高速公路建设期安全监控系统方案探讨

孙小明

(山西路桥集团机电工程有限公司,山西太原 030006)

高速公路建设期安全监控系统方案探讨

孙小明

(山西路桥集团机电工程有限公司,山西太原 030006)

随着我国综合实力和国民收入水平的提高,机动车每年以10%-20%的速度迅猛增长,高速公路建设步伐加快,高速公路建设项目点多、面广、线长,面对眼前严峻的安全生产形势,安全生产监管浪费大量的人力物力,监管部门希望通过监控设备的介入可以释放部分劳动力,并使安全生产监管更直接、及时、有效。

安全 高速公路 标段 监控系统 控制

1 概述

高速公路建设一般划分成若干标段,每个标段都有预制场、钢筋加工场、路基拌和站、料场、质量通病等重要场所,部分标段还包括隧道和桥梁；每个标段属于一个独立个体,需搭建标段监控室对所属各生产场所进行监督和管理,所以根据各级部门监管的需求安全监控管理主要分为三级,第一级是前端视频通过无线传输到标段监控室落地,第二级是高速公路建管处依靠外网IP地址查看和调用各个标段视频或录像,第三级是交通厅下属行业管理部门。

2 工程内容及范围

各个路基标段工程内容主要包括各标段场站监控设备的安装、布线和无线传输以及标段监控室的搭建。

3 监控传输中主要存在的问题

各个路基标段由于项目的战线长,分布广,各现场项目部及路基标段里的预制场、路基拌合站、钢筋加工场、料场、质量通病等场所具体位置分部比较偏僻分散,通讯传输设施不健全,无法依靠网络运营商搭建网络,并且各场站与项目部相距较远,部分路基标段山林环绕交通不便,敷设光缆成本过高。

4 前端监控信号的传输

方案中对于各路基标段对应的预制场、路基拌合站、料场、钢筋加工厂默认均采用无线网桥传输的方式将信号传输到项目部控制室。如遇特殊情况信号受阻(大山、建筑物、树林)等导致信号无法传输的,需另行追加中继及附属配套设施。

5 系统功能和系统组成

(1)监控摄像功能:前端监控摄像头具有拍照、音频输入、编码输出及24小时采集图像视频的功能。

(2)双向语音网络对讲功能:摄像机除了具备现场视、音频采集的功能,还能够衍生出双向语音对讲的功能,可以将后端NVR、中控主机操作员的语音指令通过网络发送给前端监控点,由摄像机背板的音频输出。给功放及喇叭进行扩音喊话。

(3)隧道人员定位监控功能:隧道监控主要实现对隧道掌子面、二衬和洞口的监控和管控,对进入隧道的人员进行实时的登记、定位和监控,对所有人员进行自动的考勤管理,并对隧道内异常情况进行实时的报警提示；对于现场供电停止后仍可持续实施监控2小时左右。隧道施工人员安全管理具备对隧道施工人员考勤、区域定位、视频监控、LED屏显示、安全预警、外来无卡人员报警、灾后急救、日常管理等功能于一体,借助于本系统管理人员能够方便快捷的掌握现场施工人员、设备的分布状况和每个人员和设备的运动轨迹,便于进行更加合理的调度管理以及安全监控管理。当有事故发生时,救援人员可根据该系统所提供的数据、图形,迅速了解有关人员的位置情况,及时采取相应的救援措施,提高应急救援工作的效率。该系统既可以单纯的实现考勤或定位也可以同时实现考勤和定位两种功能。

(4)控制功能:可控制分布在前端沿线上的遥控摄像机,包括遥控云台上下左右旋转,遥控镜头的自动光圈、变焦等、中心可切换摄像机图像在监视器上的切换显示、任选一路进行图像抓拍、录像。控制方式有人工控制和自动控制两种,人工优先。

(5)前端存储功能:提供定时录制、服务器手工录制、本地录制等模式；用户手动录像可将正在观看的图像存储下来；用户自动录像可按时间、摄像机设定将指定的图像存储下来；所存储图像可转储到其他介质,包括本地PC、其它存储服务器,可刻写光盘等。

(6)各标段监控室监控管理功能:监控系统能对预制场、钢筋加工场、路基拌和站、料场的施工现场进行监控,也能对人员施工过程进行实时监控和指挥,以及对施工现场材料的管控,出现事故后可以进行回放查询；具有权限的用户可在控制主机桌面监控并控制前端摄像机；可在本地或远端根据权限对每路摄像机的云台、镜头进行控制,可对多路摄像机独立控制；用户同时可以通过图形处理系统将所有画面通过显示器上进行实时监看；用户可以通过自定义窗口尺寸将电视墙分割成若干个独立窗口,也可以通过单屏显示每个主机画面；可进行多种画面分隔形式显示,也能画面切换,轮巡,满屏显示,即1、4、等显示方式,并根据用户级别限定显示画面数量；轮巡编组和轮巡间隔可自由设置。

