李婷婷，鄧江明

（中鐵二十局集團(tuán)第三工程有限公司重慶401121）

應(yīng)用視頻監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)范特大橋施工現(xiàn)場(chǎng)管理

李婷婷，鄧江明

（中鐵二十局集團(tuán)第三工程有限公司重慶401121）

在安全高風(fēng)險(xiǎn)的建筑行業(yè)，特別是高墩大跨橋梁建設(shè)中確保工程質(zhì)量，保證施工人員的人身安全，工地建筑材料、設(shè)備等財(cái)產(chǎn)安全是施工單位管理者關(guān)心的頭等大事。一套有效的現(xiàn)場(chǎng)及遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控對(duì)管理者來(lái)說(shuō)是非常必要的。通過(guò)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，管理者可以了解到現(xiàn)場(chǎng)的施工進(jìn)度，可以遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)操作過(guò)程，可以遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備安全和材料安全。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)；性能特點(diǎn)；系統(tǒng)功能

1 概述

視頻監(jiān)控系統(tǒng)在各行業(yè)中具有獨(dú)特作用，它能被廣泛應(yīng)用的重要原因是它能實(shí)時(shí)、形象、真實(shí)地反映被監(jiān)控對(duì)象的畫(huà)面。它已成為人們?cè)诂F(xiàn)代化管理中進(jìn)行視頻監(jiān)控的一種極為有效的工具。

由中鐵二十局集團(tuán)承建的五里坡特大橋橫跨千陽(yáng)縣和鳳翔縣交界的千陽(yáng)河兩岸，橋梁全長(zhǎng)1238.00m，最高墩153m，目前為西北地區(qū)第一高墩。該橋墩高、跨大的工程特點(diǎn)，決定著工程施工“安全風(fēng)險(xiǎn)大，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高”，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，消除因墩高造成的管理盲區(qū)，運(yùn)用現(xiàn)代電子信息科技，在施工現(xiàn)場(chǎng)管理過(guò)程中引用了視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

本文所介紹的視頻監(jiān)控系統(tǒng)以五里坡特大橋主墩施工為監(jiān)控對(duì)象，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)與監(jiān)控技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，設(shè)計(jì)了有別于傳統(tǒng)視頻監(jiān)控的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)。利用其信息化手段，對(duì)建筑施工工地進(jìn)行監(jiān)控，大大減輕了工作強(qiáng)度，提高了工作效率，增強(qiáng)了對(duì)工地的監(jiān)管力度，為進(jìn)一步提高建筑施工質(zhì)量，規(guī)范建筑施工行為，減少安全事故的發(fā)生提供了有力的幫助。

系統(tǒng)由前端攝像系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)及本地監(jiān)控中心三部分組成。系統(tǒng)是雙向的多路傳輸系統(tǒng)，既要向接收端傳輸視頻信號(hào)，又要向前端攝像設(shè)備傳送控制信號(hào)。本監(jiān)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，以橋墩每半幅為一子系統(tǒng)，由中控點(diǎn)控制。視頻信號(hào)通過(guò)傳輸系統(tǒng)傳輸至本地監(jiān)控中心，操作人員可通過(guò)管理主機(jī)來(lái)控制整個(gè)系統(tǒng)，應(yīng)用完善的系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)各種監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的管理。整個(gè)系統(tǒng)層次分明，硬件簡(jiǎn)單，布線方便，擴(kuò)展性好，并具備良好的穩(wěn)定性和安全性。

2 系統(tǒng)方案

2.1 總體構(gòu)成

五里坡特大橋施工中應(yīng)用的視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用二級(jí)管理方式，即監(jiān)控中心和遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)。整個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端攝像系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)及本地監(jiān)控中心三大部分組成（圖1）。

圖1 建筑工地視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

前端攝像系統(tǒng)由附著于塔吊上的高速智能球機(jī)和音響組成，隨著塔吊的上升不斷提升高度，分別傳輸視頻及音頻信息。高速智能球機(jī)可360°快速旋轉(zhuǎn)。使用者可對(duì)鏡頭、云臺(tái)進(jìn)行控制，達(dá)到對(duì)目標(biāo)進(jìn)行全方位監(jiān)控的目的。

