無線視頻監(jiān)控技術(shù)在公路隧道施工中的應(yīng)用

施彪

文章編號：2095-6835（2016）13-0155-01

摘 要：隨著公路隧道施工工程的普及，在公路隧道施工過程中，出現(xiàn)了安全控制方面的問題。無線視頻監(jiān)控技術(shù)在公路隧道施工中的應(yīng)用情況直接關(guān)系著公路隧道的施工效果。因此，簡要分析了無線視頻監(jiān)控技術(shù)在公路隧道施工中的應(yīng)用情況，以期為日后的相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：無線視頻；監(jiān)控技術(shù)；隧道施工；安全控制

中圖分類號：TP277；U455.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.13.155

做好新形勢下無線視頻監(jiān)控技術(shù)在公路隧道施工中的應(yīng)用和研究，能夠?yàn)楣匪淼朗┕ぐ踩刂?、?shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供必要的安全保障。這是將無線視頻監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用于公路隧道施工中時(shí)首先需要解決的問題。

1 工程應(yīng)用實(shí)例

1.1 重慶菜園壩公路隧道工程

重慶市內(nèi)的菜園壩公路隧道工程施工全長1.5 km，它是上行線、下行線的比向洞雙車道設(shè)置。該工程中采用了點(diǎn)對點(diǎn)光端機(jī)傳輸隧道內(nèi)的視頻信號。隧道內(nèi)上下方向設(shè)計(jì)了4臺遠(yuǎn)端機(jī)，并且在其主要的監(jiān)控中心設(shè)計(jì)了8臺近端機(jī)，隧道內(nèi)設(shè)置了8芯光纜，一個(gè)對端用一芯，4芯共同使用，剩余4芯備用。

1.2 秦嶺終南山特長公路隧道工程

位于陜西省西安市至安康柞水段的秦嶺終南山特長公路隧道，隧道穿越整體秦嶺山脈的終南山，全長18 km，為上、下行線雙洞雙車道。該隧道是我國目前設(shè)計(jì)中最長的公路隧道。

由于該隧道比較長，需要傳輸?shù)囊曨l容量比較大，所以，對傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性提出了較高的要求。以每隔125 m為一個(gè)視頻計(jì)算，共需要288個(gè)視頻。如要選用點(diǎn)對點(diǎn)的端機(jī)傳輸，那么，需要占用的光纖比較多，而且無法統(tǒng)一管理視頻設(shè)備，后期視頻系統(tǒng)的維護(hù)工作也比較復(fù)雜。例如，使用IP接口的視頻編解碼器，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)繁忙時(shí)，無法保證視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和可靠性。

在設(shè)置無線監(jiān)控時(shí)，有2種設(shè)備可選：①點(diǎn)對點(diǎn)光端機(jī)。它占用的光纖資源比較多，設(shè)備管理困難，系統(tǒng)后期維護(hù)困難。②IP接口視頻編解碼器。在使用過程中，如果網(wǎng)絡(luò)緊張，無法保證視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯?shí)時(shí)性。鑒于此，安康柞水段的秦嶺終南山特長公路隧道選用無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)。我們選擇數(shù)字式、節(jié)點(diǎn)式光端機(jī)傳輸圖像，在上下行隧道中，利用2芯光纖將隧道內(nèi)的80個(gè)節(jié)點(diǎn)組合起來，形成視頻鏈網(wǎng)。信號可以在隧道內(nèi)進(jìn)行輸出處理，并且在其內(nèi)進(jìn)行統(tǒng)一管理。在隧道監(jiān)控中心設(shè)置網(wǎng)管系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)維護(hù)整個(gè)傳輸過程。

2 特點(diǎn)及應(yīng)用

2.1 高清數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)

高清數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是多媒體通信技術(shù)基于IP尋址實(shí)現(xiàn)的一種視頻傳輸技術(shù)。目前，這項(xiàng)技術(shù)正在快速發(fā)展，監(jiān)控設(shè)備也處于網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化全面發(fā)展的階段。全面發(fā)展網(wǎng)絡(luò)數(shù)字系統(tǒng)已經(jīng)成為了一種趨勢，所以，我們現(xiàn)在使用的監(jiān)控系統(tǒng)也應(yīng)隨著時(shí)代和技術(shù)的發(fā)展而改變。

這種數(shù)字分布式的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)是與數(shù)字視頻技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸相結(jié)合的監(jiān)控系統(tǒng)。它主要用于管理系統(tǒng)和多媒體技術(shù)中。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是工業(yè)化控制技術(shù)的一種，它能實(shí)現(xiàn)視頻和音頻的數(shù)安化、網(wǎng)絡(luò)化，并對多媒體進(jìn)行智能化管理。因此，將傳統(tǒng)的信號進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換，以IP包的形式將相關(guān)數(shù)據(jù)上傳至網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)整體的集中監(jiān)控、管理等。與舊有的系統(tǒng)相比，這種系統(tǒng)的優(yōu)勢是視頻圖像是高清的。

