公路項目施工現(xiàn)場的安全監(jiān)控技術(shù)探討

李 田

（貴州陸通工程管理咨詢有限責(zé)任公司,貴州 貴陽 550014）

0 引言

當(dāng)前我國處于基礎(chǔ)建設(shè)高速發(fā)展期，高速公路大力發(fā)展的同時，道路工程建設(shè)過程中的安全問題越來越突出[1]。為了管理好施工風(fēng)險，建設(shè)方和承建方都在加強(qiáng)安全管理，但是由于公路建設(shè)工程項目施工范圍長、覆蓋地域廣、施工點(diǎn)多的特點(diǎn)，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(fēng)險實時監(jiān)控。尤其是在安全事故發(fā)生后很難在第一時間進(jìn)行處置[2]?；诖?，文章研究通過引入信息技術(shù)手段，加強(qiáng)道路施工風(fēng)險防范及處置的能力，為公路建設(shè)工程安全風(fēng)險管理及應(yīng)急處置工作提供有力保障。

1 安全監(jiān)控信息系統(tǒng)的設(shè)計

為了提升道路施工現(xiàn)場管理水平，通過采用信息技術(shù)，提高施工現(xiàn)場安全風(fēng)險檢測及安全事故應(yīng)急救援能力，建立道路施工安全監(jiān)測系統(tǒng)。本系統(tǒng)主要依托智能識別技術(shù)、智能控制技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和現(xiàn)場監(jiān)控等技術(shù)手段，實現(xiàn)施工現(xiàn)場實時監(jiān)控、重要風(fēng)險點(diǎn)智能辨識與識別、道路救援組織協(xié)調(diào)、應(yīng)急通信以及信息共享等主要功能，及時發(fā)現(xiàn)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(shù)據(jù)共享及風(fēng)險預(yù)警。某高速公司建設(shè)單位的組織架構(gòu)主要是由1個公司、多個管理部門組成[3]。組織架構(gòu)比較扁平?；谠摴芾砟Ｊ?，本系統(tǒng)設(shè)計方案包括：

（1）數(shù)據(jù)傳輸：為了保證數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量，確?，F(xiàn)場監(jiān)控視頻運(yùn)行流暢，采用10 M MSTP專線作為施工現(xiàn)場監(jiān)控點(diǎn)監(jiān)控設(shè)備至對應(yīng)項目管理部門的傳輸通道，再由30 M MSTP 專線將數(shù)據(jù)及監(jiān)控實時畫面?zhèn)鬏斨另椖抗荆梢源_保數(shù)據(jù)傳輸通道順暢，不出現(xiàn)通道擁堵、數(shù)據(jù)延時和視頻卡頓的現(xiàn)場。

（2）雙網(wǎng)分離、專網(wǎng)專用：為了避免相互影響，保障本系統(tǒng)及辦公系統(tǒng)正常運(yùn)行，公司需有獨(dú)立滿足辦公需求的辦公網(wǎng)絡(luò)。采取雙網(wǎng)分離的模式，通過公司三層核心交換機(jī)利用VLan技術(shù)將兩者隔離開，達(dá)到辦公網(wǎng)絡(luò)和安全監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立運(yùn)行，互不影響的效果。

（3）分層管理：為了方便現(xiàn)場用戶的操作，根據(jù)不同現(xiàn)場環(huán)境，配置針對性的終端設(shè)備。例如工人定位設(shè)備、重點(diǎn)危險地段檢測設(shè)備和道內(nèi)檢測設(shè)備等。系統(tǒng)會將不同終端采集上來的數(shù)據(jù)通過5G、Wi Fi等技術(shù)傳輸至標(biāo)段監(jiān)控中心，再由標(biāo)段監(jiān)控中心實時共享給管理部門及公司調(diào)度室，實現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場的實時監(jiān)控[4]。

