网络视频监控系统在高速公路长隧道施工中的运用研究

张栋

（中国公路工程咨询集团有限公司，北京100195）

1 引言

为迎合社会经济快速发展的现实需求，近些年我国交通行业快速发展壮大，高速公路建设规模呈不断拓展的趋势。隧道是公路工程体系的重要构成部分，所占比例不断提升。众多周知，隧道工程隶属于隐蔽性项目，建设阶段风险高、质量管理难度大。因此，加强施工过程安全控制是保证项目质量的根本【1】。长隧道施工阶段合理应用视频监控系统，能协助管理人员明确工程施工进度计划落实情况，及时发现施工阶段滞留的隐患，可以早期解除，从而从根本上保证长隧道施工质量安全。

2 项目概况

某高速公路JH3 合同中隧道坐落在陕西省的东北部，现场勘测结果显示隧道左洞总长为4 653m ，其中，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩依次为3 810.5m、549.1m、253.2m，明洞39.84m；右洞长为4 679m，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩分别是3 830m、548m、253.1m，明洞长20m。从长度上分析，该项目隶属于长隧道工程项目。施工单位为保证工程建设阶段质量安全，规避工程事故，决定将网络视频监控系统用于隧道建设进程中。

3 系统的运作原理

直观、便捷以及信息内容呈现全面等均是网络视频监控系统的典型特征，这也是该系统在生产管理、保安等诸多领域中广泛应用的主要原因。针对视频监控系统的运作流程，可以做出如下阐释【2】：将一个或数个摄像机安装在一些重要的场所用于拍摄、监控现场运作状况，而后在线缆、无线或以太网等传输网络协助下，把视频信号整合至预设的监控中心内，再以存储设备设施为支撑，把媒体完整的存储到存储介质上，且还能依照使用者的主观需求及监测场所运转特征，联合安设其他类探测设施，辅助监控系统的运行过程，进而将视频监控系统的功能充分发挥出来。

4 网络视频监控系统的功能分析

4.1 远程监控系统

实时监督施工现场工艺合理性及施工流程的安全性、可调控性，是协助相关人员达成对公路隧道施工过程整体实时监管的重要支撑。此系统达成如下功能：协助管理人员在短时间内快速捕获与工艺及安全管理措施等相关的信息，进而合理调控施工作业模式，整体拟定施工调控方案并评价其实施效果；加大质量通病的预防力度，规避二次发生及持续进展情况；监控并测评现场施工人员行为的合理性，及时遏制与纠正违规操作；实时掌控工程整体进度计划的实施状况【3】。

1）现场监控站：在软地基处理区段、互通立交匝道衔接位点、预制场地等重点部位安设监测器、配置带有云台的摄像机等设施，以上设备的布置位点和控制点相毗邻，不干扰施工过程，检测、处理、控制单元等均被安置在机箱中，和配电站共同构建了现场监控站，发挥着上传下达的作用。

2）监控分中心：该中心内部配备了由闭路式电视控制、现场视频控制设备及紧急电话等组建的中央控制系统，职责是实时监管所辖项目的施工过程，主要有处理数据信息、调控决策及下传命令等。分中心被安置在一间规模相对较大的监控室内，设置了控制台与显示屏幕，为管理人员操作、管理紧急电话、数据收集管理及通信调控等子系统创造便利条件。因监控系统运行阶段依赖计算机网络构建子系统间的相关性，故而可以将监控分中心看成是远程式监控施工过程的计算机网络系统。

3）监控中心：本中心安置在监控分中心系统内部，其职责是宏观管理，承担的任务量偏小，持有的功能和监控分中心大体一致。

4.2 业务功能

1）网络视频监控：多画面监视与轮巡、云镜控制及远程调配；

2）存储回放：本地及远程存储、路线查询及本地回放等；

3）报警联动：输入及输出报警信号；

4）个性化功能：特殊报警与调控、图像辨识；

5）用户管理：用户开户及销户、整改用户信息；

6）权限管理：授予、取消权限；

7）分发：实时、多级式分发【4】。

4.3 支撑系统功能

本文仅阐述运行业务阶段所需提供的支持系统功能，具体是依照系统结构形式做出如下规划：为规避重复开发行为，可以整合系统内部分功能和现存的用户支持系统，但针对相关系统之间的数据互换接口应做出崭新的定义。支撑系统的功能主要有：（1）客户管理；（2）权限管理；（3）平台管理；（4）认证功能；（5）计费管理；（6）账务；（7）运维支持。