(7)中心机房功能:对各个路基标段的场站进行实时监视和控制功能；调用各标段监控室录像功能；可对前端摄像机进行手动控制镜头的变倍、聚焦等操作要；在指挥中心采用视频综合管理软件,实现对各监控点多画面实时监控、录像、控制、报警处理和权限分配；有突发事件可以及时调看现场画面并进行实时录像,记录事件发生时间、地点、及时报警联动相关部门和人员进行处理,事后可对事件发生视频资料进行查询分析；系统具有接警优先的功能,当有警情传来时,系统自动终止其他任何工作,优先处理报警信息；系统具备报警信息联动控制功能和自动巡检功能；每个报警终端可同时接收并处理256路报警信息,并可同时查看16个报警现场的视频图像。

6 系统构成

一般情况,每个标段的安全管控由监控室、预制场、钢筋加工场、路基拌和站、料场监和质量通病6部分组成,部分标段有隧道和特大桥监控,以上所述场站视频监控都在相应的各个路基标段监控室落地,传输方式采用无线网桥和光缆混合传输方式。

(1)前端监控子系统:前端监控子系统主要由预制场监控点、钢筋加工场监控点、路基拌和站监控点、料场监控点和质量通病监控点构成。

(2)传输子系统:前端摄像机的传输大于100米范围的通过光缆传输、大于500米及以上通过无线网桥的传输方式进行传输。其中质量通病所用监控为手持监控设备和车载监控设备,数据信号通过移动或者联通3G卡流量传输；各项目部到中心机房传输采用租赁联通宽带来完成上传。

(3)隧道人员管理子系统:分别在隧道两个洞口安装两个读卡基站,在隧道工作面内分别安装两个读卡基站。用来对进入隧道的人员进行定位及统计。在隧道口附近安装LED大屏幕,用于实时显示施工人员的信息,使管理先进化,透明化。显示的内容包括:标签号,姓名,时间,总人数等,使领导及监管人员不用进入洞内,也不必查看监控室电脑就能及时了解隧道内施工人员情况。有了该LED大屏幕显示系统不仅可以使洞内各区域内施工人员信息形象、直观、一目了然的体现出来。而且,在开隧道现场会时,也可以在大屏幕上显示各种欢迎标语、宣传标语；在平时可以通过大屏幕提示施工人员注意施工安全,在有高温、霜冻等恶劣天气时可以及时进行温馨提示。这些都能充分体现隧道施工项目部管理上的人性化、现代化、科学化。

(4)动态取证系统及单兵设备:每个标段项目部配置车载动态取证系统及单兵专为移动监控设计,配有顶载云台、便携式取证主机(内置3G与GPS模块),可选配的全景相机、设备支架、主机防护盒等。车载动态取证系统前端取证主机为核心,可实现高清晰视音频录像存储、图片抓拍、GPS定位、3G网传等功能。高度集成的便携式取证主机、配合带有强力磁铁的前端球云台,使系统可以快速部署在执法车上,也可以快速部署在室外等各种事发现场。取证主机对采集的视音频信号实时硬件同步压缩后进行本地存储,可供事件回放、数据备份、数据上传等需求。

(5)监控中心显示系统:监控中心配置了9块46寸超窄边拼接屏、综合视频管理平台软件、流媒体转发服务器、核心交换机等主要设备。各标段项目部通过宽带连接到中心服务机房,在大屏幕上进行显示、图像转发及客户端预览等。

(6)监控设备供电:前端监控点及机房设备采用就近供电的原则,供电距离大于50米需用户提供电源接入监控设备区域旁,所有设备供电采用AC 220V电源。前端摄像机及传输设备在电源线接入时安装防雷浪涌保护设备,并做防雷接地。

7 结语

安全监控系统的形成主要难点在与各标段监控点位的传输,通过多次无线网桥模拟测试,在各场站与标段监控室的视频实现无线传输,但是无线传输所用无线网桥在传输过程中受传输带宽影响,无法实现两路以上高清视频的同时传输,所以无线网桥无线通信技术如取得实质性进展,将大大降低施工成本,为工程项目的安全监管带来更大便利。