網絡視頻監控系統在高速公路長隧道施工中的運用研究

張棟

（中國公路工程咨詢集團有限公司，北京100195）

1 引言

為迎合社會經濟快速發展的現實需求，近些年我國交通行業快速發展壯大，高速公路建設規模呈不斷拓展的趨勢。隧道是公路工程體系的重要構成部分，所占比例不斷提升。眾多周知，隧道工程隸屬于隱蔽性項目，建設階段風險高、質量管理難度大。因此，加強施工過程安全控制是保證項目質量的根本【1】。長隧道施工階段合理應用視頻監控系統，能協助管理人員明確工程施工進度計劃落實情況，及時發現施工階段滯留的隱患，可以早期解除，從而從根本上保證長隧道施工質量安全。

2 項目概況

某高速公路JH3 合同中隧道坐落在陜西省的東北部，現場勘測結果顯示隧道左洞總長為4 653m ，其中，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級圍巖依次為3 810.5m、549.1m、253.2m，明洞39.84m；右洞長為4 679m，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級圍巖分別是3 830m、548m、253.1m，明洞長20m。從長度上分析，該項目隸屬于長隧道工程項目。施工單位為保證工程建設階段質量安全，規避工程事故，決定將網絡視頻監控系統用于隧道建設進程中。

3 系統的運作原理

直觀、便捷以及信息內容呈現全面等均是網絡視頻監控系統的典型特征，這也是該系統在生產管理、保安等諸多領域中廣泛應用的主要原因。針對視頻監控系統的運作流程，可以做出如下闡釋【2】：將一個或數個攝像機安裝在一些重要的場所用于拍攝、監控現場運作狀況，而后在線纜、無線或以太網等傳輸網絡協助下，把視頻信號整合至預設的監控中心內，再以存儲設備設施為支撐，把媒體完整的存儲到存儲介質上，且還能依照使用者的主觀需求及監測場所運轉特征，聯合安設其他類探測設施，輔助監控系統的運行過程，進而將視頻監控系統的功能充分發揮出來。

4 網絡視頻監控系統的功能分析

4.1 遠程監控系統

實時監督施工現場工藝合理性及施工流程的安全性、可調控性，是協助相關人員達成對公路隧道施工過程整體實時監管的重要支撐。此系統達成如下功能：協助管理人員在短時間內快速捕獲與工藝及安全管理措施等相關的信息，進而合理調控施工作業模式，整體擬定施工調控方案并評價其實施效果；加大質量通病的預防力度，規避二次發生及持續進展情況；監控并測評現場施工人員行為的合理性，及時遏制與糾正違規操作；實時掌控工程整體進度計劃的實施狀況【3】。

1）現場監控站：在軟地基處理區段、互通立交匝道銜接位點、預制場地等重點部位安設監測器、配置帶有云臺的攝像機等設施，以上設備的布置位點和控制點相毗鄰，不干擾施工過程，檢測、處理、控制單元等均被安置在機箱中，和配電站共同構建了現場監控站，發揮著上傳下達的作用。

2）監控分中心：該中心內部配備了由閉路式電視控制、現場視頻控制設備及緊急電話等組建的中央控制系統，職責是實時監管所轄項目的施工過程，主要有處理數據信息、調控決策及下傳命令等。分中心被安置在一間規模相對較大的監控室內，設置了控制臺與顯示屏幕，為管理人員操作、管理緊急電話、數據收集管理及通信調控等子系統創造便利條件。因監控系統運行階段依賴計算機網絡構建子系統間的相關性，故而可以將監控分中心看成是遠程式監控施工過程的計算機網絡系統。

3）監控中心：本中心安置在監控分中心系統內部，其職責是宏觀管理，承擔的任務量偏小，持有的功能和監控分中心大體一致。

4.2 業務功能

1）網絡視頻監控：多畫面監視與輪巡、云鏡控制及遠程調配；

2）存儲回放：本地及遠程存儲、路線查詢及本地回放等；

3）報警聯動：輸入及輸出報警信號；

4）個性化功能：特殊報警與調控、圖像辨識；

5）用戶管理：用戶開戶及銷戶、整改用戶信息；

6）權限管理：授予、取消權限；

7）分發：實時、多級式分發【4】。

4.3 支撐系統功能

本文僅闡述運行業務階段所需提供的支持系統功能，具體是依照系統結構形式做出如下規劃：為規避重復開發行為，可以整合系統內部分功能和現存的用戶支持系統，但針對相關系統之間的數據互換接口應做出嶄新的定義。支撐系統的功能主要有：（1）客戶管理；（2）權限管理；（3）平臺管理；（4）認證功能；（5）計費管理；（6）賬務；（7）運維支持。