5 施工现场实时监控

1）便捷性的监控现场。在项目施工现场视频监控平台的协助下，项目部管理人员被授予权限后，可以突破时间、空间等客观条件因素的约束，利用1 台与Internet 衔接的计算机设施，就能够动态化监测所管辖区段中整体施工状态。利用被安装在各个施工场地内的监控点，能构建24h 全天式线上监控模式，保证现场施工信息传导的时效性、连贯性。选用RTP 系统落实传输视频信号的任务，视频信号经互联网会被衔接至监控室监视器或录像机等装置上，这样用户就可以利用电脑键盘、解码器等调控各子系统内各设备设施运转状况，将自体变焦、旋转等功能充分发挥出来。

2）动态监管进洞人员。具体是为每一个进入长隧道施工场地的人员佩戴人员识别卡，借此方式动态化监测隧洞内人员数量及对应的身份及姓名，有效调控。身份识别卡有“回电、撤离、提示及报警”等诸多功能【5】。比如，当长隧道施工阶段突发危险情况，监控人员或洞内人员均可以相互传递预警信号或通知洞内所有施工人员快速撤离现场。利用视频监控系统持有的该项功能，能维持预警功能的时效性、实用性，将长隧道施工阶段意外事件对施工人员造成的损伤降至最低水平，从根本上维持了相关人员生命安全。

3）远程语言对讲，即相关人员能远距离指挥工程现场施工工序，强化各个工种运转过程的协调性。项目部管理人员利用多媒体能远程和单个、数个施工工地相关人员进行对讲，针对施工现场部分违反相关规定操作的人员及时告知、纠正，将重大危险事故发生率降至最低水平。远距离传输对讲信号阶段（通常≥1km），基本有分射频传输、光纤传输以及电话电缆平衡等形式，本系统设计阶段利用视频电缆聚集到汇聚位点（室外设备箱）构建前端监控点，经调制后的信号经由市区电信光纤传输网传送到各级控制中心内，利用“全球眼”编码器将其编码为IP 数据报，整合至对应的专用型监控平台，IP 专用型传输网络作为数据传输线路，光纤接入保证了接入宽带的相对稳定性，有较强的抗干扰能力，进而促进远程对讲活动的顺利开展【6】。

4）远程视频会议：该系统运行阶段为组织项目现场会议创造了极大的便利条件。项目部管理人员可以将视频会议时间上传到视频监控平台上，远程组织参会人员定时参加视频会议。项目经理在视频会议中总结近期长隧道建设阶段存在的违章操作、暴利式施工等行为，督促各分项工程负责人及时彻查、纠正及处罚；会议中也要组织分项工程负责人汇报当下施工进展、遇到的困难及阻力等，项目负责人之间加强交流，提升信息的共享效率，合理规划施工流程、优化技术方法等，进而从根本上保证高速公路长隧道施工作业能有效、协调推进。

5）录像取证。本系统的视频监控平台能把现场视频信息整合至录像系统内加以存储，为后续点播、调查、取证等工作做备份应用，并加强权限的管理，确保只有部分用户有权访问及查阅相关文件，针对所有视频文件要加密处理后再存储，从根本上保证数据安全性，这样取证使有效性得到了基础性保障。

6 结语

长隧道工程施工阶段，合理应用网络视频监控系统，打造出线上监控、无人值守式监控及多维度立体化监控格局，明显提升了项目部管理人员工程现场的管理效率，保证长隧道施工全过程处于被调控的状态中，在保证项目建设质量的基础上，缩短了建设周期，这些都体现了网络视频监控系统在隐蔽工程特别是长隧道施工领域中有较高的推广价值。