網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路長(zhǎng)隧道施工中的運(yùn)用研究

張棟

（中國(guó)公路工程咨詢集團(tuán)有限公司，北京100195）

1 引言

為迎合社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需求，近些年我國(guó)交通行業(yè)快速發(fā)展壯大，高速公路建設(shè)規(guī)模呈不斷拓展的趨勢(shì)。隧道是公路工程體系的重要構(gòu)成部分，所占比例不斷提升。眾多周知，隧道工程隸屬于隱蔽性項(xiàng)目，建設(shè)階段風(fēng)險(xiǎn)高、質(zhì)量管理難度大。因此，加強(qiáng)施工過程安全控制是保證項(xiàng)目質(zhì)量的根本【1】。長(zhǎng)隧道施工階段合理應(yīng)用視頻監(jiān)控系統(tǒng)，能協(xié)助管理人員明確工程施工進(jìn)度計(jì)劃落實(shí)情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工階段滯留的隱患，可以早期解除，從而從根本上保證長(zhǎng)隧道施工質(zhì)量安全。

2 項(xiàng)目概況

某高速公路JH3 合同中隧道坐落在陜西省的東北部，現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)結(jié)果顯示隧道左洞總長(zhǎng)為4 653m ，其中，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖依次為3 810.5m、549.1m、253.2m，明洞39.84m；右洞長(zhǎng)為4 679m，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖分別是3 830m、548m、253.1m，明洞長(zhǎng)20m。從長(zhǎng)度上分析，該項(xiàng)目隸屬于長(zhǎng)隧道工程項(xiàng)目。施工單位為保證工程建設(shè)階段質(zhì)量安全，規(guī)避工程事故，決定將網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)用于隧道建設(shè)進(jìn)程中。

3 系統(tǒng)的運(yùn)作原理

直觀、便捷以及信息內(nèi)容呈現(xiàn)全面等均是網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的典型特征，這也是該系統(tǒng)在生產(chǎn)管理、保安等諸多領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的主要原因。針對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)作流程，可以做出如下闡釋【2】：將一個(gè)或數(shù)個(gè)攝像機(jī)安裝在一些重要的場(chǎng)所用于拍攝、監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)作狀況，而后在線纜、無線或以太網(wǎng)等傳輸網(wǎng)絡(luò)協(xié)助下，把視頻信號(hào)整合至預(yù)設(shè)的監(jiān)控中心內(nèi)，再以存儲(chǔ)設(shè)備設(shè)施為支撐，把媒體完整的存儲(chǔ)到存儲(chǔ)介質(zhì)上，且還能依照使用者的主觀需求及監(jiān)測(cè)場(chǎng)所運(yùn)轉(zhuǎn)特征，聯(lián)合安設(shè)其他類探測(cè)設(shè)施，輔助監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行過程，進(jìn)而將視頻監(jiān)控系統(tǒng)的功能充分發(fā)揮出來。

4 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的功能分析

4.1 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

實(shí)時(shí)監(jiān)督施工現(xiàn)場(chǎng)工藝合理性及施工流程的安全性、可調(diào)控性，是協(xié)助相關(guān)人員達(dá)成對(duì)公路隧道施工過程整體實(shí)時(shí)監(jiān)管的重要支撐。此系統(tǒng)達(dá)成如下功能：協(xié)助管理人員在短時(shí)間內(nèi)快速捕獲與工藝及安全管理措施等相關(guān)的信息，進(jìn)而合理調(diào)控施工作業(yè)模式，整體擬定施工調(diào)控方案并評(píng)價(jià)其實(shí)施效果；加大質(zhì)量通病的預(yù)防力度，規(guī)避二次發(fā)生及持續(xù)進(jìn)展情況；監(jiān)控并測(cè)評(píng)現(xiàn)場(chǎng)施工人員行為的合理性，及時(shí)遏制與糾正違規(guī)操作；實(shí)時(shí)掌控工程整體進(jìn)度計(jì)劃的實(shí)施狀況【3】。

1）現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控站：在軟地基處理區(qū)段、互通立交匝道銜接位點(diǎn)、預(yù)制場(chǎng)地等重點(diǎn)部位安設(shè)監(jiān)測(cè)器、配置帶有云臺(tái)的攝像機(jī)等設(shè)施，以上設(shè)備的布置位點(diǎn)和控制點(diǎn)相毗鄰，不干擾施工過程，檢測(cè)、處理、控制單元等均被安置在機(jī)箱中，和配電站共同構(gòu)建了現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控站，發(fā)揮著上傳下達(dá)的作用。

