公路项目施工现场的安全监控技术探讨

李 田

（贵州陆通工程管理咨询有限责任公司,贵州 贵阳 550014）

0 引言

当前我国处于基础建设高速发展期，高速公路大力发展的同时，道路工程建设过程中的安全问题越来越突出[1]。为了管理好施工风险，建设方和承建方都在加强安全管理，但是由于公路建设工程项目施工范围长、覆盖地域广、施工点多的特点，常采用的检查、巡检式的安全管理，致安全管理人员疲于奔波。这种效率低下的管理方式，很难对施工风险实时监控。尤其是在安全事故发生后很难在第一时间进行处置[2]。基于此，文章研究通过引入信息技术手段，加强道路施工风险防范及处置的能力，为公路建设工程安全风险管理及应急处置工作提供有力保障。

1 安全监控信息系统的设计

为了提升道路施工现场管理水平，通过采用信息技术，提高施工现场安全风险检测及安全事故应急救援能力，建立道路施工安全监测系统。本系统主要依托智能识别技术、智能控制技术、数据传输技术和现场监控等技术手段，实现施工现场实时监控、重要风险点智能辨识与识别、道路救援组织协调、应急通信以及信息共享等主要功能，及时发现和处置施工过程中的安全隐患，提前向各级管理部门提供数据共享及风险预警。某高速公司建设单位的组织架构主要是由1个公司、多个管理部门组成[3]。组织架构比较扁平。基于该管理模式，本系统设计方案包括：

（1）数据传输：为了保证数据传输质量，确保现场监控视频运行流畅，采用10 M MSTP专线作为施工现场监控点监控设备至对应项目管理部门的传输通道，再由30 M MSTP 专线将数据及监控实时画面传输至项目公司，可以确保数据传输通道顺畅，不出现通道拥堵、数据延时和视频卡顿的现场。

（2）双网分离、专网专用：为了避免相互影响，保障本系统及办公系统正常运行，公司需有独立满足办公需求的办公网络。采取双网分离的模式，通过公司三层核心交换机利用VLan技术将两者隔离开，达到办公网络和安全监控网络独立运行，互不影响的效果。

（3）分层管理：为了方便现场用户的操作，根据不同现场环境，配置针对性的终端设备。例如工人定位设备、重点危险地段检测设备和道内检测设备等。系统会将不同终端采集上来的数据通过5G、Wi Fi等技术传输至标段监控中心，再由标段监控中心实时共享给管理部门及公司调度室，实现作业现场的实时监控[4]。

2 安全监控信息系统的功能

及时掌握施工现场的情况是确保风险有效管控的基础，为了建立有效、稳定的施工现场实时监控管理，本系统采用远程实时监控技术，达到将施工现场的实时画面送到监控中心的效果，及时将实时信息共享给建设方、承建方、监管部门等参与单位[5]。采用分级控制的技术手段，把除了监控视频外的施工人员定位、危险源监控、动态风险点识别等信息数据，及时传递给管理部门及公司的监控中心。

2.1 施工现场实时视频监控

受施工环境影响，安全风险点主要集中在隧道洞口、高架桥、长隧道内部等。这些地域周围环境复杂，容易受到自然灾害的影响。针对重点监控路段，本系统采取有针对性的检测手段，例如移动检测车、隧道巡检机器人和三防高清摄像头等专用设备，在确保安全的情况下依托最新的信息技术，实现管理部门及项目公司的管理需求。

2.2 隧道人员动态定位监控

长隧道是高速道路施工过程中的高风险点，决定了必须重视进入隧道内施工人员的全方位管理。本系统将通过身份验证、5G应急通信、北斗实时定位等新技术对现场施工人员进行全方位的保护。可以根据区域设置、人员动态定位，实现对隧道里人员准入制度、禁区管理、超时疲惫施工等高风险工作项进行合理管控。

2.3 灾后急救信息

（1）灾后报警方面，施工现场发生安全事故后，系统会实时向监控中心发布报警信号，并将相关信息，例如人员编号、地点坐标、事故等级、现场图片等，实时共享给各级监控中心[6]。

（2）事故处置方面，事故发生后，现场人员也可以通过服务终端、手持设备、移动监控车等发出SOS信号，通过5G网络进行应急通信，同监控中心汇报现场情况，提高应急救援的速度，第一时间启动应急预案。

（3）救援保障方面，为了确保危急时刻，保持设备持续有效地工作，所有终端设备采用高容量电池组，保证发生灾害事件后，所有设备可以无电源独立运行三天以上，为救援行动争取黄金48小时。

2.4 图像存储和备份

数据安全是本系统设计内容中的重点，应用数据备份技术将普通数据保存在硬盘中，重点视频资料备份至磁盘阵列中永久保存。尤其是关键节点的视频和文档资料，以及项目建设过程中的技术资料，作为项目验收的重要组成部分，需要永久性保存在阵列中，以备随时调取。

2.5 查询统计和报表分析

系统提供便捷的查询功能，丰富的筛选条件，可以帮助工作人员随时调取需要的数据，并自动生成统计表。管理人员也可以根据对应的报表功能，随时随地查询施工情况。

3 施工现场安全监控信息技术要点

3.1 监控点设置原则

（1）重点风险点不留死角，在隧道出入口、高边坡、互通高架、材料存放地等地区360度设置监控点，全方位覆盖。

（2）普通路段根据实际情况，每个区间设置2组监控点，达到区间监控无缝衔接，尤其是隧道内不间断地连续视频监控更有利于信息收集。

（3）在满足现场管理要求的情况下，合理布置监控点，尽量节约成本，减少采购成本，控制系统项目风险。

3.2 视频转发

监控视频信息收集到服务器后如何共享，尤其是同管理部门及公司的监控中心实现数据联动显得尤为重要。在标段监控中心搭建部署流媒体和转发服务器等网络设备，实现现场、标段监控中心、管理处监控中心、公司监控中心四级数据同步，同时通过分级控制系统，实现四级客户端对终端监控设备的云台操控[7]。

