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)控技術在公路隧道施工中的應用情況直接關系著公路隧道的施工效果。因此，簡要分析了無線視頻監(jiān)控技術在公路隧道施工中的應用情況，以期為日后的相關工作提供參考。

關鍵詞：無線視頻；監(jiān)控技術；隧道施工；安全控制

中圖分類號：TP277；U455.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.13.155

做好新形勢下無線視頻監(jiān)控技術在公路隧道施工中的應用和研究，能夠為公路隧道施工安全控制、實現(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)控技術應用于公路隧道施工中時首先需要解決的問題。

1 工程應用實例

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置。該工程中采用了點對點光端機傳輸隧道內(nèi)的視頻信號。隧道內(nèi)上下方向設計了4臺遠端機，并且在其主要的監(jiān)控中心設計了8臺近端機，隧道內(nèi)設置了8芯光纜，一個對端用一芯，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計中最長的公路隧道。

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)膶崟r性提出了較高的要求。以每隔125 m為一個視頻計算，共需要288個視頻。如要選用點對點的端機傳輸，那么，需要占用的光纖比較多，而且無法統(tǒng)一管理視頻設備，后期視頻系統(tǒng)的維護工作也比較復雜。例如，使用IP接口的視頻編解碼器，當網(wǎng)絡繁忙時，無法保證視頻數(shù)據(jù)的實時性和可靠性。

在設置無線監(jiān)控時，有2種設備可選：①點對點光端機。它占用的光纖資源比較多，設備管理困難，系統(tǒng)后期維護困難。②IP接口視頻編解碼器。在使用過程中，如果網(wǎng)絡緊張，無法保證視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯崟r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)點式光端機傳輸圖像，在上下行隧道中，利用2芯光纖將隧道內(nèi)的80個節(jié)點組合起來，形成視頻鏈網(wǎng)。信號可以在隧道內(nèi)進行輸出處理，并且在其內(nèi)進行統(tǒng)一管理。在隧道監(jiān)控中心設置網(wǎng)管系統(tǒng)，能夠?qū)崟r維護整個傳輸過程。

2 特點及應用

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

高清數(shù)字網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)是多媒體通信技術基于IP尋址實現(xiàn)的一種視頻傳輸技術。目前，這項技術正在快速發(fā)展，監(jiān)控設備也處于網(wǎng)絡化和數(shù)字化全面發(fā)展的階段。全面發(fā)展網(wǎng)絡數(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)也應隨著時代和技術的發(fā)展而改變。

這種數(shù)字分布式的網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)是與數(shù)字視頻技術、網(wǎng)絡傳輸相結合的監(jiān)控系統(tǒng)。它主要用于管理系統(tǒng)和多媒體技術中。計算機網(wǎng)絡技術是工業(yè)化控制技術的一種，它能實現(xiàn)視頻和音頻的數(shù)安化、網(wǎng)絡化，并對多媒體進行智能化管理。因此，將傳統(tǒng)的信號進行數(shù)字化轉(zhuǎn)換，以IP包的形式將相關數(shù)據(jù)上傳至網(wǎng)絡，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)。在選取攝像機時，選用的是上海堯視的數(shù)字高清攝像機。通過它的交換機可以傳輸隧道內(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)控技術是非常成熟的，使用時性能比較穩(wěn)定，在很長一段時間里，它都是隧道監(jiān)控使用的主流視頻設備，使用范圍也比較廣。該系統(tǒng)的特點是：利用前端模擬攝像機，采用矩陣主機控制，通過視頻控制主機來監(jiān)視圖像，調(diào)用視頻。但它的缺點是：在進行系統(tǒng)架構時，操作復雜，而且工程量比較大，每增加一個前端機，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 點對點光端機

利用點對點的光端傳輸機傳輸時，每個路段每隔125 m設置1臺， 使用4口光端機進行傳輸。其中，必須使用至少1對光端機，并占用1芯光纖。但是，這種光機對于整個系統(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，那么，還要在中間加上光端機的級連進行傳輸。光端機級連會在一定程度上衰減信號，降低信噪比。使用大量的光端機也不利于整體管理，系統(tǒng)的后期維護比較困難。但是，其傳輸優(yōu)點是圖像清晰、傳輸速度快。

3.2 節(jié)點式光端機

利用節(jié)點式光端機傳輸圖像時，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，使之通過相關設備輸出信號，保證其能進行統(tǒng)一的監(jiān)控管理。在維護系統(tǒng)時，可以通過監(jiān)控中心的網(wǎng)關實時維護。

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2 M捆綁傳輸圖像。使用該系統(tǒng)時，需要在隧道內(nèi)單設一個通信系統(tǒng)傳輸設備，所以，現(xiàn)在的隧道視頻施工中一般不采用這種技術。

對于IP接口，可以通過隧道內(nèi)設置的PLC提供以太網(wǎng)接口，進而傳輸視頻信號。雖然視頻的傳輸完全依靠網(wǎng)絡進行，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)絡工作繁忙時，在解壓相關圖像信息時，可能會出現(xiàn)馬賽克的情況，無法保證視頻的實時性。

4 結束語

綜上所述，本文簡要介紹了無線視頻監(jiān)控技術在公路隧道施工中的應用情況，希望可以為其日后的發(fā)展提供參考。隨著無線視頻監(jiān)控技術在公路隧道施工中的廣泛應用， 對其的應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

[1]張偉宗，何書強，李海鵬.網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路長隧道施工中的應用[J].交通標準化，2012（06）：82-85.

[2]張金輝，劉明明.無線視頻監(jiān)控技術在公路隧道施工中的應用[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)設計[D].西安：長安大學，2012.

[4]趙健，王成金，于工.無線網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)在鐵路隧道施工中的應用[J].青島科技大學學報（自然科學版），2014（02）：165-168.

〔編輯：白潔〕