在長沙市營盤路湘江隧道視頻監(jiān)控系統(tǒng)中首次使用了高清數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)。在選取攝像機(jī)時(shí)，選用的是上海堯視的數(shù)字高清攝像機(jī)。通過它的交換機(jī)可以傳輸隧道內(nèi)的視頻畫面，通過光纜可以提高其穩(wěn)定性，將信號傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。使用高清數(shù)字化的監(jiān)控系統(tǒng)后，圖像的清晰度比舊有系統(tǒng)提高了很多。

2.2 模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)

目前，這種視頻監(jiān)控技術(shù)是非常成熟的，使用時(shí)性能比較穩(wěn)定，在很長一段時(shí)間里，它都是隧道監(jiān)控使用的主流視頻設(shè)備，使用范圍也比較廣。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是：利用前端模擬攝像機(jī)，采用矩陣主機(jī)控制，通過視頻控制主機(jī)來監(jiān)視圖像，調(diào)用視頻。但它的缺點(diǎn)是：在進(jìn)行系統(tǒng)架構(gòu)時(shí)，操作復(fù)雜，而且工程量比較大，每增加一個(gè)前端機(jī)，就要調(diào)配其整體系統(tǒng)，操作煩瑣。

3 監(jiān)控方案的比較

3.1 點(diǎn)對點(diǎn)光端機(jī)

利用點(diǎn)對點(diǎn)的光端傳輸機(jī)傳輸時(shí)，每個(gè)路段每隔125 m設(shè)置1臺， 使用4口光端機(jī)進(jìn)行傳輸。其中，必須使用至少1對光端機(jī)，并占用1芯光纖。但是，這種光機(jī)對于整個(gè)系統(tǒng)的資源占用比較多，如果隧道比較長，離主監(jiān)控中心比較遠(yuǎn)，那么，還要在中間加上光端機(jī)的級連進(jìn)行傳輸。光端機(jī)級連會(huì)在一定程度上衰減信號，降低信噪比。使用大量的光端機(jī)也不利于整體管理，系統(tǒng)的后期維護(hù)比較困難。但是，其傳輸優(yōu)點(diǎn)是圖像清晰、傳輸速度快。

3.2 節(jié)點(diǎn)式光端機(jī)

利用節(jié)點(diǎn)式光端機(jī)傳輸圖像時(shí)，系統(tǒng)只占用了2芯光纖，并將施工隧道內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)整體連接起來，組成環(huán)網(wǎng)或是鏈網(wǎng)。這樣做，不僅可以節(jié)省光纖資源，統(tǒng)一上傳隧道內(nèi)的視頻信號，使之通過相關(guān)設(shè)備輸出信號，保證其能進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)控管理。在維護(hù)系統(tǒng)時(shí)，可以通過監(jiān)控中心的網(wǎng)關(guān)實(shí)時(shí)維護(hù)。

3.3 視頻編解碼器

對于固定帶寬接口，需要使用2 M口或是多個(gè)2 M捆綁傳輸圖像。使用該系統(tǒng)時(shí)，需要在隧道內(nèi)單設(shè)一個(gè)通信系統(tǒng)傳輸設(shè)備，所以，現(xiàn)在的隧道視頻施工中一般不采用這種技術(shù)。

對于IP接口，可以通過隧道內(nèi)設(shè)置的PLC提供以太網(wǎng)接口，進(jìn)而傳輸視頻信號。雖然視頻的傳輸完全依靠網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，但是，目前，以太網(wǎng)協(xié)議中對數(shù)據(jù)并沒有QOS保證，所以，在網(wǎng)絡(luò)工作繁忙時(shí)，在解壓相關(guān)圖像信息時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)馬賽克的情況，無法保證視頻的實(shí)時(shí)性。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文簡要介紹了無線視頻監(jiān)控技術(shù)在公路隧道施工中的應(yīng)用情況，希望可以為其日后的發(fā)展提供參考。隨著無線視頻監(jiān)控技術(shù)在公路隧道施工中的廣泛應(yīng)用， 對其的應(yīng)用研究也將成為保障公路隧道施工階段安全的重要工作之一。

參考文獻(xiàn)

[1]張偉宗，何書強(qiáng)，李海鵬.網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路長隧道施工中的應(yīng)用[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2012（06）：82-85.

[2]張金輝，劉明明.無線視頻監(jiān)控技術(shù)在公路隧道施工中的應(yīng)用[J].河南科技，2012（13）：58.

[3]喬茜.公路隧道施工面無線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].西安：長安大學(xué)，2012.

[4]趙健，王成金，于工.無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)在鐵路隧道施工中的應(yīng)用[J].青島科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014（02）：165-168.

〔編輯：白潔〕