公路工程施工現(xiàn)場的安全監(jiān)控信息技術(shù)分析

夏黃鶴

（湖南省茶江高速公路建設(shè)開發(fā)有限公司，湖南長沙 410000）

0 引言

為了提高公路工程施工安全性及質(zhì)量，必須加強(qiáng)施工現(xiàn)場安全監(jiān)控工作。而目前我國一些公路施工單位還沒有建立完善的施工現(xiàn)場安全監(jiān)控系統(tǒng)，存在一定的缺陷，安全隱患眾多，識別風(fēng)險源的能力有限，安全措施落實不到位等，造成安全事故多發(fā)，因此，需要加強(qiáng)對公路工程施工現(xiàn)場的安全監(jiān)管力度，確保工程安全高效的完成。文章基于現(xiàn)階段公路工程施工的實際情況，對施工現(xiàn)場的安全監(jiān)控方法進(jìn)行了研究，期待有效的安全監(jiān)控系統(tǒng)的形成，促進(jìn)施工安全，提高應(yīng)急救援工作效率[1]。

1 安全監(jiān)控信息系統(tǒng)設(shè)計

為提升施工現(xiàn)場安全監(jiān)管水平，促進(jìn)公路施工過程及運(yùn)營階段安全保障效能提升，需要建立高效的安全監(jiān)控信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)集現(xiàn)場監(jiān)控技術(shù)、智能信息識別技術(shù)及智能控制技術(shù)于一體；利用信息技術(shù)等多種技術(shù)手段對關(guān)鍵工序、關(guān)鍵部位、重大危險源及其他關(guān)鍵要素進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控。迅速準(zhǔn)確地識別施工現(xiàn)場安全風(fēng)險，通過系統(tǒng)中智能語音通信子系統(tǒng)和內(nèi)部信息傳輸子系統(tǒng)及時報告上級管理人員，保障上級管理人員能夠?qū)κ┕がF(xiàn)場情況作出迅速應(yīng)對，避免事故的發(fā)生[2]。

該系統(tǒng)將采取“一個管理主體加一個多級管理部門”現(xiàn)場管控模式，根據(jù)公路施工企業(yè)特點(diǎn)，安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計如下：一是為確保視頻傳輸質(zhì)量，在現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備傳輸路線上，使用10MMSTP專用專線先把現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)傳送至對應(yīng)監(jiān)控工程控制中心，然后通過30MMSTP主干線路進(jìn)行傳輸，并將采集的相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至公司監(jiān)控系統(tǒng)；二是為提高監(jiān)控信息有效傳輸，又能避免外圍設(shè)備占用監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，傳輸系統(tǒng)采用獨(dú)立管理方式；三是該系統(tǒng)前端設(shè)備包括現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備、定位設(shè)備和監(jiān)控設(shè)備，用于收集現(xiàn)場作業(yè)情況、出勤人數(shù)和危險部位情況等有關(guān)信息，綜合應(yīng)用無線或者有線網(wǎng)絡(luò)向標(biāo)段安全管控中心進(jìn)行傳輸，在實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享的前提下，對施工現(xiàn)場進(jìn)行全程安全監(jiān)控。具體現(xiàn)場施工監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示[3]。

圖1 施工監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)

2 安全監(jiān)控信息系統(tǒng)作用

為確保安全監(jiān)控體系高效運(yùn)轉(zhuǎn)，需要實時監(jiān)控施工現(xiàn)場安全狀況，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控及時采集現(xiàn)場重要信息，模擬對象發(fā)展?fàn)顟B(tài)；預(yù)測安全風(fēng)險進(jìn)度。通過該系統(tǒng)可實現(xiàn)對項目整體安全狀況、危險源的控制。所采取的安全技術(shù)措施等內(nèi)容都可以在該系統(tǒng)的基礎(chǔ)上使全體員工共享信息。通過實時傳輸施工過程、質(zhì)量驗收細(xì)節(jié)和危險源視頻，將施工單位間信息相互連接，保證分級管控目標(biāo)落實[4]。

2.1 施工現(xiàn)場實時視頻監(jiān)控

在高橋墩和高邊坡這些高風(fēng)險區(qū)域內(nèi)，該系統(tǒng)做到不間斷地進(jìn)行實時監(jiān)控，做到不受場地氣候、降水、地形和交通影響的實時數(shù)據(jù)采集和發(fā)送[5]。該監(jiān)控系統(tǒng)能夠在公路全線、大隧道及其他重點(diǎn)工程區(qū)域內(nèi)實時精準(zhǔn)地進(jìn)行實時監(jiān)控，同時采用智能語音處理系統(tǒng)實現(xiàn)施工現(xiàn)場的實時語音交流和現(xiàn)場施工的遠(yuǎn)程指導(dǎo)。

