河北省茅荊壩(蒙冀界)至承德公路施工現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)

陳小輝，趙海濤

(中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司)

1 項(xiàng)目背景

本項(xiàng)目位于河北省承德市北部，是《國(guó)家高速公路網(wǎng)規(guī)劃》中“大慶～廣州公路(Z5)”的重要組成部分，也是河北省高速公路“五縱六橫七條線”規(guī)劃中的“第一縱”，由主線和圍場(chǎng)支線組成。主線起自蒙冀交界的茅荊壩，與京承高速公路相接。圍場(chǎng)支線起自主線大廟互通立交，接圍場(chǎng)縣城城市道路。

本項(xiàng)目路線全長(zhǎng)181.694 km，其中主線長(zhǎng)111.237 km，圍場(chǎng)支線，長(zhǎng)度為70.457 km。

為了提高工程的管理效率，河北省高速公路承赤籌建處決定在工地沿線采用無(wú)線技術(shù)構(gòu)成的工地監(jiān)控，本項(xiàng)目視頻監(jiān)控工程主要是對(duì)承赤高速公路修筑情況做實(shí)時(shí)監(jiān)控，監(jiān)控的主要對(duì)象是隧道洞口、高填深挖、集中預(yù)制場(chǎng)、高橋墩等存在安全隱患的重點(diǎn)、關(guān)鍵部位。

2 管理體制

本項(xiàng)目視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理模式為籌建處—各項(xiàng)目部駐地監(jiān)控室—外場(chǎng)設(shè)備。本項(xiàng)目由河北省承赤高速公路籌建處負(fù)責(zé)全線的視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)，在各項(xiàng)目部駐地分別設(shè)置監(jiān)控室，負(fù)責(zé)管理本合同段內(nèi)的視頻監(jiān)控。

3 施工現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)功能

(1)可以調(diào)用存儲(chǔ)30 d以上的錄像，錄像資料可以按時(shí)間段轉(zhuǎn)存，刻錄光盤(pán)存儲(chǔ)。

(2)籌建處、籌建處工程分部和項(xiàng)目部通過(guò)PC/視頻監(jiān)控專用主機(jī)都可以查看前端監(jiān)控圖像;可以調(diào)用監(jiān)控錄像，可按任意時(shí)間調(diào)看。

(3)具有良好的擴(kuò)容能力;本方案設(shè)計(jì)的無(wú)線傳輸設(shè)備，中繼設(shè)備等不用更換設(shè)備的同時(shí)具有擴(kuò)容監(jiān)控?cái)z像機(jī)功能，項(xiàng)目部可以隨時(shí)在未具備安裝監(jiān)控的地方進(jìn)行增加視頻監(jiān)控設(shè)備等;

4 施工現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案

前端視頻設(shè)備采用遙控?cái)z像機(jī)，使用視頻編碼器，完成模擬視頻信號(hào)的視頻編碼。通過(guò)傳輸系統(tǒng)上傳至承赤高速各標(biāo)段項(xiàng)目部。

各項(xiàng)目監(jiān)控室可以通過(guò)在服務(wù)器上安裝的管理軟件即可以在視頻服務(wù)器上管理和控制，可以多畫(huà)面的管理，并且可以控制云臺(tái)的左右轉(zhuǎn)動(dòng)，鏡頭焦距的調(diào)整，視頻圖像的存儲(chǔ)。

4.1 施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控視頻傳方案

本項(xiàng)目視頻傳輸采用視頻纜直傳、5.8G專用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸3種種方案。外場(chǎng)攝像機(jī)至各項(xiàng)目部較近的采用視頻纜直傳方式;外場(chǎng)攝像機(jī)位于3G公用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的采用3G公用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸方式;外場(chǎng)攝像機(jī)距項(xiàng)目部較遠(yuǎn)且不在3G公用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)的，采用5.8G無(wú)線傳輸設(shè)備+中繼設(shè)備組成專用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的傳輸方式。