5 施工現場實時監控

1）便捷性的監控現場。在項目施工現場視頻監控平臺的協助下，項目部管理人員被授予權限后，可以突破時間、空間等客觀條件因素的約束，利用1 臺與Internet 銜接的計算機設施，就能夠動態化監測所管轄區段中整體施工狀態。利用被安裝在各個施工場地內的監控點，能構建24h 全天式線上監控模式，保證現場施工信息傳導的時效性、連貫性。選用RTP 系統落實傳輸視頻信號的任務，視頻信號經互聯網會被銜接至監控室監視器或錄像機等裝置上，這樣用戶就可以利用電腦鍵盤、解碼器等調控各子系統內各設備設施運轉狀況，將自體變焦、旋轉等功能充分發揮出來。

2）動態監管進洞人員。具體是為每一個進入長隧道施工場地的人員佩戴人員識別卡，借此方式動態化監測隧洞內人員數量及對應的身份及姓名，有效調控。身份識別卡有“回電、撤離、提示及報警”等諸多功能【5】。比如，當長隧道施工階段突發危險情況，監控人員或洞內人員均可以相互傳遞預警信號或通知洞內所有施工人員快速撤離現場。利用視頻監控系統持有的該項功能，能維持預警功能的時效性、實用性，將長隧道施工階段意外事件對施工人員造成的損傷降至最低水平，從根本上維持了相關人員生命安全。

3）遠程語言對講，即相關人員能遠距離指揮工程現場施工工序，強化各個工種運轉過程的協調性。項目部管理人員利用多媒體能遠程和單個、數個施工工地相關人員進行對講，針對施工現場部分違反相關規定操作的人員及時告知、糾正，將重大危險事故發生率降至最低水平。遠距離傳輸對講信號階段（通常≥1km），基本有分射頻傳輸、光纖傳輸以及電話電纜平衡等形式，本系統設計階段利用視頻電纜聚集到匯聚位點（室外設備箱）構建前端監控點，經調制后的信號經由市區電信光纖傳輸網傳送到各級控制中心內，利用“全球眼”編碼器將其編碼為IP 數據報，整合至對應的專用型監控平臺，IP 專用型傳輸網絡作為數據傳輸線路，光纖接入保證了接入寬帶的相對穩定性，有較強的抗干擾能力，進而促進遠程對講活動的順利開展【6】。

4）遠程視頻會議：該系統運行階段為組織項目現場會議創造了極大的便利條件。項目部管理人員可以將視頻會議時間上傳到視頻監控平臺上，遠程組織參會人員定時參加視頻會議。項目經理在視頻會議中總結近期長隧道建設階段存在的違章操作、暴利式施工等行為，督促各分項工程負責人及時徹查、糾正及處罰；會議中也要組織分項工程負責人匯報當下施工進展、遇到的困難及阻力等，項目負責人之間加強交流，提升信息的共享效率，合理規劃施工流程、優化技術方法等，進而從根本上保證高速公路長隧道施工作業能有效、協調推進。

5）錄像取證。本系統的視頻監控平臺能把現場視頻信息整合至錄像系統內加以存儲，為后續點播、調查、取證等工作做備份應用，并加強權限的管理，確保只有部分用戶有權訪問及查閱相關文件，針對所有視頻文件要加密處理后再存儲，從根本上保證數據安全性，這樣取證使有效性得到了基礎性保障。

6 結語

長隧道工程施工階段，合理應用網絡視頻監控系統，打造出線上監控、無人值守式監控及多維度立體化監控格局，明顯提升了項目部管理人員工程現場的管理效率，保證長隧道施工全過程處于被調控的狀態中，在保證項目建設質量的基礎上，縮短了建設周期，這些都體現了網絡視頻監控系統在隱蔽工程特別是長隧道施工領域中有較高的推廣價值。