傳輸系統(tǒng)全由單膜四芯光纖組成，它將視頻信號(hào)由前端攝像設(shè)備經(jīng)視頻轉(zhuǎn)換器傳送至本地監(jiān)控中心。

本地監(jiān)控中心主要為監(jiān)控系統(tǒng)及視頻顯示系統(tǒng)。主要設(shè)備有顯示器、硬盤(pán)錄像機(jī)、視頻轉(zhuǎn)換器、云臺(tái)控制鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、音控臺(tái)、話筒及DVD。通過(guò)高性能的工控機(jī)和監(jiān)控軟件能夠?qū)崿F(xiàn)多路視頻的選擇、切換，多路視頻的實(shí)時(shí)顯示，云臺(tái)控制和多路視頻實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、回放等功能。對(duì)于實(shí)時(shí)視頻顯示、不間斷的數(shù)字視頻存儲(chǔ)功能，用戶(hù)可根據(jù)時(shí)間對(duì)存儲(chǔ)的歷史圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索和回放，還可通過(guò)話筒將所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題告知現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)人員進(jìn)行整改。例如：某路視頻顯示該墩高空作業(yè)人員未系安全帶，操作人員可通過(guò)話筒向所在墩位喊話，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心和施工現(xiàn)場(chǎng)的互動(dòng)；也可根據(jù)視頻顯示控制質(zhì)量問(wèn)題，例如：鋼筋間距不勻稱(chēng)或鑿毛時(shí)間過(guò)早所鑿混凝土不呈片狀，即可通過(guò)話筒令施工人員進(jìn)行整改或立即停工。

2.2 系統(tǒng)功能

圖2 系統(tǒng)主菜單

圖3 系統(tǒng)管理工具

多路監(jiān)控。監(jiān)控中心可以任意選擇全局監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的監(jiān)控點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，主管領(lǐng)導(dǎo)有權(quán)監(jiān)控所有站點(diǎn)的視頻場(chǎng)景。

視頻錄像。采用硬盤(pán)實(shí)時(shí)記錄多路監(jiān)控信號(hào)，免除用普通錄像帶錄制帶來(lái)的一些不便。視頻信號(hào)經(jīng)壓縮處理，數(shù)據(jù)量大為減少，可以長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)，硬盤(pán)滿之前系統(tǒng)有相應(yīng)的操作提示。監(jiān)控中心的用戶(hù)可以通過(guò)總監(jiān)控軟件，對(duì)全局的場(chǎng)景進(jìn)行視頻錄像設(shè)置。

視頻檢索與回放?？梢愿鶕?jù)用戶(hù)的查詢(xún)請(qǐng)求（如某路某時(shí)）查詢(xún)錄制在硬盤(pán)上的數(shù)據(jù)，并顯示回放，供事后調(diào)查取證使用。回放時(shí)可以進(jìn)行快進(jìn)、快倒、慢進(jìn)、慢倒、單幀步進(jìn)等控制，圖像可整圖放大、局部放大；還可以根據(jù)需要對(duì)錄制的數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖定（防止誤刪除）、刪除、復(fù)制等操作。對(duì)圖像可以進(jìn)行編輯、打印等操作。對(duì)于視頻檢索和回放，監(jiān)控中心可以對(duì)若干重要場(chǎng)景，進(jìn)行預(yù)先設(shè)置。

云臺(tái)及鏡頭控制。一般情況下，攝像機(jī)采用定焦距、定方位的固定方式，在光照度變化大的場(chǎng)所選用自動(dòng)光圈鏡頭并配備防護(hù)罩。本視頻監(jiān)控系統(tǒng)選用帶有轉(zhuǎn)動(dòng)云臺(tái)和變焦鏡頭的高速智能球形機(jī)。監(jiān)控中心能夠控制相應(yīng)的云臺(tái)，調(diào)整與云臺(tái)連接的攝像機(jī)的角度，監(jiān)控到出現(xiàn)異常的關(guān)鍵點(diǎn)。

多級(jí)用戶(hù)密碼管理。實(shí)行用戶(hù)多級(jí)別管理，不同級(jí)別的用戶(hù)有不同的操作權(quán)限，提高系統(tǒng)安全性?？稍谙到y(tǒng)安裝時(shí)設(shè)定，也可在系統(tǒng)運(yùn)行后任意時(shí)間改變?cè)O(shè)置。

切斷報(bào)警功能。根據(jù)用戶(hù)需求設(shè)定，視頻監(jiān)控系統(tǒng)定期巡視一次與之聯(lián)結(jié)的監(jiān)控設(shè)備和各種報(bào)警設(shè)備等，發(fā)現(xiàn)線路被切斷等其他異常情況時(shí)，向視頻監(jiān)控中心發(fā)出警報(bào)，直到管理員做出處理，同時(shí)在日志上做出記錄。