2）監(jiān)控分中心：該中心內(nèi)部配備了由閉路式電視控制、現(xiàn)場(chǎng)視頻控制設(shè)備及緊急電話等組建的中央控制系統(tǒng)，職責(zé)是實(shí)時(shí)監(jiān)管所轄項(xiàng)目的施工過程，主要有處理數(shù)據(jù)信息、調(diào)控決策及下傳命令等。分中心被安置在一間規(guī)模相對(duì)較大的監(jiān)控室內(nèi)，設(shè)置了控制臺(tái)與顯示屏幕，為管理人員操作、管理緊急電話、數(shù)據(jù)收集管理及通信調(diào)控等子系統(tǒng)創(chuàng)造便利條件。因監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行階段依賴計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建子系統(tǒng)間的相關(guān)性，故而可以將監(jiān)控分中心看成是遠(yuǎn)程式監(jiān)控施工過程的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

3）監(jiān)控中心：本中心安置在監(jiān)控分中心系統(tǒng)內(nèi)部，其職責(zé)是宏觀管理，承擔(dān)的任務(wù)量偏小，持有的功能和監(jiān)控分中心大體一致。

4.2 業(yè)務(wù)功能

1）網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控：多畫面監(jiān)視與輪巡、云鏡控制及遠(yuǎn)程調(diào)配；

2）存儲(chǔ)回放：本地及遠(yuǎn)程存儲(chǔ)、路線查詢及本地回放等；

3）報(bào)警聯(lián)動(dòng)：輸入及輸出報(bào)警信號(hào)；

4）個(gè)性化功能：特殊報(bào)警與調(diào)控、圖像辨識(shí)；

5）用戶管理：用戶開戶及銷戶、整改用戶信息；

6）權(quán)限管理：授予、取消權(quán)限；

7）分發(fā)：實(shí)時(shí)、多級(jí)式分發(fā)【4】。

4.3 支撐系統(tǒng)功能

本文僅闡述運(yùn)行業(yè)務(wù)階段所需提供的支持系統(tǒng)功能，具體是依照系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式做出如下規(guī)劃：為規(guī)避重復(fù)開發(fā)行為，可以整合系統(tǒng)內(nèi)部分功能和現(xiàn)存的用戶支持系統(tǒng)，但針對(duì)相關(guān)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)互換接口應(yīng)做出嶄新的定義。支撐系統(tǒng)的功能主要有：（1）客戶管理；（2）權(quán)限管理；（3）平臺(tái)管理；（4）認(rèn)證功能；（5）計(jì)費(fèi)管理；（6）賬務(wù)；（7）運(yùn)維支持。

5 施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控

1）便捷性的監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)。在項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控平臺(tái)的協(xié)助下，項(xiàng)目部管理人員被授予權(quán)限后，可以突破時(shí)間、空間等客觀條件因素的約束，利用1 臺(tái)與Internet 銜接的計(jì)算機(jī)設(shè)施，就能夠動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)所管轄區(qū)段中整體施工狀態(tài)。利用被安裝在各個(gè)施工場(chǎng)地內(nèi)的監(jiān)控點(diǎn)，能構(gòu)建24h 全天式線上監(jiān)控模式，保證現(xiàn)場(chǎng)施工信息傳導(dǎo)的時(shí)效性、連貫性。選用RTP 系統(tǒng)落實(shí)傳輸視頻信號(hào)的任務(wù)，視頻信號(hào)經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)會(huì)被銜接至監(jiān)控室監(jiān)視器或錄像機(jī)等裝置上，這樣用戶就可以利用電腦鍵盤、解碼器等調(diào)控各子系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，將自體變焦、旋轉(zhuǎn)等功能充分發(fā)揮出來。

2）動(dòng)態(tài)監(jiān)管進(jìn)洞人員。具體是為每一個(gè)進(jìn)入長(zhǎng)隧道施工場(chǎng)地的人員佩戴人員識(shí)別卡，借此方式動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)隧洞內(nèi)人員數(shù)量及對(duì)應(yīng)的身份及姓名，有效調(diào)控。身份識(shí)別卡有“回電、撤離、提示及報(bào)警”等諸多功能【5】。比如，當(dāng)長(zhǎng)隧道施工階段突發(fā)危險(xiǎn)情況，監(jiān)控人員或洞內(nèi)人員均可以相互傳遞預(yù)警信號(hào)或通知洞內(nèi)所有施工人員快速撤離現(xiàn)場(chǎng)。利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)持有的該項(xiàng)功能，能維持預(yù)警功能的時(shí)效性、實(shí)用性，將長(zhǎng)隧道施工階段意外事件對(duì)施工人員造成的損傷降至最低水平，從根本上維持了相關(guān)人員生命安全。

