公路項目施工現場的安全監控技術探討

李 田

（貴州陸通工程管理咨詢有限責任公司,貴州 貴陽 550014）

0 引言

當前我國處于基礎建設高速發展期，高速公路大力發展的同時，道路工程建設過程中的安全問題越來越突出[1]。為了管理好施工風險，建設方和承建方都在加強安全管理，但是由于公路建設工程項目施工范圍長、覆蓋地域廣、施工點多的特點，常采用的檢查、巡檢式的安全管理，致安全管理人員疲于奔波。這種效率低下的管理方式，很難對施工風險實時監控。尤其是在安全事故發生后很難在第一時間進行處置[2]。基于此，文章研究通過引入信息技術手段，加強道路施工風險防范及處置的能力，為公路建設工程安全風險管理及應急處置工作提供有力保障。

1 安全監控信息系統的設計

為了提升道路施工現場管理水平，通過采用信息技術，提高施工現場安全風險檢測及安全事故應急救援能力，建立道路施工安全監測系統。本系統主要依托智能識別技術、智能控制技術、數據傳輸技術和現場監控等技術手段，實現施工現場實時監控、重要風險點智能辨識與識別、道路救援組織協調、應急通信以及信息共享等主要功能，及時發現和處置施工過程中的安全隱患，提前向各級管理部門提供數據共享及風險預警。某高速公司建設單位的組織架構主要是由1個公司、多個管理部門組成[3]。組織架構比較扁平。基于該管理模式，本系統設計方案包括：

（1）數據傳輸：為了保證數據傳輸質量，確保現場監控視頻運行流暢，采用10 M MSTP專線作為施工現場監控點監控設備至對應項目管理部門的傳輸通道，再由30 M MSTP 專線將數據及監控實時畫面傳輸至項目公司，可以確保數據傳輸通道順暢，不出現通道擁堵、數據延時和視頻卡頓的現場。

（2）雙網分離、專網專用：為了避免相互影響，保障本系統及辦公系統正常運行，公司需有獨立滿足辦公需求的辦公網絡。采取雙網分離的模式，通過公司三層核心交換機利用VLan技術將兩者隔離開，達到辦公網絡和安全監控網絡獨立運行，互不影響的效果。

（3）分層管理：為了方便現場用戶的操作，根據不同現場環境，配置針對性的終端設備。例如工人定位設備、重點危險地段檢測設備和道內檢測設備等。系統會將不同終端采集上來的數據通過5G、Wi Fi等技術傳輸至標段監控中心，再由標段監控中心實時共享給管理部門及公司調度室，實現作業現場的實時監控[4]。

2 安全監控信息系統的功能

及時掌握施工現場的情況是確保風險有效管控的基礎，為了建立有效、穩定的施工現場實時監控管理，本系統采用遠程實時監控技術，達到將施工現場的實時畫面送到監控中心的效果，及時將實時信息共享給建設方、承建方、監管部門等參與單位[5]。采用分級控制的技術手段，把除了監控視頻外的施工人員定位、危險源監控、動態風險點識別等信息數據，及時傳遞給管理部門及公司的監控中心。

2.1 施工現場實時視頻監控

受施工環境影響，安全風險點主要集中在隧道洞口、高架橋、長隧道內部等。這些地域周圍環境復雜，容易受到自然災害的影響。針對重點監控路段，本系統采取有針對性的檢測手段，例如移動檢測車、隧道巡檢機器人和三防高清攝像頭等專用設備，在確保安全的情況下依托最新的信息技術，實現管理部門及項目公司的管理需求。

2.2 隧道人員動態定位監控

長隧道是高速道路施工過程中的高風險點，決定了必須重視進入隧道內施工人員的全方位管理。本系統將通過身份驗證、5G應急通信、北斗實時定位等新技術對現場施工人員進行全方位的保護。可以根據區域設置、人員動態定位，實現對隧道里人員準入制度、禁區管理、超時疲憊施工等高風險工作項進行合理管控。