2.2 對人員進(jìn)行動態(tài)定位監(jiān)控

在地質(zhì)條件復(fù)雜、作業(yè)環(huán)境惡劣和施工危險性大的建設(shè)工程中，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)人臉識別、身份驗證和出勤統(tǒng)計，提升施工現(xiàn)場管理水平；該系統(tǒng)結(jié)合動態(tài)定位、監(jiān)控模塊，能夠?qū)θ藛T進(jìn)行實時定位，對施工工藝流程進(jìn)行監(jiān)控，并實現(xiàn)對禁區(qū)的告警，違規(guī)操作告警，施工人員超人數(shù)超時間告警，以促進(jìn)施工安全可靠性[6]。

2.3 災(zāi)后急救信息

第一，該系統(tǒng)可以最大程度地做到實時跟蹤、定位人員，當(dāng)施工過程中發(fā)生安全事故時能在最短時間里迅速作出反應(yīng)，及時發(fā)布求助信息；在最短時間內(nèi)找到事故的具體位置，精確地顯示事故地點(diǎn)、人員的具體人數(shù)等細(xì)節(jié)[7]。

第二，施工工地相關(guān)人員可利用往返移動監(jiān)控車和其他裝置及時準(zhǔn)確有效地傳達(dá)求救信息和語音通信及其他相關(guān)功能，及時聯(lián)系監(jiān)控管理中心，適時制定科學(xué)有效的救援措施，確保現(xiàn)場高效救援[8]。

第三，安全事件發(fā)生后，突發(fā)情況下每個安全信息系統(tǒng)設(shè)備可連續(xù)運(yùn)行72h以上，確保緊急情況下連續(xù)運(yùn)行，同時提供寶貴信息以及救援全過程跟蹤監(jiān)控和救援工作的記錄[9]。

2.4 存儲和備份影像

監(jiān)控系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)收集功能實現(xiàn)對現(xiàn)場所有內(nèi)容進(jìn)行記錄，并且把全部視頻數(shù)據(jù)保存到硬盤上，同時有些重要視頻會以長時間保存模式進(jìn)行保存。對于關(guān)鍵部位、關(guān)鍵工序和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)視頻數(shù)據(jù)與竣工數(shù)據(jù)資料及其他資料同步進(jìn)行保存并存儲于永久性竣工檔案中。

2.5 查詢統(tǒng)計和報表分析等

該監(jiān)控系統(tǒng)能夠自動采集施工人員日常出勤信息，包括人員出入數(shù)量、操作具體地點(diǎn)等信息，并進(jìn)行解析形成對應(yīng)統(tǒng)計報表；工程經(jīng)理可依據(jù)報告資料全面查詢施工人員出勤時間、施工區(qū)域和特定施工部位。

3 施工現(xiàn)場安全監(jiān)控中的信息技術(shù)重點(diǎn)

3.1 建立監(jiān)控點(diǎn)的原則

第一，監(jiān)控點(diǎn)選擇時，需要考慮現(xiàn)場條件、氣候條件、風(fēng)險等級及其他相關(guān)因素，尤其是風(fēng)險較大的墩臺、高邊坡、預(yù)制場、拌和站范圍內(nèi)需合理設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)。

第二，為綜合監(jiān)控公路隧道施工，達(dá)到防潮、防震、防塵的惡劣環(huán)境下采集資料，可以將移動監(jiān)控車輛專門處理，安裝高清晰度攝像機(jī)并制定相關(guān)防護(hù)措施。應(yīng)急時，應(yīng)急設(shè)備、通信設(shè)備、應(yīng)急燈和發(fā)電機(jī)等應(yīng)合理調(diào)配、備用，應(yīng)保證施工現(xiàn)場和控制中心通信隨時暢通。

第三，根據(jù)實際的地形特點(diǎn)以及監(jiān)控信息的傳輸路徑進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計，合理選擇監(jiān)控的布設(shè)位置。在保證監(jiān)控效果的情況下，盡可能減少監(jiān)控點(diǎn)，從而有效降低線路布置的難度，并能夠降低設(shè)備購置的成本。

