高速公路建設(shè)期安全監(jiān)控系統(tǒng)方案探討

孫小明

(山西路橋集團(tuán)機(jī)電工程有限公司,山西太原 030006)

高速公路建設(shè)期安全監(jiān)控系統(tǒng)方案探討

孫小明

(山西路橋集團(tuán)機(jī)電工程有限公司,山西太原 030006)

隨著我國(guó)綜合實(shí)力和國(guó)民收入水平的提高,機(jī)動(dòng)車每年以10%-20%的速度迅猛增長(zhǎng),高速公路建設(shè)步伐加快,高速公路建設(shè)項(xiàng)目點(diǎn)多、面廣、線長(zhǎng),面對(duì)眼前嚴(yán)峻的安全生產(chǎn)形勢(shì),安全生產(chǎn)監(jiān)管浪費(fèi)大量的人力物力,監(jiān)管部門希望通過(guò)監(jiān)控設(shè)備的介入可以釋放部分勞動(dòng)力,并使安全生產(chǎn)監(jiān)管更直接、及時(shí)、有效。

安全 高速公路 標(biāo)段 監(jiān)控系統(tǒng) 控制

1 概述

高速公路建設(shè)一般劃分成若干標(biāo)段,每個(gè)標(biāo)段都有預(yù)制場(chǎng)、鋼筋加工場(chǎng)、路基拌和站、料場(chǎng)、質(zhì)量通病等重要場(chǎng)所,部分標(biāo)段還包括隧道和橋梁；每個(gè)標(biāo)段屬于一個(gè)獨(dú)立個(gè)體,需搭建標(biāo)段監(jiān)控室對(duì)所屬各生產(chǎn)場(chǎng)所進(jìn)行監(jiān)督和管理,所以根據(jù)各級(jí)部門監(jiān)管的需求安全監(jiān)控管理主要分為三級(jí),第一級(jí)是前端視頻通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)綐?biāo)段監(jiān)控室落地,第二級(jí)是高速公路建管處依靠外網(wǎng)IP地址查看和調(diào)用各個(gè)標(biāo)段視頻或錄像,第三級(jí)是交通廳下屬行業(yè)管理部門。

2 工程內(nèi)容及范圍

各個(gè)路基標(biāo)段工程內(nèi)容主要包括各標(biāo)段場(chǎng)站監(jiān)控設(shè)備的安裝、布線和無(wú)線傳輸以及標(biāo)段監(jiān)控室的搭建。

3 監(jiān)控傳輸中主要存在的問(wèn)題

各個(gè)路基標(biāo)段由于項(xiàng)目的戰(zhàn)線長(zhǎng),分布廣,各現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目部及路基標(biāo)段里的預(yù)制場(chǎng)、路基拌合站、鋼筋加工場(chǎng)、料場(chǎng)、質(zhì)量通病等場(chǎng)所具體位置分部比較偏僻分散,通訊傳輸設(shè)施不健全,無(wú)法依靠網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商搭建網(wǎng)絡(luò),并且各場(chǎng)站與項(xiàng)目部相距較遠(yuǎn),部分路基標(biāo)段山林環(huán)繞交通不便,敷設(shè)光纜成本過(guò)高。

4 前端監(jiān)控信號(hào)的傳輸

方案中對(duì)于各路基標(biāo)段對(duì)應(yīng)的預(yù)制場(chǎng)、路基拌合站、料場(chǎng)、鋼筋加工廠默認(rèn)均采用無(wú)線網(wǎng)橋傳輸?shù)姆绞綄⑿盘?hào)傳輸?shù)巾?xiàng)目部控制室。如遇特殊情況信號(hào)受阻(大山、建筑物、樹(shù)林)等導(dǎo)致信號(hào)無(wú)法傳輸?shù)?需另行追加中繼及附屬配套設(shè)施。

