移動視頻輸電線路土建在線監控系統

周宗飛 沈驥 周杰 陶倩敏

[摘? ? 要]移動視頻在線監控系統應用于輸電線路基礎施工現場工況，通過可移動現場監控設備，將施工現場的視頻信息通過無線網絡設備將數據分別傳送至手機及后臺指揮中心，實現遠程視頻觀看現場情況，實時對施工現場進行有效安全監管，以便第一時間掌控施工現場的情況，達到遠程指揮。

[關鍵詞]移動;實時;遠程;安全

[中圖分類號]TN948.6 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）11–0–03

Mobile Video Transmission Line Civil Engineering on-line Monitoring System

Zhou Zong-fei， Shen Ji， Zhou Jie， Tao Qian-min

[Abstract]The mobile video online monitoring system is applied to the working conditions of the transmission line foundation construction site. Through the mobile field monitoring equipment， the video information of the construction site is transmitted to the mobile phone and the background command center through the wireless network equipment， so as to realize the remote video viewing of the site situation and the effective safety supervision of the construction site in real time， In order to control the situation of the construction site at the first time and achieve remote command.

[Keywords]mobile; Real time; long-range; security

隨著國民經濟的增長和人民生活水平的提高，消費用電的需求量不斷上升，從而推動了電力產業的迅猛發展，走上了一個新的高度。而鐵塔基礎作為輸電線路的基礎結構，對輸電線路的運行安全起著非常重要的作用，關乎輸電線路最終的運行安全。

輸電線路基礎施工存在著野外施工、隱蔽施工、點多面廣、危險點多、施工持續時間長等特點，現階段的監控措施主要是指派人員到現場進行監管，但人員精力不足，會導致現場管理覆蓋面不足、管理松懈等問題。為了能夠全面、及時地了解施工動態，對意外情況迅速做出響應，及時消除安全和質量隱患，進一步加強對基礎工程施工的安全控制和質量控制，可以在輸電線路基礎施工過程中采用無線視頻監控系統。實現對電力作業的安全管控，解決應急事件處理能力差、工作效率低、安全質量監管不全面等問題。

輸電線路基礎作為隱蔽工程，單純采用人工監控難以百分百監控到位。目前，隱蔽工程資料以旁站記錄、隱蔽工程簽證記錄等紙質資料為主，輔以部分的影像資料，可追溯性不強。據悉，許多工程發生過基礎工程被舉報質量不符合設計標準的情況，而旁站人員、施工單位又提供不出基礎隱蔽工程有效地佐證材料。輸電線路基礎施工移動視頻在線監控系統的投入使用將起到非常重要的作用。

輸電線路基礎施工為野外作業，點多面廣，視頻監控設備除滿足基本的監控能力外，還需要滿足頻繁搬運的要求;基礎施工野外持續時間長，需要滿足蓄電持續性的要求;山地施工多，即使是平地，場地也不夠平整，支撐腳的調節需要滿足設備找平要求。

本文提出了移動視頻在線監控系統技術研究和建設，實現對輸電線路基礎施工作業現場的實時視頻監控，解決了應急事件處理能力差、工作效率低、響應時間長、安全質量監管不全面等問題。最終達到對施工現場作業的遠程視頻監控管理的效果。

1 工作原理

移動視頻在線監控系統采用4G無線傳輸，包含高清攝像機、紅外云臺、視頻編碼模組、無線傳輸等模塊于一體的移動視頻監控。通過4G無線網絡、電力專網上傳至指揮中心或手機終端，在終端上對視頻流信號進行解碼，即可看到攝像頭拍攝的現場視頻畫面，直觀顯示在屏幕上。通過監控App端實時瀏覽觀測各監控點的現場情況，實現遠程視頻觀看等。原理圖如圖1所示。

2 系統應用設計

衡量一個弱電系統的成功與否，并非僅取決于智能化系統的多少、系統的先進性或集成度，而是取決于系統的設計和配置是否經濟合理并且系統成功運行，系統的使用、管理和維護是否方便，系統或產品的技術是否成熟適用。即，如何以最少的投入，本設計始終遵循以下原則。

（1）一次性。一次性完成系統的總體規劃與設計，并按計劃實施。

（2）安全性。整個系統應能24 h運轉，系統的安全性、可靠性和容錯能力必須予以高度重視。對各子系統，以電源、系統的備份等方面采取相應的容錯措施。

（3）標準性。本方案依照國家和地區的有關標準進行。確保系統的擴充性和擴展性，有利于實現投資保障。

（4）經濟性。在標準化和結構化的前提下，達到功能和經濟的優化設計

（5）先進性。在滿足用戶現有需求的前提下，充分考慮各種信息化適應技術迅猛發展的趨勢，不僅在技術上保持最先進和適度超前，而且更注重采用最先進的技術標準和規范，以適應未來技術發展的趨勢。