2.3 災后急救信息

（1）災后報警方面，施工現場發生安全事故后，系統會實時向監控中心發布報警信號，并將相關信息，例如人員編號、地點坐標、事故等級、現場圖片等，實時共享給各級監控中心[6]。

（2）事故處置方面，事故發生后，現場人員也可以通過服務終端、手持設備、移動監控車等發出SOS信號，通過5G網絡進行應急通信，同監控中心匯報現場情況，提高應急救援的速度，第一時間啟動應急預案。

（3）救援保障方面，為了確保危急時刻，保持設備持續有效地工作，所有終端設備采用高容量電池組，保證發生災害事件后，所有設備可以無電源獨立運行三天以上，為救援行動爭取黃金48小時。

2.4 圖像存儲和備份

數據安全是本系統設計內容中的重點，應用數據備份技術將普通數據保存在硬盤中，重點視頻資料備份至磁盤陣列中永久保存。尤其是關鍵節點的視頻和文檔資料，以及項目建設過程中的技術資料，作為項目驗收的重要組成部分，需要永久性保存在陣列中，以備隨時調取。

2.5 查詢統計和報表分析

系統提供便捷的查詢功能，豐富的篩選條件，可以幫助工作人員隨時調取需要的數據，并自動生成統計表。管理人員也可以根據對應的報表功能，隨時隨地查詢施工情況。

3 施工現場安全監控信息技術要點

3.1 監控點設置原則

（1）重點風險點不留死角，在隧道出入口、高邊坡、互通高架、材料存放地等地區360度設置監控點，全方位覆蓋。

（2）普通路段根據實際情況，每個區間設置2組監控點，達到區間監控無縫銜接，尤其是隧道內不間斷地連續視頻監控更有利于信息收集。

（3）在滿足現場管理要求的情況下，合理布置監控點，盡量節約成本，減少采購成本，控制系統項目風險。

3.2 視頻轉發

監控視頻信息收集到服務器后如何共享，尤其是同管理部門及公司的監控中心實現數據聯動顯得尤為重要。在標段監控中心搭建部署流媒體和轉發服務器等網絡設備，實現現場、標段監控中心、管理處監控中心、公司監控中心四級數據同步，同時通過分級控制系統，實現四級客戶端對終端監控設備的云臺操控[7]。

3.3 緊急救援和應急功能設計

（1）隧道移動監控車在隧道施工緊急救援過程中起到重要作用，通過5G網絡或者有線網絡可以將二次襯砌臺車附近的施工人員定位信息及掌子面等重點位置的監控視頻和圖像等信息，傳輸至標段監控中心，同時還可以利用5G網絡提供應急通信。

（2）移動監控車除了以上主要功能外，車上還配備了防護面罩、防爆電話和應急電源等設備，保證突發情況下防爆、防水和防塵的應急需求。

（3）應急設備在惡劣環境下應具備防漏電保護、防火及防爆等要求，尤其是應急電源的配置，應該保證在斷電后所有設備可以正常運行三天以上。

（4）出現事故時為了更加醒目地發出報警信號，使用報警聲音加上報警燈光，同時提醒現場人員緊急處置。

（5）事故發生后，監控中心的主機會將報警信息及時間、地點、事故現場人員信息以及現場畫面及時顯示在管理員眼前，并主動開啟應急通信，第一時間與現場建立應急通信。

3.4 信息化監控技術在隧道施工中的應用

3.4.1 人員定位應用

當前由于北斗系統的不斷完善，利用北斗系統加上互聯網技術輔助，可以對隧道內施工人員進行精準定位，實時監控人員在隧道內的分布及動態情況。管理人員可以通過本系統及時了解人員信息，根據施工作業需求隨時調整，加快了施工進度，優化了人員部署的合理性。定位系統在日常管理中也可以作為考勤系統使用，能對施工人員上下班情況進行統計[8]。除了日常考勤，一旦發生事故，通過信息化監控技術，能對人員實時定位，以保障人員安全。