2 安全監(jiān)控信息系統(tǒng)的功能

及時掌握施工現(xiàn)場的情況是確保風(fēng)險有效管控的基礎(chǔ)，為了建立有效、穩(wěn)定的施工現(xiàn)場實時監(jiān)控管理，本系統(tǒng)采用遠(yuǎn)程實時監(jiān)控技術(shù)，達(dá)到將施工現(xiàn)場的實時畫面送到監(jiān)控中心的效果，及時將實時信息共享給建設(shè)方、承建方、監(jiān)管部門等參與單位[5]。采用分級控制的技術(shù)手段，把除了監(jiān)控視頻外的施工人員定位、危險源監(jiān)控、動態(tài)風(fēng)險點(diǎn)識別等信息數(shù)據(jù)，及時傳遞給管理部門及公司的監(jiān)控中心。

2.1 施工現(xiàn)場實時視頻監(jiān)控

受施工環(huán)境影響，安全風(fēng)險點(diǎn)主要集中在隧道洞口、高架橋、長隧道內(nèi)部等。這些地域周圍環(huán)境復(fù)雜，容易受到自然災(zāi)害的影響。針對重點(diǎn)監(jiān)控路段，本系統(tǒng)采取有針對性的檢測手段，例如移動檢測車、隧道巡檢機(jī)器人和三防高清攝像頭等專用設(shè)備，在確保安全的情況下依托最新的信息技術(shù)，實現(xiàn)管理部門及項目公司的管理需求。

2.2 隧道人員動態(tài)定位監(jiān)控

長隧道是高速道路施工過程中的高風(fēng)險點(diǎn)，決定了必須重視進(jìn)入隧道內(nèi)施工人員的全方位管理。本系統(tǒng)將通過身份驗證、5G應(yīng)急通信、北斗實時定位等新技術(shù)對現(xiàn)場施工人員進(jìn)行全方位的保護(hù)?？梢愿鶕?jù)區(qū)域設(shè)置、人員動態(tài)定位，實現(xiàn)對隧道里人員準(zhǔn)入制度、禁區(qū)管理、超時疲憊施工等高風(fēng)險工作項進(jìn)行合理管控。

2.3 災(zāi)后急救信息

（1）災(zāi)后報警方面，施工現(xiàn)場發(fā)生安全事故后，系統(tǒng)會實時向監(jiān)控中心發(fā)布報警信號，并將相關(guān)信息，例如人員編號、地點(diǎn)坐標(biāo)、事故等級、現(xiàn)場圖片等，實時共享給各級監(jiān)控中心[6]。

（2）事故處置方面，事故發(fā)生后，現(xiàn)場人員也可以通過服務(wù)終端、手持設(shè)備、移動監(jiān)控車等發(fā)出SOS信號，通過5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行應(yīng)急通信，同監(jiān)控中心匯報現(xiàn)場情況，提高應(yīng)急救援的速度，第一時間啟動應(yīng)急預(yù)案。

（3）救援保障方面，為了確保危急時刻，保持設(shè)備持續(xù)有效地工作，所有終端設(shè)備采用高容量電池組，保證發(fā)生災(zāi)害事件后，所有設(shè)備可以無電源獨(dú)立運(yùn)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(shù)據(jù)安全是本系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容中的重點(diǎn)，應(yīng)用數(shù)據(jù)備份技術(shù)將普通數(shù)據(jù)保存在硬盤中，重點(diǎn)視頻資料備份至磁盤陣列中永久保存。尤其是關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的視頻和文檔資料，以及項目建設(shè)過程中的技術(shù)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(diào)取。

2.5 查詢統(tǒng)計和報表分析

系統(tǒng)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(diào)取需要的數(shù)據(jù)，并自動生成統(tǒng)計表。管理人員也可以根據(jù)對應(yīng)的報表功能，隨時隨地查詢施工情況。

3 施工現(xiàn)場安全監(jiān)控信息技術(shù)要點(diǎn)

3.1 監(jiān)控點(diǎn)設(shè)置原則

（1）重點(diǎn)風(fēng)險點(diǎn)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(qū)360度設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)，全方位覆蓋。