（6）開放型。在總體規劃方案以及進行設備和系統選型時，充分考慮各個子系統之間的集成特性和信息自動化系統進入的可能性。

（7）用戶至上。本方案以滿足用戶需求為目標，最大限度地滿足用戶提出的功能需求，確保使用性。

3 系統特點

3.1 設備特點

（1）移動視頻在線監控系統采用鋁合金材料，體積及重量要顯著下降，方便組裝及搬運。

（2）蓄電池體積及重量顯著減小，箱體采用防銹、防水處理，便于搬運及野外使用。蓄電池體積及重量減小后，仍需滿足有效工作（供電）時間，要求蓄電池連續供電達到4～5 d。采用蓄電池及太陽能板結合的供電方式，太陽能板的尺寸及重量進行精簡，采用落地式太陽能板，滿足穩定性要求，滿足連續在線監測的用電要求。

（3）監控球機結構匹配支架強度，減小了球體體積，360°監控，1080 P高清畫質。

（4）由于輸電線路基礎施工時設備安裝位置不固定，特別是山地及有高差的地形，遇不平整場地時設備需進行找平。監控設備支架采用可調節的支撐腳。

3.2 系統平臺特點

3.2.1 遠程圖像傳輸

系統采用標準的TCP/IP協議，可應用在局域網、廣域網和無線網絡之上。視頻服務器提供RJ-45以太網接口，可直接接入局域網交換機或者HUB上，同時設備可任意設置網關，完全支持跨網段、有路由器的遠程視頻監控環境。監控中心安裝視頻監控服務器，局域網中的授權用戶可通過IE瀏覽器監控遠程現場。不同的監控用戶可根據自己的監控需求靈活切換到任意一個監控現場，可多人同時觀看一個現場，也可以不同用戶選擇任意現場監控。

3.2.2 遠程設備監控

監控用戶可分配給不同的控制權限。控制權限高的用戶可優先對設備進行控制，如控制云臺轉動選擇監視區域對象;調節攝像機鏡頭改變監視范圍和觀察效果;還可以對指定的其他現場設備開關進行控制等。

3.2.3 多畫面監視

系統具有在同一客戶終端上同時監視4路、8路或者16路直至64路前端圖像的功能。便于用戶對整個監控網點進行對比監測和全局掌控。而當用戶點擊某一路圖像時可進行放大實時監控。使這一路圖像出現在全屏范圍內，便于用戶觀察細節。

3.2.4 多畫面輪巡

監控用戶可將監控現場在特定的時間間隔內按順序輪流切換，也可在一個圖像框內輪換顯示全部的攝像機畫面。畫面切換間隔時間可靈活設置，畫面間隔時間可調節。

3.2.5 支持iOS＼Android智能手機瀏覽

只需要一款iOS＼Android智能手機就可以隨時隨地觀看視頻（不過速度受到無線帶寬限制，沒有PC機流暢）。獨有的支持手機瀏覽軟件，只需要將軟件安裝至手機中就可以方便用戶在沒有電腦使用時也可以隨時隨地觀看視頻圖像。

3.2.6 控制優先權機制

管理機制完善，可以給不同級別的用戶分別分配相應的控制權限。

4 系統優勢

4.1 實時監控

輸電線路基礎施工階段，施工項目部將整個線路分為若干個施工段，配備相應的現場監控設備與每個施工段相對應，監控設備隨著作業點轉移、施工進程變化進行調整，施工項目部通過監控系統對每個施工段的施工過程進行實時監控，通過這些可移動現場監控設備，將施工現場的視頻信息通過無線網絡設備將數據分別傳送至手機、施工項目部監控設備。

4.2 節約成本、提高效率

目前，輸電線路工程基礎施工傳統的現場管理模式主要是旁站、現場稽查、巡查、交叉互查等，輸電線路基礎施工點多、面廣，特別是大型輸電線路工程動輒幾百基基礎，公司及項目部的管理人員無法做到施工現場的安全檢查和質量控制全面、全過程覆蓋。移動視頻覆蓋后，可以通過后臺直接對現場進行監控，不但節約了成本，而且提高了管理效率。

