長江馬鞍山段整治工程拋石計量與視頻監管方法及實踐

廖嵩隆，王 森

（1.馬鞍山市水利局，安徽 馬鞍山 243000；2.南瑞集團有限公司，南京 210000）

1 研究背景

長江馬鞍山河段二期整治工程是國家172項節水供水重大水利工程長江中下游河勢控制和河道整治工程的子項之一。整治范圍上起東西梁山上游約6 km處的陳家洲汊道段中部的四褐山，下至馬鞍山河段尾，全長約42 km。工程包括護岸工程和河勢控制工程兩部分，護岸工程長30.6 km，其中新護10.9 km，加固19.7 km；河勢控制工程為小黃洲左汊口門護底工程，長0.9 km，主要工程為拋石及各類護坡、護腳。散拋石工程量為291萬m3。2019年1月工程開工建設，2021年8月完工，2021年12月通過竣工驗收。

本文針對長江馬鞍山河段二期整治工程建設中的拋石計量及相應視頻監管進行探討，分析不同拋石計量方法的優缺點，介紹智能稱重及視頻監管在長江馬鞍山河段二期整治工程中的實際應用效果。

2 一般石料計量方法及其利弊

（1）體積法。通過人工測量石料堆載體的幾何尺寸（長、寬、高等）計算石料體積[1]。該方法具有操作簡單、快捷等優點，但其弊端也較為明顯，由于石料堆積形狀一般不規則，存在架空、松散堆碼、人為堆高的情況，幾何尺寸測量值代表性確定困難、不同人員測量尺度不同等對塊石的實際計量均有很大影響。

（2）重量法（排水量法）。即通過測量石料船上核定的載重線計算石料重量[1]。計算時，須檢查油艙、水艙的裝載情況。該方法優點是計算便捷，缺點是在計算塊石體積時需檢查船舶的裝載狀態，尤其受風浪影響較大，在量測或觀測石料運輸船舶吃水線時常出現明顯誤差。

（3）稱重法。通過自卸汽車運輸，在貨運碼頭過磅裝船，對運輸石料自卸汽車的滿載和空載進行逐車過磅稱重，按規定的拋石噸位方量系數將噸位換算成體積進行計量。該方法優點是計算簡單且計量結果相對準確，缺點是須將施工現場的石料轉移至貨運碼頭進行計量。

3 智能稱重與視頻監管的應用

為加強長江馬鞍山河段二期整治工程水下拋石計量和監管，提高水下拋石計量精準度，實現石料裝船、運輸、定點拋投全過程監控和可溯源管理，工程建設單位大膽實踐，自主開發出一套可實現智能稱重與視頻監管綜合應用的系統（以下簡稱“智能稱重管理系統”）。

智能稱重管理系統是基于互聯網+技術理論，將稱重設備物聯網與互聯網數據信息管理技術結合，集業務信息數據管理、智能稱重、自動化信息采集、物聯網數據傳輸、視頻圖像監控、防作弊管理、計算機網絡數據管理為一體的智能稱重數據信息管理平臺，可有效提高稱重監管水平，堵塞管理漏洞，防止稱重作弊，提高工作效率。

該智能稱重管理系統同時也是一個石料進出拋石區域統一管控的智能信息化管控平臺，能夠在盡可能減少人為干預的情況下，迅速、準確、安全、穩定、可靠地實現拋石施工流程中信息采集和管理，較大提高施工現場的信息化程度。

3.1 稱重系統原理

常用的稱重系統，智能化程度較高，以無人值守模式居多，主要配備攝像機、攝像頭擴展盒、物聯網儀表、物聯網接線盒、交換機、紅外光柵、道閘、車牌識別機、紅綠燈、顯示屏幕及語音系統等設備系統[2]，主要連接方式如圖1所示。

圖1 智能稱重系統設備連接

3.2 稱重方案優化

長江馬鞍山河段二期整治工程建設中，根據工程需要和現場實際情況，考慮到建設單位、監理單位、施工單位三方（以下簡稱“三方”）均在施工現場，需會簽磅單，且磅房有人值守，在確保稱重精確、經濟兼顧效率的前提下，采用半自動化模式的稱重系統進行工程投運，對稱重設計方案進行了優化[3]。扣除攝像頭擴展盒、物聯網儀表、物聯網接線盒、紅外光柵、道閘、紅綠燈、顯示屏幕及語音系統等設備，僅保留車牌識別攝像頭、稱重采集器、監控計算機以及數據采集軟件，采用貨運碼頭磅房，硬件設備安裝位置見圖2。

圖2 稱重設備安裝位置

將2臺車牌識別一體機安裝于磅秤兩側，通過網線接入磅房交換機，稱重采集器采集地磅數據后通過RS232通訊協議接入監控計算機，最終通過數據采集軟件形成稱重磅單及報表。

3.3 石料計量操作程序

該工程拋石施工前，三方共同派員對每輛運石車進行編號、登記，將車牌號錄入稱重系統中。石料計量操作程序如下。

隨著現代信息技術的發展，網絡已經普及到人們生產生活的方方面面，網絡中蘊含著豐富的信息資源，很容易對大學生的思想觀念產生影響，使得大學生的價值意識呈現出多元化的發展趨勢，而高校基層黨建部門作為規范和引導大學生樹立正確思想價值觀的重要機構，構建以網絡為基礎的基層黨建常態化工作模式，使其更加適應和滿足大學生多元化發展需求。

