的視音頻采用流媒體協(xié)議RTP/RTCP傳輸。

4.6 外場設(shè)備供電

施工現(xiàn)場監(jiān)控外場攝像及5.8G無線傳輸中繼設(shè)備機采用就近取電原則，并設(shè)置監(jiān)控配電箱;無電源情況下采用太陽能供電。

太陽能供電系統(tǒng)采用全天候太陽能組件和全模塊化結(jié)構(gòu)的電力轉(zhuǎn)換器，以及免維護電池組構(gòu)成。整個系統(tǒng)安裝簡便，擴充容易，系統(tǒng)所需維護及少，而且日常維護工作應由非熟練工人擔任。

5 小結(jié)

建施工現(xiàn)場視頻監(jiān)控將計算機網(wǎng)絡、通信技術(shù)、決策支持系統(tǒng)等高科技手段融為一體，幫助安全監(jiān)管部門、監(jiān)理單位和施工單位及時掌握安全管理、文明施工及治安管理狀況，對違章作業(yè)人員以威攝作用，有效促進施工現(xiàn)場提高安全文明施工水平。因此，加強遠程監(jiān)控的建設(shè)和管理，對于推動施工現(xiàn)場管理方式是質(zhì)的飛躍。