4.3 及時發現制止隱患

輸電線路基礎施工環境錯綜復雜，每時每刻都存在發生不同安全隱患的可能，在重點防護區域、特殊地形處，通過移動視頻監控，主要管理人員及技術人員可以在最短的時間內判定出該監控區域出現異常情況，及時響應，發現并制止隱患。

4.4 節約資源、保護環境

引入在線監測技術，可以在一定程度上減少人員、車輛投入及反復踏足現場的次數，節約了資源的消耗，另一方面也對自然生態環境起到了一定的保護作用。

4.5 新技術推動行業的進步

系統的建設充分利用了在線監測技術、計算機網絡技術等多種技術成果，新技術的運用將有效地推動電力以及相關行業的技術進步。

5 系統組成

5.1 前端采集設備

采用鋁合金+工程塑膠材料壓鑄外殼制作而成，具有良好的散熱性，有效地防止灰塵滲透，雨水噴淋，惡劣天氣下也能有效監控;具有6顆42 mm高清紅外補光燈，照射距離50～80 m，支持紅外夜視;支持云平臺控制及變焦功能。

5.2 視頻傳輸網絡

傳輸網絡分為3個部分，前端網絡、4G移動網絡和后端網絡;前端網絡采用千兆有線網絡，以滿足高清視頻監控在本地的存儲和預覽;4G移動網絡包括安裝在前端的4G路由器和4G運營商網絡，本方案推薦使用聯通4G網絡，因為聯通4G用TD-LTE和FDD-LTE協議混合組網的，TD-LTE協議覆蓋廣泛的特點，而FDD-LTE具有傳輸速率快的特點，并且在無4G信號覆蓋的區域，回落到3G通信時，聯通的WCDMA協議是覆蓋率最廣和傳輸速率最快的3G網絡，能夠最大限度地保證監控視頻數據的回傳;后端網絡采用百兆光纖固定IP地址，保證前端視頻能夠始終向后端管理服務器發送數據。

5.3 中心管理服務器

中心管理服務器為認證、管理、轉發平臺，支持多用戶，多范圍，多應用，多分布的整體監控需求。

6 現場應用

6.1 基礎施工階段

在基礎施工階段，施工項目部將整個線路分為若干個施工段，配備相應的現場監控設備與每個施工段相對應，監控設備隨著作業點轉移、施工進程變化進行調整，施工項目部通過監控系統對每個施工段的施工過程進行實時監控，通過這些可移動現場監控設備，將施工現場的視頻信息通過無線網絡設備將數據分別傳送至手機、施工項目部監控設備。

6.2 立桿施工階段

在立桿施工階段多個施工隊同時進行立桿施工，監控設備與每個施工隊對應配置。并根據施工進展進行調整，當該基組立完畢就移至下個施工桿。有效地保證了對每個立桿施工點的實時監控。

6.3 架線施工階段

在進行架線施工階段在每個區段的張力場、牽引場安裝一套現場監控設備，若有重要跨越，則安裝在塔身上的監控設備可以對本身塔基以及與之相鄰的兩基桿塔進行監控。可選擇在施工地點也配置監控電腦，管理人員既可以在施工現場也可以在施工項目部等處進行監控。

6.4 節約成本、提高效率

目前，輸電線路工程傳統的現場安全管理模式主要是現場稽查、巡查、交叉互查等，輸電線路點多、面廣，特別是大型輸電線路工程動輒幾百基基礎、鐵塔，公司及項目部的管理人員無法做到施工現場的安全檢查和質量控制全面、全過程覆蓋。移動視頻覆蓋后，可以通過后臺直接對現場進行監控，不但節約了成本，而且提高了管理效率。

6.5 及時發現制止隱患

輸電線路基礎、立塔、架線施工環境錯綜復雜，每時每刻都存在發生不同安全隱患的可能，在重點防護區域、特殊地形、重要交叉跨越處，通過移動視頻監控，主要管理人員及技術人員可以在最短的時間內判定出該監控區域出現異常情況，及時響應，發現并制止隱患。

7 結束語

通過移動視頻在線監控系統技術研究和建設，實現對輸電線路基礎施工作業現場的實時視頻監控，解決了應急事件處理能力差、工作效率低、響應時間長、安全質量監管不全面等問題。最終達到對施工現場作業的遠程視頻監控管理，提升對電力施工現場生產安全管控能力，加快施工進度，節省了人力資源以及設備的投入成本，將使施工現場的安全防護系統建設成為“安全防范無漏洞、安全管理現代化、安全信息數字化”的綜合型、高水平的安全防范系統。為提高電力行業高壓輸電線路的現代化管理水平提供了有力的保障，提升電網安全經濟性、提升設備運行可靠性。

參考文獻

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