3.2 視頻轉(zhuǎn)發(fā)

項目部設(shè)置流媒體服務(wù)器、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器與系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，系統(tǒng)內(nèi)部全部視頻監(jiān)控子系統(tǒng)均可實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)實時數(shù)據(jù)共享。項目部內(nèi)、工程管理處和其他各級客戶端執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸，并且通過不同層次的子管理系統(tǒng)進(jìn)行傳遞，達(dá)到對該系統(tǒng)進(jìn)行有效監(jiān)控的目的，圖2展示了工地施工監(jiān)視系統(tǒng)視頻轉(zhuǎn)發(fā)模型。

圖2 施工監(jiān)控系統(tǒng)視頻轉(zhuǎn)發(fā)模型

3.3 緊急救援與應(yīng)急功能設(shè)計

第一，使用有線或者無線數(shù)據(jù)網(wǎng)，把建設(shè)的地區(qū)、掌子面、其他危險部位的圖像信息，以無線或者有線網(wǎng)絡(luò)的方式傳送到施工控制系統(tǒng)，以及采用分層控制方式，傳送至項目部工程管控子系統(tǒng)，實現(xiàn)和現(xiàn)場施工人員語音溝通。

第二，系統(tǒng)中的所有設(shè)備均應(yīng)有漏電保護(hù)設(shè)施、應(yīng)急發(fā)電設(shè)備等，為了確保當(dāng)場地內(nèi)的路線中斷時，該監(jiān)控系統(tǒng)可持續(xù)工作時間大于3d，確保安全事故之后，能夠正常采集并傳輸相關(guān)信息，保證應(yīng)急的現(xiàn)實需要。

第三，當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)收到危險信息后，監(jiān)控中心系統(tǒng)中同時亮起紅色危險燈，可對現(xiàn)場進(jìn)行危險信息報警。

第四，一旦出現(xiàn)安全事故，該系統(tǒng)主計算機(jī)可對事故區(qū)域、事故類型、參與人數(shù)和其他資料實時顯示，并且可以和現(xiàn)場施工人員語音溝通。

3.4 安全信息共享功能設(shè)計

在非施工現(xiàn)場，參與該項目的各方，例如，設(shè)計單位、政府部門和其他有關(guān)人員可在安全信息控制中心的基礎(chǔ)上，進(jìn)行安全知識的實時分享，并且可對數(shù)據(jù)中心進(jìn)行查詢、修正、不斷更新安全知識信息，以形成參與各方共享安全信息的環(huán)境，如圖3所示。

圖3 安全知識共享網(wǎng)絡(luò)

當(dāng)前我國工程建設(shè)信息化發(fā)展速度較快，但是部分施工企業(yè)對于項目安全管理工作并沒有給予足夠的重視，自身信息化監(jiān)控技術(shù)仍處于較低水平，缺乏現(xiàn)代化監(jiān)控儀器和設(shè)備。由于工程風(fēng)險較高，因此需要加強(qiáng)對信息監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用，確保信息化監(jiān)控設(shè)備在建設(shè)期間可以滿足建設(shè)需求；嚴(yán)格落實設(shè)備檢修與維護(hù)計劃，確保設(shè)備正常運(yùn)行，切實保障公路項目建設(shè)安全。

4 結(jié)論

總之，本文基于公路工程特殊性，剖析公路工程施工安全監(jiān)控管理普遍存在的薄弱環(huán)節(jié)，分析公路工程施工現(xiàn)場的安全監(jiān)控信息系統(tǒng)，得出如下結(jié)論：

第一，該系統(tǒng)能夠集現(xiàn)場監(jiān)控、人工智能識別、信息處理和傳輸于一體，對施工現(xiàn)場關(guān)鍵工序和關(guān)鍵部位實施全面監(jiān)控，能夠?qū)崿F(xiàn)信息資源共享。

第二，監(jiān)控點(diǎn)布設(shè)應(yīng)充分考慮現(xiàn)場情況、監(jiān)控信息傳輸方式，在確保監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行效率的前提下，最大限度地降低監(jiān)控點(diǎn)布設(shè)數(shù)量，以降低監(jiān)控設(shè)施投入。

第三，對監(jiān)控車輛進(jìn)行特殊處理，采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，以達(dá)到防潮、防水、防震的目的，使其能按實際需要，在情況緊急時，確保工地與控制中心能夠連續(xù)通信。