视频监控技术在桥梁施工现场监测中的应用研究

黄祈鑫

摘要：视频监控技术广泛应用于国民工业的各个领域。文章介绍了视频监控技术的概念、特征及发展趋势，并以广西贵港市西江大桥维修工程为例，阐述了施工现场视频监控系统设计方案，同时进行了视频监控系统应用前后施工进度的对比试验。试验结果表明，视频监控系统对于工程现场施工进度的提升具有积极作用。

关键词：视频监控;桥梁施工;监测;研究

中图分类号：U445.4 文献标识码：A

DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.09.042

文章编号：1673-4874（2019）09-0150-03

0引言

在我国的交通基础领域中，桥梁工程占有相当重要的比例，桥梁工程的建设为我国各行业的发展提供了支撑作用。随着我国桥梁施工技术的不断进步，桥梁的施工周期在逐渐缩短，工程交付后的使用年限在逐步延长。大量先进施工设备、施工技术和施工理念在不断应用，为工程的质量和安全性提供了重要保障。当前，经济全球化趋势在不断加速，回顾近些年国内外建筑行業的发展形势我们不难发现，各建筑施工企业在国内、国际复杂经济形势下面临着较大的竞争压力，为此，如何控制成本、缩短工期并提高施工质量和安全性已成为各建筑施工企业保证经营利润、维持企业稳定发展的突破点。以桥梁工程的现场施工为例，单纯依靠监理人员对施工现场进行监测的传统方式已无法满足当今高效施工的需求，应建立高度智能化、一体化的施工现场监测系统，实现高效、优质、安全的桥梁现场施工。本文将视频监测技术应用于桥梁施工现场的监测系统中，对于加快桥梁的施工进度具有积极作用。

1视频监控技术概念、特征及发展趋势

1.1视频监控技术概念

视频监控技术是伴随着数据采集、传输和存储技术而发展起来的一项新型技术，广泛用于工厂、商场、公路、桥梁及其他常见的市政工程领域。人们通常认为视频监控技术就是大量的摄像头设备的简单连接，其实视频监控技术是以当前先进的计算机和网络架构为基础，融合了一定的数据处理算法，通过统一的数据分析平台，提取所需要的视频信息。因此，摄像头设备仅为视频监控系统的一部分，负责现场数据的采集，工业级视频监控系统对摄像头的像素和清晰度要求较高，且摄像头设备可实现空间全方位的立体式角度调整，满足各领域工程技术人员的需要。在某些应用领域中，视频监控系统每天所记录的数据量非常巨大，可达到GB级，视频数据经过长期累积后数据量可达到TB级。因此，对视频监控数据的存储平台的容量具有一定要求。通常情况下各企业视频监控中心设有大容量的磁盘阵列，或通过网络云存储的方式将视频监控数据上传到网络云盘或云服务器中。磁盘阵列的方式具有廉价、安全、可扩展和便于移动等优势。而网络云存储的优势也十分明显，可按需购买存储容量，且不占用各企业视频监控系统的实际物理空间，在数据备份和查看等方面具有一定优势。但对于视频监控数据的安全性，直到目前为止，尚未有确切的研究表明网络云存储对于数据的安全性具有完全的保障作用。

1.2视频监控技术特征

视频监控技术的核心架构主要包括以下几部分：网络监控摄像机（高清摄像头）、显示器、交换机和电源等。视频监控技术的核心架构如图1所示。

网络监控摄像机主要负责数据的监视和采集功能;显示器用来查看现场监测情况;交换机一方面用来进行监测数据的交换，另一方面集成了多个应用接口，可实现不同插件和模块的集成功能。

1.2.1 实时性

实时性是对视频监控技术的根本性要求。例如在交通领域，指挥中心需要查看各道路的实时路况，依据道路实际的堵塞情况来合理分流车辆，这需要实时在线的视频监控系统作为根本保证。