5 系統(tǒng)功能和系統(tǒng)組成

(1)監(jiān)控?cái)z像功能:前端監(jiān)控?cái)z像頭具有拍照、音頻輸入、編碼輸出及24小時(shí)采集圖像視頻的功能。

(2)雙向語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)對(duì)講功能:攝像機(jī)除了具備現(xiàn)場(chǎng)視、音頻采集的功能,還能夠衍生出雙向語(yǔ)音對(duì)講的功能,可以將后端NVR、中控主機(jī)操作員的語(yǔ)音指令通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給前端監(jiān)控點(diǎn),由攝像機(jī)背板的音頻輸出。給功放及喇叭進(jìn)行擴(kuò)音喊話。

(3)隧道人員定位監(jiān)控功能:隧道監(jiān)控主要實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道掌子面、二襯和洞口的監(jiān)控和管控,對(duì)進(jìn)入隧道的人員進(jìn)行實(shí)時(shí)的登記、定位和監(jiān)控,對(duì)所有人員進(jìn)行自動(dòng)的考勤管理,并對(duì)隧道內(nèi)異常情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的報(bào)警提示；對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)供電停止后仍可持續(xù)實(shí)施監(jiān)控2小時(shí)左右。隧道施工人員安全管理具備對(duì)隧道施工人員考勤、區(qū)域定位、視頻監(jiān)控、LED屏顯示、安全預(yù)警、外來(lái)無(wú)卡人員報(bào)警、災(zāi)后急救、日常管理等功能于一體,借助于本系統(tǒng)管理人員能夠方便快捷的掌握現(xiàn)場(chǎng)施工人員、設(shè)備的分布狀況和每個(gè)人員和設(shè)備的運(yùn)動(dòng)軌跡,便于進(jìn)行更加合理的調(diào)度管理以及安全監(jiān)控管理。當(dāng)有事故發(fā)生時(shí),救援人員可根據(jù)該系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)、圖形,迅速了解有關(guān)人員的位置情況,及時(shí)采取相應(yīng)的救援措施,提高應(yīng)急救援工作的效率。該系統(tǒng)既可以單純的實(shí)現(xiàn)考勤或定位也可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)考勤和定位兩種功能。

(4)控制功能:可控制分布在前端沿線上的遙控?cái)z像機(jī),包括遙控云臺(tái)上下左右旋轉(zhuǎn),遙控鏡頭的自動(dòng)光圈、變焦等、中心可切換攝像機(jī)圖像在監(jiān)視器上的切換顯示、任選一路進(jìn)行圖像抓拍、錄像。控制方式有人工控制和自動(dòng)控制兩種,人工優(yōu)先。

(5)前端存儲(chǔ)功能:提供定時(shí)錄制、服務(wù)器手工錄制、本地錄制等模式；用戶手動(dòng)錄像可將正在觀看的圖像存儲(chǔ)下來(lái)；用戶自動(dòng)錄像可按時(shí)間、攝像機(jī)設(shè)定將指定的圖像存儲(chǔ)下來(lái)；所存儲(chǔ)圖像可轉(zhuǎn)儲(chǔ)到其他介質(zhì),包括本地PC、其它存儲(chǔ)服務(wù)器,可刻寫光盤等。

(6)各標(biāo)段監(jiān)控室監(jiān)控管理功能:監(jiān)控系統(tǒng)能對(duì)預(yù)制場(chǎng)、鋼筋加工場(chǎng)、路基拌和站、料場(chǎng)的施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)控,也能對(duì)人員施工過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和指揮,以及對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)材料的管控,出現(xiàn)事故后可以進(jìn)行回放查詢；具有權(quán)限的用戶可在控制主機(jī)桌面監(jiān)控并控制前端攝像機(jī)；可在本地或遠(yuǎn)端根據(jù)權(quán)限對(duì)每路攝像機(jī)的云臺(tái)、鏡頭進(jìn)行控制,可對(duì)多路攝像機(jī)獨(dú)立控制；用戶同時(shí)可以通過(guò)圖形處理系統(tǒng)將所有畫面通過(guò)顯示器上進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)看；用戶可以通過(guò)自定義窗口尺寸將電視墻分割成若干個(gè)獨(dú)立窗口,也可以通過(guò)單屏顯示每個(gè)主機(jī)畫面；可進(jìn)行多種畫面分隔形式顯示,也能畫面切換,輪巡,滿屏顯示,即1、4、等顯示方式,并根據(jù)用戶級(jí)別限定顯示畫面數(shù)量；輪巡編組和輪巡間隔可自由設(shè)置。