3.3 紧急救援和应急功能设计

（1）隧道移动监控车在隧道施工紧急救援过程中起到重要作用，通过5G网络或者有线网络可以将二次衬砌台车附近的施工人员定位信息及掌子面等重点位置的监控视频和图像等信息，传输至标段监控中心，同时还可以利用5G网络提供应急通信。

（2）移动监控车除了以上主要功能外，车上还配备了防护面罩、防爆电话和应急电源等设备，保证突发情况下防爆、防水和防尘的应急需求。

（3）应急设备在恶劣环境下应具备防漏电保护、防火及防爆等要求，尤其是应急电源的配置，应该保证在断电后所有设备可以正常运行三天以上。

（4）出现事故时为了更加醒目地发出报警信号，使用报警声音加上报警灯光，同时提醒现场人员紧急处置。

（5）事故发生后，监控中心的主机会将报警信息及时间、地点、事故现场人员信息以及现场画面及时显示在管理员眼前，并主动开启应急通信，第一时间与现场建立应急通信。

3.4 信息化监控技术在隧道施工中的应用

3.4.1 人员定位应用

当前由于北斗系统的不断完善，利用北斗系统加上互联网技术辅助，可以对隧道内施工人员进行精准定位，实时监控人员在隧道内的分布及动态情况。管理人员可以通过本系统及时了解人员信息，根据施工作业需求随时调整，加快了施工进度，优化了人员部署的合理性。定位系统在日常管理中也可以作为考勤系统使用，能对施工人员上下班情况进行统计[8]。除了日常考勤，一旦发生事故，通过信息化监控技术，能对人员实时定位，以保障人员安全。

3.4.2 监测测量应用

监测是隧道工的重要环节之一，对施工环境的动态监控及分析也是安全管理的重点。利用信息检测系统中的监控测量技术，可以实现远程实时测量隧道内施工环境，管控施工进度，从而降低安全风险水平。当前常用的施工测量技术是新奥法技术，经过长期的实践积累，已经将该技术中“利用量测信息准确保障施工安全”的技术措施延伸至监控测量，可通过信息系统的数据测量检测，结合围岩支护结构受力变形测量、状态结构观测，从而确保隧道施工的有序开展。

3.4.3 空气监测应用

在隧道施工过程中会产生大量的粉尘，对隧道内的空气造成较大的污染。通过本系统建立空气质量检测系统，保护施工人员不受有害气体的侵害，尤其是施工过程中受到地质条件的干扰会产生部分有害气体，直接威胁人员安全。大型机械设备施作时，会产生有害气体，和空气混合在一起很难分辨，通过人工方式不容易无法辨识，因此，利用空气检测设备是保障人员安全的有效手段。

3.4.4 语音交互应用

通信方式、应用场景较多，尤其是语音对讲系统，可以实现施工人员之间及与管理人员之间的通信交流。除了满足日常的通信沟通后，还可以实现专家远程作业指导功能，遇到疑难问题可以申请专家指导，专家可以通过远程系统进行指导操作[9]。

4 信息化监控技术应用建议

当前我国对施工质量要求越来越高，建设方对承建方的监管工作也在逐年加大。利用安全监控系统可以有效地监管施工现场的风险及进度，因此在项目招投标阶段，就需要开始推进系统的建设要求和方案构建。主要从以下方面推进：

（1）在项目启动初期就开始规划建设安全监控系统，通过信息化技术全生命周期地管理项目风险，进一步提高信息化监控技术水平。当前，尽管信息技术已经在建筑领域得到了广泛的应用，但是大部分的工程公司并没有给予充分重视，信息化的整体技术水平及配套设施都比较陈旧。公路工程建设是一项以安全为重点的建设项目，应加强对信息化监测技术的研究，以保证其在建设中的应用，并注重维护保养，以全面提升施工的安全性[10]。

（2）培养应用人员专业素养。建筑安全管理人员是建筑安全管理信息化监控技术应用的重要先决条件。为了保证安全生产工作的顺利进行，安全生产管理人员应注重提高自己的专业技能，熟练掌握信息技术，发挥信息化监测技术应有功能。

（3）转变认知。尽管目前的信息化监测技术已经在高速公路建设的安全管理中发挥了一定作用，但是有关部门领导对此技术的认识还不是很透彻。当前，信息化监测技术，已经成为高速公路建设中不可缺少的一环，如果忽略了这一技术，将会对工程的安全产生很大影响，甚至导致安全事故的出现。因此，有关部门要改变观念，充分了解信息技术在监测中的作用，制订相应的标准体系，以提高信息化监测技术在实际中的应用效果。

5 结论

该文结合公路工程特点，以及公路工程现场安全监控的不足，研究了公路工程施工现场安全监控信息技术，结论如下：

（1）安全监控系统可通过现场监控设备、智能识别技术、信息传输技术等信息技术，实现对重点工点、重要危险源等控制要素的实时监控、信息共享和危险预警。

（2）监控点应结合施工场地特点和监控数据传输方式合理布置，在保证监控效果的前提下，尽量减少监控点数量，减少布线难度和设备采购成本。

（3）监控车应具备防爆、防水、防潮和防尘功能，且具有防爆电话及应急电源等，保证突发安全隐患状态下施工现场与管控中心的通信需求。

（4）公路工程现场安全监控系统，不仅可用于公路、铁路、地铁隧道施工期的现场安全监控，依托系统信息传输线路和监控设备等，还可用于运营期的安全管理，提高公路、铁路、地铁等交通网络的安全监控能力和应急救援能力。