其他數(shù)據(jù)接入功能。視頻服務(wù)器具備多種數(shù)據(jù)接口，預(yù)留做后續(xù)功能擴(kuò)展和設(shè)備接入之用。

日志管理功能。對(duì)于管理員登錄、報(bào)警、錄像等工作，監(jiān)控系統(tǒng)都隨時(shí)做日志記錄管理，以備查詢(xún)。

系統(tǒng)對(duì)外開(kāi)放接口。系統(tǒng)采用開(kāi)放的系統(tǒng)架構(gòu)，除了作為監(jiān)控系統(tǒng)可獨(dú)立工作外，還能夠與大型管理系統(tǒng)相融合，平滑嵌入管理系統(tǒng)平臺(tái)中，成為監(jiān)控子系統(tǒng)，符合目前管理系統(tǒng)整合的趨勢(shì)。

3 視頻監(jiān)控系統(tǒng)性能特點(diǎn)

模塊化設(shè)計(jì)。監(jiān)控系統(tǒng)以五里坡特大橋柱墩為監(jiān)控對(duì)象，沒(méi)半幅為一子系統(tǒng)，界面啟動(dòng)，系統(tǒng)自動(dòng)加載用戶(hù)所擁有的所有監(jiān)控點(diǎn)，用戶(hù)可選擇4，9，12，16四種顯示方法(如圖4，圖5)，選擇其中1路即可在視頻顯示窗體中取得其圖像信息，對(duì)所顯示的圖像可以通過(guò)界面控制進(jìn)行操作，也可通過(guò)云臺(tái)鍵盤(pán)進(jìn)行控制；對(duì)于施工過(guò)程中關(guān)鍵工藝或關(guān)鍵部位的監(jiān)控可通過(guò)遠(yuǎn)程控制“上下／左右／變焦／聚焦”更為方便、有效地操作控制。以對(duì)象監(jiān)視的方式，采取整體外圍+局部核心的全覆蓋模式，全面而又有針對(duì)性地對(duì)建筑工地實(shí)施監(jiān)視。

圖4 四畫(huà)面

圖5 九畫(huà)面

圖6 運(yùn)用云臺(tái)控制可清晰地查看鋼筋間距

圖7 遠(yuǎn)程查看混凝土澆筑過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行振搗

圖8 遠(yuǎn)程查看施工振搗

圖9 遠(yuǎn)程查看內(nèi)模板安裝情況

高可靠性、穩(wěn)定性：嵌入式操作系統(tǒng)，硬件選用先進(jìn)、成熟、可靠產(chǎn)品，具有良好運(yùn)行業(yè)績(jī)。由于模塊化架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)的視頻采集、編解碼與集中管理分開(kāi)，降低了故障帶來(lái)的全局破壞性，增強(qiáng)了可靠性。例如：當(dāng)某路視頻信號(hào)因出現(xiàn)故障而中斷時(shí)，其余各監(jiān)控點(diǎn)的視頻信號(hào)并不受其影響。

如圖10:當(dāng)7、8路無(wú)視頻信號(hào)時(shí)，其他各路視頻信號(hào)不受其影響。

圖10 系統(tǒng)的高可靠性、穩(wěn)定性

真正的實(shí)時(shí)視頻資源。多路視頻輸入保證了每路視頻資源每秒25幀的實(shí)時(shí)傳送；所有操作均采用WINDOWS標(biāo)準(zhǔn)窗口操作，并使數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳，做到實(shí)時(shí)性。

告警監(jiān)控功能。通過(guò)視頻服務(wù)器，用戶(hù)能夠接入多種報(bào)警信號(hào)，包括硬盤(pán)滿、視頻信號(hào)異常、非法訪問(wèn)、硬盤(pán)錯(cuò)及網(wǎng)線斷等多種報(bào)警。當(dāng)系統(tǒng)有異常變化時(shí)，則在監(jiān)控主機(jī)上會(huì)及時(shí)以聲像報(bào)警，并將監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)此后的情景記錄在案。監(jiān)控中心可通過(guò)中央監(jiān)控軟件對(duì)指定的報(bào)警場(chǎng)景進(jìn)行設(shè)置。

易維護(hù)性。模塊化、層次化的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)易維護(hù)，方便升級(jí)。

保密性?？稍O(shè)置不同等級(jí)的使用權(quán)限，如需使用，使用者必須通過(guò)權(quán)限及口令的設(shè)定方可有使用權(quán)，不同的使用者可獲得的監(jiān)控信息也不相同。

硬件看門(mén)狗。視頻服務(wù)器遇到意外死機(jī)的情況，可自動(dòng)重新啟動(dòng)機(jī)器，繼續(xù)工作。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著建筑信息化管理的日益發(fā)展，視頻監(jiān)控系統(tǒng)因其能實(shí)時(shí)、形象、真實(shí)地反映被監(jiān)控對(duì)象的畫(huà)面，且整個(gè)系統(tǒng)層次分明、硬件簡(jiǎn)單、便于操作并具備良好的穩(wěn)定性和安全性，已成為在現(xiàn)代化管理中不可或缺的一部分。其主要目標(biāo)在于輔助安全生產(chǎn)，有效控制質(zhì)量，全面監(jiān)控施工現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，大大減輕工作強(qiáng)度，提高工作效率，增強(qiáng)對(duì)工地的監(jiān)管力度，為進(jìn)一步提高建筑施工質(zhì)量，規(guī)范建筑施工行為，制止安全事故的發(fā)生提供強(qiáng)有力的幫助。