(7)中心機(jī)房功能:對(duì)各個(gè)路基標(biāo)段的場(chǎng)站進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制功能；調(diào)用各標(biāo)段監(jiān)控室錄像功能；可對(duì)前端攝像機(jī)進(jìn)行手動(dòng)控制鏡頭的變倍、聚焦等操作要；在指揮中心采用視頻綜合管理軟件,實(shí)現(xiàn)對(duì)各監(jiān)控點(diǎn)多畫面實(shí)時(shí)監(jiān)控、錄像、控制、報(bào)警處理和權(quán)限分配；有突發(fā)事件可以及時(shí)調(diào)看現(xiàn)場(chǎng)畫面并進(jìn)行實(shí)時(shí)錄像,記錄事件發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)、及時(shí)報(bào)警聯(lián)動(dòng)相關(guān)部門和人員進(jìn)行處理,事后可對(duì)事件發(fā)生視頻資料進(jìn)行查詢分析；系統(tǒng)具有接警優(yōu)先的功能,當(dāng)有警情傳來(lái)時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)終止其他任何工作,優(yōu)先處理報(bào)警信息；系統(tǒng)具備報(bào)警信息聯(lián)動(dòng)控制功能和自動(dòng)巡檢功能；每個(gè)報(bào)警終端可同時(shí)接收并處理256路報(bào)警信息,并可同時(shí)查看16個(gè)報(bào)警現(xiàn)場(chǎng)的視頻圖像。

6 系統(tǒng)構(gòu)成

一般情況,每個(gè)標(biāo)段的安全管控由監(jiān)控室、預(yù)制場(chǎng)、鋼筋加工場(chǎng)、路基拌和站、料場(chǎng)監(jiān)和質(zhì)量通病6部分組成,部分標(biāo)段有隧道和特大橋監(jiān)控,以上所述場(chǎng)站視頻監(jiān)控都在相應(yīng)的各個(gè)路基標(biāo)段監(jiān)控室落地,傳輸方式采用無(wú)線網(wǎng)橋和光纜混合傳輸方式。

(1)前端監(jiān)控子系統(tǒng):前端監(jiān)控子系統(tǒng)主要由預(yù)制場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)、鋼筋加工場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)、路基拌和站監(jiān)控點(diǎn)、料場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)和質(zhì)量通病監(jiān)控點(diǎn)構(gòu)成。

(2)傳輸子系統(tǒng):前端攝像機(jī)的傳輸大于100米范圍的通過(guò)光纜傳輸、大于500米及以上通過(guò)無(wú)線網(wǎng)橋的傳輸方式進(jìn)行傳輸。其中質(zhì)量通病所用監(jiān)控為手持監(jiān)控設(shè)備和車載監(jiān)控設(shè)備,數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)移動(dòng)或者聯(lián)通3G卡流量傳輸；各項(xiàng)目部到中心機(jī)房傳輸采用租賃聯(lián)通寬帶來(lái)完成上傳。