(1)采用視頻直傳的方式即攝像機(jī)連接視頻線進(jìn)相應(yīng)項(xiàng)目部的視頻監(jiān)控主機(jī)，通過(guò)項(xiàng)目部監(jiān)控室的PC機(jī)訪問(wèn)視頻監(jiān)控主機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)瀏覽前端對(duì)應(yīng)的圖像。如圖1所示。

圖1 視頻直傳的方式傳輸

(2)采用無(wú)線網(wǎng)橋的方式為攝像機(jī)連接視頻編碼器，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)橋傳到對(duì)應(yīng)項(xiàng)目部的視頻監(jiān)控主機(jī)，通過(guò)項(xiàng)目部監(jiān)控室的PC機(jī)訪問(wèn)視頻監(jiān)控主機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)瀏覽前端對(duì)應(yīng)的圖像，如圖2所示。因?yàn)閭鬏敒榫幋a后的數(shù)據(jù)，所以要求前端的視頻編碼器和后端的視頻監(jiān)控主機(jī)為同一品牌的設(shè)備。

圖2 無(wú)線網(wǎng)橋的方式傳輸

(3)采用3G的方式傳輸:攝像機(jī)連接帶存儲(chǔ)功能的3G視頻編碼器，通過(guò)3G網(wǎng)傳輸進(jìn)籌建處的視頻管理工作。目前的3G網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，前端均沒(méi)有固定的IP地址，這樣的條件限制下，導(dǎo)致了前端視頻圖像連接不了項(xiàng)目部的視頻監(jiān)控主機(jī)，針對(duì)這種情況，海康威視開(kāi)發(fā)的視頻監(jiān)控集中管理平臺(tái)軟件采用前端主動(dòng)找平臺(tái)的技術(shù)確保前端的3G視頻編碼器可以及時(shí)的注冊(cè)到平臺(tái)，視頻工作站需要注冊(cè)公網(wǎng)中的固定IP地址。

圖3 3G的方式傳輸

4.2 各項(xiàng)目部閉路電視系統(tǒng)

在各項(xiàng)目部設(shè)置一臺(tái)視頻監(jiān)控專用主機(jī)和1臺(tái)22寸液晶顯示器，在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置攝像機(jī)實(shí)施采集現(xiàn)場(chǎng)的視頻信號(hào)，上傳至各項(xiàng)目部后通過(guò)視頻以太網(wǎng)交換機(jī)接入視頻監(jiān)控專用主機(jī)，通過(guò)監(jiān)控主機(jī)可在顯示器切換任一路圖像，并對(duì)上傳視頻進(jìn)行存儲(chǔ)，每路圖像存儲(chǔ)一個(gè)月時(shí)間(按30 d×24 h計(jì))。

4.3 河北省茅荊壩(蒙冀界)至承德公路籌建處閉路電視系統(tǒng)

項(xiàng)目部閉路電視系統(tǒng)將外場(chǎng)上傳的視頻信號(hào)通過(guò)各項(xiàng)目部現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)，上傳到河北省茅荊壩(蒙冀界)至承德公路籌建處，籌建處視頻管理計(jì)算機(jī)需配置固定IP?；I建處及分部可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)登陸各項(xiàng)目部的視頻監(jiān)控主機(jī)查詢各路視頻的錄像。

管理工作站需要在公網(wǎng)里有固定的IP地址，在管理工作站安裝視頻監(jiān)控集中管理平臺(tái)軟件，管理工作站除了直接接入3G傳回來(lái)的視頻圖像外，還接入前端各項(xiàng)目部通過(guò)視頻監(jiān)控傳過(guò)來(lái)的視頻圖像。

該管理工作站部署好后，應(yīng)用軟件可以按照用戶名和密碼來(lái)分配權(quán)限，有權(quán)限的人員可以通過(guò)公網(wǎng)在任一電腦或者智能手機(jī)(需要支持塞班、安桌、蘋(píng)果操作系統(tǒng)中一種)瀏覽到對(duì)應(yīng)權(quán)限的前端圖像。

圖4 閉路電視系統(tǒng)

4.4 各標(biāo)段監(jiān)控點(diǎn)設(shè)置

一標(biāo)段監(jiān)控點(diǎn)設(shè)置方案。

承赤高速公路一標(biāo)段共有6個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，分別是扁擔(dān)溝隧道口、3#梁廠、拌合站、2#梁廠、壩堤溝特大橋、茅荊壩隧道口。