（2）普通路段根據(jù)實際情況，每個區(qū)間設(shè)置2組監(jiān)控點(diǎn)，達(dá)到區(qū)間監(jiān)控?zé)o縫銜接，尤其是隧道內(nèi)不間斷地連續(xù)視頻監(jiān)控更有利于信息收集。

（3）在滿足現(xiàn)場管理要求的情況下，合理布置監(jiān)控點(diǎn)，盡量節(jié)約成本，減少采購成本，控制系統(tǒng)項目風(fēng)險。

3.2 視頻轉(zhuǎn)發(fā)

監(jiān)控視頻信息收集到服務(wù)器后如何共享，尤其是同管理部門及公司的監(jiān)控中心實現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)動顯得尤為重要。在標(biāo)段監(jiān)控中心搭建部署流媒體和轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，實現(xiàn)現(xiàn)場、標(biāo)段監(jiān)控中心、管理處監(jiān)控中心、公司監(jiān)控中心四級數(shù)據(jù)同步，同時通過分級控制系統(tǒng)，實現(xiàn)四級客戶端對終端監(jiān)控設(shè)備的云臺操控[7]。

3.3 緊急救援和應(yīng)急功能設(shè)計

（1）隧道移動監(jiān)控車在隧道施工緊急救援過程中起到重要作用，通過5G網(wǎng)絡(luò)或者有線網(wǎng)絡(luò)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(diǎn)位置的監(jiān)控視頻和圖像等信息，傳輸至標(biāo)段監(jiān)控中心，同時還可以利用5G網(wǎng)絡(luò)提供應(yīng)急通信。

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

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

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

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

3.4 信息化監(jiān)控技術(shù)在隧道施工中的應(yīng)用

3.4.1 人員定位應(yīng)用

當(dāng)前由于北斗系統(tǒng)的不斷完善，利用北斗系統(tǒng)加上互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)輔助，可以對隧道內(nèi)施工人員進(jìn)行精準(zhǔn)定位，實時監(jiān)控人員在隧道內(nèi)的分布及動態(tài)情況。管理人員可以通過本系統(tǒng)及時了解人員信息，根據(jù)施工作業(yè)需求隨時調(diào)整，加快了施工進(jìn)度，優(yōu)化了人員部署的合理性。定位系統(tǒng)在日常管理中也可以作為考勤系統(tǒng)使用，能對施工人員上下班情況進(jìn)行統(tǒng)計[8]。除了日?？记冢坏┌l(fā)生事故，通過信息化監(jiān)控技術(shù)，能對人員實時定位，以保障人員安全。

3.4.2 監(jiān)測測量應(yīng)用

監(jiān)測是隧道工的重要環(huán)節(jié)之一，對施工環(huán)境的動態(tài)監(jiān)控及分析也是安全管理的重點(diǎn)。利用信息檢測系統(tǒng)中的監(jiān)控測量技術(shù)，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時測量隧道內(nèi)施工環(huán)境，管控施工進(jìn)度，從而降低安全風(fēng)險水平。當(dāng)前常用的施工測量技術(shù)是新奧法技術(shù)，經(jīng)過長期的實踐積累，已經(jīng)將該技術(shù)中“利用量測信息準(zhǔn)確保障施工安全”的技術(shù)措施延伸至監(jiān)控測量，可通過信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)測量檢測，結(jié)合圍巖支護(hù)結(jié)構(gòu)受力變形測量、狀態(tài)結(jié)構(gòu)觀測，從而確保隧道施工的有序開展。

3.4.3 空氣監(jiān)測應(yīng)用

在隧道施工過程中會產(chǎn)生大量的粉塵，對隧道內(nèi)的空氣造成較大的污染。通過本系統(tǒng)建立空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)，保護(hù)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(zhì)條件的干擾會產(chǎn)生部分有害氣體，直接威脅人員安全。大型機(jī)械設(shè)備施作時，會產(chǎn)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(shè)備是保障人員安全的有效手段。