(3)隧道人員管理子系統(tǒng):分別在隧道兩個(gè)洞口安裝兩個(gè)讀卡基站,在隧道工作面內(nèi)分別安裝兩個(gè)讀卡基站。用來(lái)對(duì)進(jìn)入隧道的人員進(jìn)行定位及統(tǒng)計(jì)。在隧道口附近安裝LED大屏幕,用于實(shí)時(shí)顯示施工人員的信息,使管理先進(jìn)化,透明化。顯示的內(nèi)容包括:標(biāo)簽號(hào),姓名,時(shí)間,總?cè)藬?shù)等,使領(lǐng)導(dǎo)及監(jiān)管人員不用進(jìn)入洞內(nèi),也不必查看監(jiān)控室電腦就能及時(shí)了解隧道內(nèi)施工人員情況。有了該LED大屏幕顯示系統(tǒng)不僅可以使洞內(nèi)各區(qū)域內(nèi)施工人員信息形象、直觀、一目了然的體現(xiàn)出來(lái)。而且,在開(kāi)隧道現(xiàn)場(chǎng)會(huì)時(shí),也可以在大屏幕上顯示各種歡迎標(biāo)語(yǔ)、宣傳標(biāo)語(yǔ)；在平時(shí)可以通過(guò)大屏幕提示施工人員注意施工安全,在有高溫、霜凍等惡劣天氣時(shí)可以及時(shí)進(jìn)行溫馨提示。這些都能充分體現(xiàn)隧道施工項(xiàng)目部管理上的人性化、現(xiàn)代化、科學(xué)化。

(4)動(dòng)態(tài)取證系統(tǒng)及單兵設(shè)備:每個(gè)標(biāo)段項(xiàng)目部配置車載動(dòng)態(tài)取證系統(tǒng)及單兵專為移動(dòng)監(jiān)控設(shè)計(jì),配有頂載云臺(tái)、便攜式取證主機(jī)(內(nèi)置3G與GPS模塊),可選配的全景相機(jī)、設(shè)備支架、主機(jī)防護(hù)盒等。車載動(dòng)態(tài)取證系統(tǒng)前端取證主機(jī)為核心,可實(shí)現(xiàn)高清晰視音頻錄像存儲(chǔ)、圖片抓拍、GPS定位、3G網(wǎng)傳等功能。高度集成的便攜式取證主機(jī)、配合帶有強(qiáng)力磁鐵的前端球云臺(tái),使系統(tǒng)可以快速部署在執(zhí)法車上,也可以快速部署在室外等各種事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)。取證主機(jī)對(duì)采集的視音頻信號(hào)實(shí)時(shí)硬件同步壓縮后進(jìn)行本地存儲(chǔ),可供事件回放、數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)上傳等需求。

(5)監(jiān)控中心顯示系統(tǒng):監(jiān)控中心配置了9塊46寸超窄邊拼接屏、綜合視頻管理平臺(tái)軟件、流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器、核心交換機(jī)等主要設(shè)備。各標(biāo)段項(xiàng)目部通過(guò)寬帶連接到中心服務(wù)機(jī)房,在大屏幕上進(jìn)行顯示、圖像轉(zhuǎn)發(fā)及客戶端預(yù)覽等。

(6)監(jiān)控設(shè)備供電:前端監(jiān)控點(diǎn)及機(jī)房設(shè)備采用就近供電的原則,供電距離大于50米需用戶提供電源接入監(jiān)控設(shè)備區(qū)域旁,所有設(shè)備供電采用AC 220V電源。前端攝像機(jī)及傳輸設(shè)備在電源線接入時(shí)安裝防雷浪涌保護(hù)設(shè)備,并做防雷接地。

7 結(jié)語(yǔ)

安全監(jiān)控系統(tǒng)的形成主要難點(diǎn)在與各標(biāo)段監(jiān)控點(diǎn)位的傳輸,通過(guò)多次無(wú)線網(wǎng)橋模擬測(cè)試,在各場(chǎng)站與標(biāo)段監(jiān)控室的視頻實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸,但是無(wú)線傳輸所用無(wú)線網(wǎng)橋在傳輸過(guò)程中受傳輸帶寬影響,無(wú)法實(shí)現(xiàn)兩路以上高清視頻的同時(shí)傳輸,所以無(wú)線網(wǎng)橋無(wú)線通信技術(shù)如取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展,將大大降低施工成本,為工程項(xiàng)目的安全監(jiān)管帶來(lái)更大便利。