①運石車輛先進行過磅前的車牌識別，對在白名單內的車輛放行。②若車輛車牌不在白名單內，三方進行運石車輛信息確認，無誤則補錄車牌。③車輛上磅，地磅稱得凈毛重后放行。④車輛下磅，進貨運碼頭卸貨。⑤卸貨后，返回地磅二次稱重，車牌識別機識別過磅車車牌號，稱得空車重量。⑥磅房工作人員在監控計算機軟件上核對車牌號及重量是否與現場石料車車牌和稱重顯示屏一致，如車牌一致，在軟件界面對話框里點擊確定并打印表單；如車牌不一致則修改車牌，稱重不一致則重新過磅（軟件界面僅能修改車牌信息，時間、重量等信息無法修改）。⑦打印出表單，經三方復核會簽確認后給司機。⑧車輛下磅出站。

3.4 石料稱重量的核定

3.4.1 軟件主導

稱重管理軟件主要實現獲取（或輸入）以及核對過磅信息，讀取已完成的稱重記錄，實現過磅記錄統計和維護、磅單記錄打印。

（1）工作流管理。具有統一的工作流程管理平臺，采用電子化的流程，圖形化定義、圖形化監控，并可根據需要及時對流程進行調整。

（2）靈活的數據權限分配體系。權限與組織單位直接關聯，可實現多用戶多角色的權限分配機制，可支持到頁面元素的權限操作，并支持基礎字典數據行的授權等，方便不同業務部門查看數據權限等。

（3）按需定制系統的擴展性。①系統界面可由用戶根據所需自定義功能模塊。②系統可方便地與各種關系型數據庫（如：SQL Serve）接口，實現不同數據庫平臺間數據庫的交換及信息共享。③提供報表管理平臺，能為系統的各個業務環節提供報表服務。④提供可視化的報表設計功能。⑤支持票據的套打功能。

（4）個性化服務。可以利用系統的動態內容管理技術來實現個性化頁面服務。

（5）數據報表發布設計。系統提供數據報表自動生成、查看及格式更改等功能。

3.4.2 輔助手段

施工過程中，過磅后的磅單須經三方現場復核會簽，以確保數據的真實性。系統可記錄每次過磅的車輛信息及石料重量，形成報表，作為最終結算的數據支撐。

（1）過程視頻抓拍。稱重系統將圖像抓拍/視頻監控緊密結合，在軟件界面可顯示視頻畫面，最大支持四路視頻，可在車頭、車尾、車廂頂部、地磅房內等處安裝攝像頭，在過磅稱重數據保存時抓拍圖像信息，與過磅信息一起存儲，以便后期監督查詢[4]。

（2）數據日志記錄。對于更改或刪除的數據，稱重系統會將該條數據做作廢處理，但并非真正刪除，僅在統計時不作為業務數據，系統管理員可查閱作廢記錄，包含原始信息、操作后信息及操作員、時間、計算機IP和MAC地址等信息。

（3）分級權限管理。根據業務種類對操作權限進行分級管理，每個用戶只能操作授權的功能模塊，每次登陸均記錄登陸設備地址、用戶名、登陸時間、注銷時間。

3.5 成本及管理優勢

雖然本次設計中采用半自動化模式的稱重系統進行工程投運，即扣除紅外光柵、道閘、紅綠燈等設備，僅保留車牌識別攝像頭、稱重采集器、監控計算機以及數據采集軟件，但依舊能夠實現精確稱重、自動讀數、一鍵報告等核心功能，常規的單個站點全套智能稱重系統總投資約13萬元，本次優化后單個站點投資僅6.54萬元，節約投資近50%。

因所有稱重數據都是通過自動化方式獲取，減輕現場管理人員工作量。同時，根據工程需求，建設單位、監理單位、施工單位三方都在現場，在發生突發狀況時，能及時處理，避免車輛聚集不動，確保過磅通道暢通，為卸貨拋石提供可靠保障，凸顯其靈活的管理優勢。

3.6 視頻監視管控

從運石車輛進入施工區、過磅、下磅、運輸至石料堆放場、卸料、空車過磅、打印磅單、會簽、下磅、到駛出施工區的全過程中均有視頻監控，以確保石料在施工區運輸過程中數量不丟失、稱重不造假。

在長江馬鞍山河段二期整治工程拋石施工智能稱重與視頻監管實際應用中，采用槍機、球機等多種類型攝像頭，均具備200萬或以上的像素。為減少數據存儲硬盤的使用數量和存儲頻次，監控視頻均采用H.265的壓縮格式，錄像碼流碼流大小2 048 kps，單個攝像頭錄像1天的存儲數據量約21 GB[5]。

視頻數據作為項目施工過程中的重要影像資料，需進行全過程存儲。因此按照站點數量和工程施工時間，為其配備了足夠多的存儲硬盤。以繁昌碼頭為例，共8個監控攝像頭（車牌識別攝像頭為實時視頻畫面，不存儲），單天需168 G，該碼頭施工期為4個月，需20 106 G硬盤，為其配備3塊8 T硬盤。

4 結語

根據工程需要和現場實際情況，在對石料稱重方案優化的基礎上，開發了一套可智能稱重與視頻監管的綜合管理系統，實現了拋石料運輸的精準計量和監控，提高了工作效率，使得長江馬鞍山河段二期整治工程拋石施工工期較計劃縮短4個月。同時，也避免了一般石料計量的弊端，做到了公平、公正、公開、透明，實現了拋石料裝船、運輸、定點拋投全過程監控和可溯源管理的要求，應用成效顯著。