3.4.2 監測測量應用

監測是隧道工的重要環節之一，對施工環境的動態監控及分析也是安全管理的重點。利用信息檢測系統中的監控測量技術，可以實現遠程實時測量隧道內施工環境，管控施工進度，從而降低安全風險水平。當前常用的施工測量技術是新奧法技術，經過長期的實踐積累，已經將該技術中“利用量測信息準確保障施工安全”的技術措施延伸至監控測量，可通過信息系統的數據測量檢測，結合圍巖支護結構受力變形測量、狀態結構觀測，從而確保隧道施工的有序開展。

3.4.3 空氣監測應用

在隧道施工過程中會產生大量的粉塵，對隧道內的空氣造成較大的污染。通過本系統建立空氣質量檢測系統，保護施工人員不受有害氣體的侵害，尤其是施工過程中受到地質條件的干擾會產生部分有害氣體，直接威脅人員安全。大型機械設備施作時，會產生有害氣體，和空氣混合在一起很難分辨，通過人工方式不容易無法辨識，因此，利用空氣檢測設備是保障人員安全的有效手段。

3.4.4 語音交互應用

通信方式、應用場景較多，尤其是語音對講系統，可以實現施工人員之間及與管理人員之間的通信交流。除了滿足日常的通信溝通后，還可以實現專家遠程作業指導功能，遇到疑難問題可以申請專家指導，專家可以通過遠程系統進行指導操作[9]。

4 信息化監控技術應用建議

當前我國對施工質量要求越來越高，建設方對承建方的監管工作也在逐年加大。利用安全監控系統可以有效地監管施工現場的風險及進度，因此在項目招投標階段，就需要開始推進系統的建設要求和方案構建。主要從以下方面推進：

（1）在項目啟動初期就開始規劃建設安全監控系統，通過信息化技術全生命周期地管理項目風險，進一步提高信息化監控技術水平。當前，盡管信息技術已經在建筑領域得到了廣泛的應用，但是大部分的工程公司并沒有給予充分重視，信息化的整體技術水平及配套設施都比較陳舊。公路工程建設是一項以安全為重點的建設項目，應加強對信息化監測技術的研究，以保證其在建設中的應用，并注重維護保養，以全面提升施工的安全性[10]。

（2）培養應用人員專業素養。建筑安全管理人員是建筑安全管理信息化監控技術應用的重要先決條件。為了保證安全生產工作的順利進行，安全生產管理人員應注重提高自己的專業技能，熟練掌握信息技術，發揮信息化監測技術應有功能。

（3）轉變認知。盡管目前的信息化監測技術已經在高速公路建設的安全管理中發揮了一定作用，但是有關部門領導對此技術的認識還不是很透徹。當前，信息化監測技術，已經成為高速公路建設中不可缺少的一環，如果忽略了這一技術，將會對工程的安全產生很大影響，甚至導致安全事故的出現。因此，有關部門要改變觀念，充分了解信息技術在監測中的作用，制訂相應的標準體系，以提高信息化監測技術在實際中的應用效果。

5 結論

該文結合公路工程特點，以及公路工程現場安全監控的不足，研究了公路工程施工現場安全監控信息技術，結論如下：

（1）安全監控系統可通過現場監控設備、智能識別技術、信息傳輸技術等信息技術，實現對重點工點、重要危險源等控制要素的實時監控、信息共享和危險預警。

（2）監控點應結合施工場地特點和監控數據傳輸方式合理布置，在保證監控效果的前提下，盡量減少監控點數量，減少布線難度和設備采購成本。

（3）監控車應具備防爆、防水、防潮和防塵功能，且具有防爆電話及應急電源等，保證突發安全隱患狀態下施工現場與管控中心的通信需求。

（4）公路工程現場安全監控系統，不僅可用于公路、鐵路、地鐵隧道施工期的現場安全監控，依托系統信息傳輸線路和監控設備等，還可用于運營期的安全管理，提高公路、鐵路、地鐵等交通網絡的安全監控能力和應急救援能力。