3）遠(yuǎn)程語言對(duì)講，即相關(guān)人員能遠(yuǎn)距離指揮工程現(xiàn)場(chǎng)施工工序，強(qiáng)化各個(gè)工種運(yùn)轉(zhuǎn)過程的協(xié)調(diào)性。項(xiàng)目部管理人員利用多媒體能遠(yuǎn)程和單個(gè)、數(shù)個(gè)施工工地相關(guān)人員進(jìn)行對(duì)講，針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)部分違反相關(guān)規(guī)定操作的人員及時(shí)告知、糾正，將重大危險(xiǎn)事故發(fā)生率降至最低水平。遠(yuǎn)距離傳輸對(duì)講信號(hào)階段（通?！?km），基本有分射頻傳輸、光纖傳輸以及電話電纜平衡等形式，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段利用視頻電纜聚集到匯聚位點(diǎn)（室外設(shè)備箱）構(gòu)建前端監(jiān)控點(diǎn)，經(jīng)調(diào)制后的信號(hào)經(jīng)由市區(qū)電信光纖傳輸網(wǎng)傳送到各級(jí)控制中心內(nèi)，利用“全球眼”編碼器將其編碼為IP 數(shù)據(jù)報(bào)，整合至對(duì)應(yīng)的專用型監(jiān)控平臺(tái)，IP 專用型傳輸網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)傳輸線路，光纖接入保證了接入寬帶的相對(duì)穩(wěn)定性，有較強(qiáng)的抗干擾能力，進(jìn)而促進(jìn)遠(yuǎn)程對(duì)講活動(dòng)的順利開展【6】。

4）遠(yuǎn)程視頻會(huì)議：該系統(tǒng)運(yùn)行階段為組織項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)會(huì)議創(chuàng)造了極大的便利條件。項(xiàng)目部管理人員可以將視頻會(huì)議時(shí)間上傳到視頻監(jiān)控平臺(tái)上，遠(yuǎn)程組織參會(huì)人員定時(shí)參加視頻會(huì)議。項(xiàng)目經(jīng)理在視頻會(huì)議中總結(jié)近期長(zhǎng)隧道建設(shè)階段存在的違章操作、暴利式施工等行為，督促各分項(xiàng)工程負(fù)責(zé)人及時(shí)徹查、糾正及處罰；會(huì)議中也要組織分項(xiàng)工程負(fù)責(zé)人匯報(bào)當(dāng)下施工進(jìn)展、遇到的困難及阻力等，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人之間加強(qiáng)交流，提升信息的共享效率，合理規(guī)劃施工流程、優(yōu)化技術(shù)方法等，進(jìn)而從根本上保證高速公路長(zhǎng)隧道施工作業(yè)能有效、協(xié)調(diào)推進(jìn)。

5）錄像取證。本系統(tǒng)的視頻監(jiān)控平臺(tái)能把現(xiàn)場(chǎng)視頻信息整合至錄像系統(tǒng)內(nèi)加以存儲(chǔ)，為后續(xù)點(diǎn)播、調(diào)查、取證等工作做備份應(yīng)用，并加強(qiáng)權(quán)限的管理，確保只有部分用戶有權(quán)訪問及查閱相關(guān)文件，針對(duì)所有視頻文件要加密處理后再存儲(chǔ)，從根本上保證數(shù)據(jù)安全性，這樣取證使有效性得到了基礎(chǔ)性保障。

6 結(jié)語

長(zhǎng)隧道工程施工階段，合理應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，打造出線上監(jiān)控、無人值守式監(jiān)控及多維度立體化監(jiān)控格局，明顯提升了項(xiàng)目部管理人員工程現(xiàn)場(chǎng)的管理效率，保證長(zhǎng)隧道施工全過程處于被調(diào)控的狀態(tài)中，在保證項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，縮短了建設(shè)周期，這些都體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)在隱蔽工程特別是長(zhǎng)隧道施工領(lǐng)域中有較高的推廣價(jià)值。