二標(biāo)段監(jiān)控點(diǎn)設(shè)置。

承赤高速二標(biāo)段共有6個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，分別是大廟梁廠、大廟互通、過(guò)河口橋尾、過(guò)河口隧道、七家互通、七家梁廠。

三標(biāo)段監(jiān)控點(diǎn)設(shè)置方案。

承赤高速三標(biāo)段共有個(gè)6監(jiān)控點(diǎn)，分別是兩家隧道、兩家互通、項(xiàng)目部、崗子隧道、木匠溝大橋、曹家溝隧道。

七標(biāo)段監(jiān)控點(diǎn)設(shè)置方案。

承赤高速七標(biāo)段共有六個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，分別是雙峰寺互通區(qū)、五列河特大橋、6標(biāo)梁廠、雙峰寺服務(wù)區(qū)、小井大橋拌合站、小井大橋梁廠。

九標(biāo)段監(jiān)控點(diǎn)設(shè)置方案。

承赤高速九標(biāo)段共有6個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，分別是大樹(shù)溝隧道口和拌合站、瀝青拌合站、松樹(shù)溝大橋、橋頭河梁廠。

十一標(biāo)段監(jiān)控點(diǎn)設(shè)置方案。

承赤高速十一標(biāo)段共有6個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，分別是灤河大橋橋尾、梁廠、灤河大橋橋頭、梁廠、西平臺(tái)隧道口、瀝青拌合站。

十五標(biāo)段監(jiān)控點(diǎn)設(shè)置方案。

承赤高速十五標(biāo)段共有4個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，分別是梁廠、蘭旗卡倫互通、瀝青拌合站、水穩(wěn)拌合站。

十八標(biāo)段監(jiān)控點(diǎn)設(shè)置方案。

承赤高速十八標(biāo)段共有4個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，分別是李家營(yíng)2號(hào)隧道出口、拌合站、梁廠、四合永收費(fèi)站。

4.5 視頻監(jiān)控集中管理平臺(tái)軟件

(1)平臺(tái)整體構(gòu)架。

軟件采用了在J2EE三層體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上構(gòu)建的面向業(yè)務(wù)的四層體系結(jié)構(gòu)，如圖5所示。

圖5 平臺(tái)整體構(gòu)架

(2)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸。

系統(tǒng)在進(jìn)行視音頻傳輸及控制時(shí)應(yīng)建立兩個(gè)傳輸通道:信令/控制通道和視音頻流通道;經(jīng)過(guò)壓縮的視音頻采用流媒體協(xié)議RTP/RTCP傳輸。

4.6 外場(chǎng)設(shè)備供電

施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控外場(chǎng)攝像及5.8G無(wú)線傳輸中繼設(shè)備機(jī)采用就近取電原則，并設(shè)置監(jiān)控配電箱;無(wú)電源情況下采用太陽(yáng)能供電。

太陽(yáng)能供電系統(tǒng)采用全天候太陽(yáng)能組件和全模塊化結(jié)構(gòu)的電力轉(zhuǎn)換器，以及免維護(hù)電池組構(gòu)成。整個(gè)系統(tǒng)安裝簡(jiǎn)便，擴(kuò)充容易，系統(tǒng)所需維護(hù)及少，而且日常維護(hù)工作應(yīng)由非熟練工人擔(dān)任。

5 小結(jié)

建施工現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)、決策支持系統(tǒng)等高科技手段融為一體，幫助安全監(jiān)管部門(mén)、監(jiān)理單位和施工單位及時(shí)掌握安全管理、文明施工及治安管理狀況，對(duì)違章作業(yè)人員以威攝作用，有效促進(jìn)施工現(xiàn)場(chǎng)提高安全文明施工水平。因此，加強(qiáng)遠(yuǎn)程監(jiān)控的建設(shè)和管理，對(duì)于推動(dòng)施工現(xiàn)場(chǎng)管理方式是質(zhì)的飛躍。