3.4.4 語音交互應(yīng)用

通信方式、應(yīng)用場景較多，尤其是語音對講系統(tǒng)，可以實現(xiàn)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(xiàn)專家遠(yuǎn)程作業(yè)指導(dǎo)功能，遇到疑難問題可以申請專家指導(dǎo)，專家可以通過遠(yuǎn)程系統(tǒng)進(jìn)行指導(dǎo)操作[9]。

4 信息化監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用建議

當(dāng)前我國對施工質(zhì)量要求越來越高，建設(shè)方對承建方的監(jiān)管工作也在逐年加大。利用安全監(jiān)控系統(tǒng)可以有效地監(jiān)管施工現(xiàn)場的風(fēng)險及進(jìn)度，因此在項目招投標(biāo)階段，就需要開始推進(jìn)系統(tǒng)的建設(shè)要求和方案構(gòu)建。主要從以下方面推進(jìn)：

（1）在項目啟動初期就開始規(guī)劃建設(shè)安全監(jiān)控系統(tǒng)，通過信息化技術(shù)全生命周期地管理項目風(fēng)險，進(jìn)一步提高信息化監(jiān)控技術(shù)水平。當(dāng)前，盡管信息技術(shù)已經(jīng)在建筑領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)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(shù)水平及配套設(shè)施都比較陳舊。公路工程建設(shè)是一項以安全為重點(diǎn)的建設(shè)項目，應(yīng)加強(qiáng)對信息化監(jiān)測技術(shù)的研究，以保證其在建設(shè)中的應(yīng)用，并注重維護(hù)保養(yǎng)，以全面提升施工的安全性[10]。

（2）培養(yǎng)應(yīng)用人員專業(yè)素養(yǎng)。建筑安全管理人員是建筑安全管理信息化監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用的重要先決條件。為了保證安全生產(chǎn)工作的順利進(jìn)行，安全生產(chǎn)管理人員應(yīng)注重提高自己的專業(yè)技能，熟練掌握信息技術(shù)，發(fā)揮信息化監(jiān)測技術(shù)應(yīng)有功能。

（3）轉(zhuǎn)變認(rèn)知。盡管目前的信息化監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)在高速公路建設(shè)的安全管理中發(fā)揮了一定作用，但是有關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)對此技術(shù)的認(rèn)識還不是很透徹。當(dāng)前，信息化監(jiān)測技術(shù)，已經(jīng)成為高速公路建設(shè)中不可缺少的一環(huán)，如果忽略了這一技術(shù)，將會對工程的安全產(chǎn)生很大影響，甚至導(dǎo)致安全事故的出現(xiàn)。因此，有關(guān)部門要改變觀念，充分了解信息技術(shù)在監(jiān)測中的作用，制訂相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)體系，以提高信息化監(jiān)測技術(shù)在實際中的應(yīng)用效果。

5 結(jié)論

該文結(jié)合公路工程特點(diǎn)，以及公路工程現(xiàn)場安全監(jiān)控的不足，研究了公路工程施工現(xiàn)場安全監(jiān)控信息技術(shù)，結(jié)論如下：

（1）安全監(jiān)控系統(tǒng)可通過現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備、智能識別技術(shù)、信息傳輸技術(shù)等信息技術(shù)，實現(xiàn)對重點(diǎn)工點(diǎn)、重要危險源等控制要素的實時監(jiān)控、信息共享和危險預(yù)警。

（2）監(jiān)控點(diǎn)應(yīng)結(jié)合施工場地特點(diǎn)和監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸方式合理布置，在保證監(jiān)控效果的前提下，盡量減少監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量，減少布線難度和設(shè)備采購成本。

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

（4）公路工程現(xiàn)場安全監(jiān)控系統(tǒng)，不僅可用于公路、鐵路、地鐵隧道施工期的現(xiàn)場安全監(jiān)控，依托系統(tǒng)信息傳輸線路和監(jiān)控設(shè)備等，還可用于運(yùn)營期的安全管理，提高公路、鐵路、地鐵等交通網(wǎng)絡(luò)的安全監(jiān)控能力和應(yīng)急救援能力。