責(zé)任編輯：余詠梅

施工經(jīng)驗(yàn)

對(duì)抗震柱箍筋肢距的思考

現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范第11．4．15條對(duì)抗震結(jié)構(gòu)柱箍筋加密區(qū)內(nèi)的箍筋肢距作了如下規(guī)定："一級(jí)抗震等級(jí)不宜大于200mm；二、三級(jí)抗震等級(jí)不宜大于250mm和20倍箍筋直徑中的較小者；四級(jí)抗震等級(jí)不宜大于300mm。此外，每隔一根縱向鋼筋宜在兩個(gè)方向有箍筋或拉筋約束；當(dāng)采用拉筋時(shí)，拉筋宜緊靠縱向鋼筋并鉤住封閉箍筋"。

對(duì)于一級(jí)抗震設(shè)防的建筑物，一些設(shè)計(jì)人員為了滿足規(guī)范的要求，在繪制施工圖時(shí)，往往只考慮箍筋的肢距不大于200mm，將復(fù)合箍筋或拉筋均勻分布。

按此截面布筋圖施工，將使混凝土的澆筑產(chǎn)生困難，難以保證施工質(zhì)量。因?yàn)樵跐仓炷習(xí)r，為了防止混凝土分層離析，其從料斗卸落下的自由高度一般不宜超過(guò)2m，在混凝土柱或其他豎向結(jié)構(gòu)中澆筑混凝土的高度不得超過(guò)3m，否則，需要采用串筒、溜管等下料。若要強(qiáng)行放下串筒或溜管，將會(huì)使箍筋出現(xiàn)彎折變形的情況，這恐怕是設(shè)計(jì)者沒(méi)有想到的。

為什么會(huì)出現(xiàn)上述一些問(wèn)題呢？怎樣設(shè)置柱的箍筋，使它既滿足設(shè)計(jì)規(guī)范提出的"箍筋肢距不大于200mm，而又方便施工呢?這里有一個(gè)對(duì)箍筋肢距如何理解的問(wèn)題。大多數(shù)設(shè)計(jì)人員把箍筋肢距理解為："相鄰箍筋之間的水平距離"，從而出現(xiàn)了上述不易施工的箍筋布置方案。

柱的箍筋要在梁高以及梁底和梁頂一定范圍(對(duì)一般層高的房屋，梁底和梁頂箍筋加密范圍為500mm)內(nèi)進(jìn)行加密，是為了提高柱端塑性鉸的延性，對(duì)混凝土進(jìn)行約束，防止縱向鋼筋壓屈和滿足抗剪承載力的措施。而加密區(qū)段的長(zhǎng)度則是據(jù)試驗(yàn)和震害獲得的塑性鉸區(qū)的長(zhǎng)度適當(dāng)增大確定的；對(duì)箍筋的肢距作出規(guī)定，是為了提高塑性鉸區(qū)箍筋對(duì)混凝土的約束作用，因此，當(dāng)箍筋的肢距超過(guò)上述規(guī)定時(shí)，或柱子各邊縱向受力鋼筋多于3根時(shí)，可采用設(shè)置復(fù)合箍筋的方法來(lái)解決，使縱向受力鋼筋每隔一根，在兩個(gè)方向都受到約束。這樣既可方便施工，對(duì)柱縱向鋼筋的拉結(jié)約束也符合要求。

按照這一思路，規(guī)范提出的箍筋“肢距”，應(yīng)理解為“箍筋對(duì)柱縱向鋼筋拉結(jié)點(diǎn)之間的水平距離?！?/p>

（摘自：《建筑工人》）

Application of Video Surveillance Systems to Monitor Site Management in Construction of A Huge-Sized Bridge

In the high-risk architectural industry,priorities should be given to safeguard the quality guarantee of the project,personal safety of the working staff,and the property safety concerning the constructive materials and equipments.Therefore,a set of effective on-the-spot site and distance video surveillance system is vital to the construction,to help the managerial authorities know the progress of the site construction,to supervise and control the operation process in construction as well as the safety of both equipment and materials.

video surveillance systems;function and characteristics;the function of system

U455.1

A

1671-9107（2010）11-0014-04

10.3969／j.issn.1671-9107.2010.11.014

2010-8-9

李婷婷（1986-），女，主要從事工程施工工作。