1.2.2 高效性

视频监控技术可通过部署在现场的大量视频监控设备来实现全方位、多角度、立体式的监测功能，相比于传统的人工监测方式效率较高，实际工程应用效果较为明显。

1.2.3 精准性

视频监控设备可部署在较为恶劣的环境中，这是普通人工监测方式所无法实现的功能，且对于现场的实际情况能够进行全天候监测，具有一定的监测精准度。

视频监控技术特征分析如表1所示。

1.3视频监控技术发展趋势

当前，我国的视频监控技术已较为成熟，包括视频采集、传输和存储分析等各个部分都有较为先进的系统架构。但目前多数视频监控系统在架构流程方面仍然较为繁杂，例如视频采集设备的体积和重量较大;视频传输多数为有线网络的方式传输;视频信息的存储系统为常规的磁盘存储;在系统失电或发生火灾情况下视频监控数据将全部丢失;视频信息的处理平台多为传统的计算机硬件存储设备;计算机操作系统抵御病毒和网络攻击的能力较差，且系统版本较低，补丁更新不及时，经常出现系统漏洞等情况;视频监测数据处理系统的硬件方面，CPU性能和内存的容量较低，整个视频监控系统的功耗较大。上述问题都是目前视频监控技术发展的“瓶颈”。着眼于未来，视频监控技术将向着轻质、灵活、集约化的趋势发展.随着5G网络时代的来临，视频监控技术将改变以往有线传输数据的方式，通过5G高速网络，视频监控数据的传输速率将发生根本性的变革，为各领域视频监控需求提供更多的便利。

2 视频监控技术在桥梁施工现场监测中的应用

2.1工程概况

广西贵港市西江大桥于1978年动工兴建，于1981年5月建成通车.经过近40年的使用，西江大桥主体结构出现各种病害问题，定于2018年对该大桥进行维修施工，计划工期10个月。西江大桥维修施工共分为四个阶段：（1）拆除大桥两侧人行道、栏杆和桥面;（2）桥面底部加入新钢模并对桥面进行浇筑;（3）对桥墩、梁柱等主体结构进行修复;（4）整个大桥的美化处理工作.以西江大桥的桥面维修部分为例，搭建施工现场视频监控系统，分析视频监控系统应用前后对于大桥维修工程进度的影响。

2.2 西江大桥维修施工现场视频监控系统设计

由于西江大桥维修施工周期较长，施工现场视频监控系统所产生的数据量将非常大。鉴于此，拟采用磁盘阵列扩容的方式实现施工数据的存储功能。考虑到施工过程的全方位监控需求并节省成本预算，计划在每5个路灯处设置一个高清摄像头，桥面以上和桥面以下的摄像头共计10个，平均分布在桥面上方和下方，桥面上方摄像头用于监测大桥两侧人行道、栏杆和桥面等部分的施工;桥面下方摄像头用于监测桥墩、梁柱等主体结构的修复施工。所有摄像头通过无线局域网彼此连接共同构成分布式现场施工监测架构，将施工现场实时数据采集并传送到工程现场施工监控中心，施工监测技术人员通过远程客户端模式对现场的施工情况进行监测。

2.3 视频监控系统应用前后施工进度对比试验

试验过程中选取桥面底部钢模施工、桥面浇筑施工和工程总体施工部分为研究对象，对比监控系统应用前后各部分施工进度的变化情况，综合分析施工现场监控系统对于提高施工进度的影响。视频监控系统应用前后施工进度对比数据如表2所示。由表2可知，底部钢模施工部分，在视频监控系统应用前的施工进度为75%，应用视频监控系统后该部分的施工进度提升了5%;桥面浇筑施工部分中，在视频监控系统应用后施工进度提升了7%。两部分施工进度的有效提升对于工程总体的进度也具有积极影响，工程总体进度在应用视频监控系统后提升了5%。

2.4试验结果分析

为更加直观地分析视频监控系统应用后对于工程进度的影响程度，将表2数据制成较为直观的施工进度对比图（如图2所示）.通过图2可知，底部钢模施工、桥面浇筑施工以及工程总体施工进度在视频监控系统应用后均有所提升，且桥面浇筑部分的施工进度达到了工程进度计划预期，底部钢模施工和总体施工进度超过工程进度计划预期。可见，视频监控系统对于现场施工进度的提升具有一定意义。

3 结语

视频监控设备在当今人们的日常生活中隨处可见，视频监控技术也日趋完善和成熟，但工业级视频监控系统的研究与应用则刚刚起步，这其中涉及到的核心技术众多，包括基础架构、网络传输、数据交换等各方面。本文将视频监控技术应用到桥梁现场的施工监测环节中，旨在通过搭建完备的视频监控系统来提升施工进度。通过贵港西江大桥的实际维修工程案例，验证了本文研究内容的必要性，具有一定的工程实用价值。