陳小輝，趙海濤

(中交公路規(guī)劃設(shè)計院有限公司)

1 項目背景

本項目位于河北省承德市北部，是《國家高速公路網(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。圍場支線起自主線大廟互通立交，接圍場縣城城市道路。

本項目路線全長181.694 km，其中主線長111.237 km，圍場支線，長度為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線技術(shù)構(gòu)成的工地監(jiān)控，本項目視頻監(jiān)控工程主要是對承赤高速公路修筑情況做實時監(jiān)控，監(jiān)控的主要對象是隧道洞口、高填深挖、集中預(yù)制場、高橋墩等存在安全隱患的重點、關(guān)鍵部位。

2 管理體制

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

3 施工現(xiàn)場視頻監(jiān)控系統(tǒng)功能

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

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

(3)具有良好的擴容能力;本方案設(shè)計的無線傳輸設(shè)備，中繼設(shè)備等不用更換設(shè)備的同時具有擴容監(jiān)控攝像機功能，項目部可以隨時在未具備安裝監(jiān)控的地方進行增加視頻監(jiān)控設(shè)備等;

4 施工現(xiàn)場視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案

前端視頻設(shè)備采用遙控攝像機，使用視頻編碼器，完成模擬視頻信號的視頻編碼。通過傳輸系統(tǒng)上傳至承赤高速各標段項目部。

各項目監(jiān)控室可以通過在服務(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，可以多畫面的管理，并且可以控制云臺的左右轉(zhuǎn)動，鏡頭焦距的調(diào)整，視頻圖像的存儲。

4.1 施工現(xiàn)場監(jiān)控視頻傳方案

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

(1)采用視頻直傳的方式即攝像機連接視頻線進相應(yīng)項目部的視頻監(jiān)控主機，通過項目部監(jiān)控室的PC機訪問視頻監(jiān)控主機來實現(xiàn)瀏覽前端對應(yīng)的圖像。如圖1所示。

圖1 視頻直傳的方式傳輸

(2)采用無線網(wǎng)橋的方式為攝像機連接視頻編碼器，通過無線網(wǎng)橋傳到對應(yīng)項目部的視頻監(jiān)控主機，通過項目部監(jiān)控室的PC機訪問視頻監(jiān)控主機來實現(xiàn)瀏覽前端對應(yīng)的圖像，如圖2所示。因為傳輸為編碼后的數(shù)據(jù)，所以要求前端的視頻編碼器和后端的視頻監(jiān)控主機為同一品牌的設(shè)備。

圖2 無線網(wǎng)橋的方式傳輸

(3)采用3G的方式傳輸:攝像機連接帶存儲功能的3G視頻編碼器，通過3G網(wǎng)傳輸進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目部的視頻監(jiān)控主機，針對這種情況，?？低曢_發(fā)的視頻監(jiān)控集中管理平臺軟件采用前端主動找平臺的技術(shù)確保前端的3G視頻編碼器可以及時的注冊到平臺，視頻工作站需要注冊公網(wǎng)中的固定IP地址。

圖3 3G的方式傳輸

4.2 各項目部閉路電視系統(tǒng)

在各項目部設(shè)置一臺視頻監(jiān)控專用主機和1臺22寸液晶顯示器，在施工現(xiàn)場設(shè)置攝像機實施采集現(xiàn)場的視頻信號，上傳至各項目部后通過視頻以太網(wǎng)交換機接入視頻監(jiān)控專用主機，通過監(jiān)控主機可在顯示器切換任一路圖像，并對上傳視頻進行存儲，每路圖像存儲一個月時間(按30 d×24 h計)。

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)

項目部閉路電視系統(tǒng)將外場上傳的視頻信號通過各項目部現(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，籌建處視頻管理計算機需配置固定IP。籌建處及分部可通過互聯(lián)網(wǎng)登陸各項目部的視頻監(jiān)控主機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)控集中管理平臺軟件，管理工作站除了直接接入3G傳回來的視頻圖像外，還接入前端各項目部通過視頻監(jiān)控傳過來的視頻圖像。

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分配權(quán)限，有權(quán)限的人員可以通過公網(wǎng)在任一電腦或者智能手機(需要支持塞班、安桌、蘋果操作系統(tǒng)中一種)瀏覽到對應(yīng)權(quán)限的前端圖像。

圖4 閉路電視系統(tǒng)

4.4 各標段監(jiān)控點設(shè)置

一標段監(jiān)控點設(shè)置方案。

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

二標段監(jiān)控點設(shè)置。

承赤高速二標段共有6個監(jiān)控點，分別是大廟梁廠、大廟互通、過河口橋尾、過河口隧道、七家互通、七家梁廠。

三標段監(jiān)控點設(shè)置方案。

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

七標段監(jiān)控點設(shè)置方案。

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

九標段監(jiān)控點設(shè)置方案。

承赤高速九標段共有6個監(jiān)控點，分別是大樹溝隧道口和拌合站、瀝青拌合站、松樹溝大橋、橋頭河梁廠。

十一標段監(jiān)控點設(shè)置方案。

承赤高速十一標段共有6個監(jiān)控點，分別是灤河大橋橋尾、梁廠、灤河大橋橋頭、梁廠、西平臺隧道口、瀝青拌合站。

十五標段監(jiān)控點設(shè)置方案。

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

十八標段監(jiān)控點設(shè)置方案。

承赤高速十八標段共有4個監(jiān)控點，分別是李家營2號隧道出口、拌合站、梁廠、四合永收費站。

4.5 視頻監(jiān)控集中管理平臺軟件

(1)平臺整體構(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 平臺整體構(gòu)架

(2)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸。

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

4.6 外場設(shè)備供電

施工現(xiàn)場監(jiān)控外場攝像及5.8G無線傳輸中繼設(shè)備機采用就近取電原則，并設(shè)置監(jiān)控配電箱;無電源情況下采用太陽能供電。

太陽能供電系統(tǒng)采用全天候太陽能組件和全模塊化結(jié)構(gòu)的電力轉(zhuǎn)換器，以及免維護電池組構(gòu)成。整個系統(tǒng)安裝簡便，擴充容易，系統(tǒng)所需維護及少，而且日常維護工作應(yīng)由非熟練工人擔任。

5 小結(jié)

建施工現(xiàn)場視頻監(jiān)控將計算機網(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、監(jiān)理單位和施工單位及時掌握安全管理、文明施工及治安管理狀況，對違章作業(yè)人員以威攝作用，有效促進施工現(xiàn)場提高安全文明施工水平。因此，加強遠程監(jiān)控的建設(shè)和管理，對于推動施工現(xiàn)場管理方式是質(zhì)的飛躍。