移动视频输电线路土建在线监控系统

周宗飞 沈骥 周杰 陶倩敏

[摘    要]移动视频在线监控系统应用于输电线路基础施工现场工况，通过可移动现场监控设备，将施工现场的视频信息通过无线网络设备将数据分别传送至手机及后台指挥中心，实现远程视频观看现场情况，实时对施工现场进行有效安全监管，以便第一时间掌控施工现场的情况，达到远程指挥。

[关键词]移动;实时;远程;安全

[中图分类号]TN948.6 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）11–0–03

Mobile Video Transmission Line Civil Engineering on-line Monitoring System

Zhou Zong-fei， Shen Ji， Zhou Jie， Tao Qian-min

[Abstract]The mobile video online monitoring system is applied to the working conditions of the transmission line foundation construction site. Through the mobile field monitoring equipment， the video information of the construction site is transmitted to the mobile phone and the background command center through the wireless network equipment， so as to realize the remote video viewing of the site situation and the effective safety supervision of the construction site in real time， In order to control the situation of the construction site at the first time and achieve remote command.

[Keywords]mobile; Real time; long-range; security

隨着国民经济的增长和人民生活水平的提高，消费用电的需求量不断上升，从而推动了电力产业的迅猛发展，走上了一个新的高度。而铁塔基础作为输电线路的基础结构，对输电线路的运行安全起着非常重要的作用，关乎输电线路最终的运行安全。

输电线路基础施工存在着野外施工、隐蔽施工、点多面广、危险点多、施工持续时间长等特点，现阶段的监控措施主要是指派人员到现场进行监管，但人员精力不足，会导致现场管理覆盖面不足、管理松懈等问题。为了能够全面、及时地了解施工动态，对意外情况迅速做出响应，及时消除安全和质量隐患，进一步加强对基础工程施工的安全控制和质量控制，可以在输电线路基础施工过程中采用无线视频监控系统。实现对电力作业的安全管控，解决应急事件处理能力差、工作效率低、安全质量监管不全面等问题。

输电线路基础作为隐蔽工程，单纯采用人工监控难以百分百监控到位。目前，隐蔽工程资料以旁站记录、隐蔽工程签证记录等纸质资料为主，辅以部分的影像资料，可追溯性不强。据悉，许多工程发生过基础工程被举报质量不符合设计标准的情况，而旁站人员、施工单位又提供不出基础隐蔽工程有效地佐证材料。输电线路基础施工移动视频在线监控系统的投入使用将起到非常重要的作用。

输电线路基础施工为野外作业，点多面广，视频监控设备除满足基本的监控能力外，还需要满足频繁搬运的要求;基础施工野外持续时间长，需要满足蓄电持续性的要求;山地施工多，即使是平地，场地也不够平整，支撑脚的调节需要满足设备找平要求。

本文提出了移动视频在线监控系统技术研究和建设，实现对输电线路基础施工作业现场的实时视频监控，解决了应急事件处理能力差、工作效率低、响应时间长、安全质量监管不全面等问题。最终达到对施工现场作业的远程视频监控管理的效果。

1 工作原理

移动视频在线监控系统采用4G无线传输，包含高清摄像机、红外云台、视频编码模组、无线传输等模块于一体的移动视频监控。通过4G无线网络、电力专网上传至指挥中心或手机终端，在终端上对视频流信号进行解码，即可看到摄像头拍摄的现场视频画面，直观显示在屏幕上。通过监控App端实时浏览观测各监控点的现场情况，实现远程视频观看等。原理图如图1所示。

2 系统应用设计

衡量一个弱电系统的成功与否，并非仅取决于智能化系统的多少、系统的先进性或集成度，而是取决于系统的设计和配置是否经济合理并且系统成功运行，系统的使用、管理和维护是否方便，系统或产品的技术是否成熟适用。即，如何以最少的投入，本设计始终遵循以下原则。

（1）一次性。一次性完成系统的总体规划与设计，并按计划实施。

（2）安全性。整个系统应能24 h运转，系统的安全性、可靠性和容错能力必须予以高度重视。对各子系统，以电源、系统的备份等方面采取相应的容错措施。

（3）标准性。本方案依照国家和地区的有关标准进行。确保系统的扩充性和扩展性，有利于实现投资保障。

（4）经济性。在标准化和结构化的前提下，达到功能和经济的优化设计

（5）先进性。在满足用户现有需求的前提下，充分考虑各种信息化适应技术迅猛发展的趋势，不仅在技术上保持最先进和适度超前，而且更注重采用最先进的技术标准和规范，以适应未来技术发展的趋势。

（6）开放型。在总体规划方案以及进行设备和系统选型时，充分考虑各个子系统之间的集成特性和信息自动化系统进入的可能性。

（7）用戶至上。本方案以满足用户需求为目标，最大限度地满足用户提出的功能需求，确保使用性。

3 系统特点

3.1 设备特点

（1）移动视频在线监控系统采用铝合金材料，体积及重量要显著下降，方便组装及搬运。

（2）蓄电池体积及重量显著减小，箱体采用防锈、防水处理，便于搬运及野外使用。蓄电池体积及重量减小后，仍需满足有效工作（供电）时间，要求蓄电池连续供电达到4～5 d。采用蓄电池及太阳能板结合的供电方式，太阳能板的尺寸及重量进行精简，采用落地式太阳能板，满足稳定性要求，满足连续在线监测的用电要求。

（3）监控球机结构匹配支架强度，减小了球体体积，360°监控，1080 P高清画质。

（4）由于输电线路基础施工时设备安装位置不固定，特别是山地及有高差的地形，遇不平整场地时设备需进行找平。监控设备支架采用可调节的支撑脚。

3.2 系统平台特点

3.2.1 远程图像传输

系统采用标准的TCP/IP协议，可应用在局域网、广域网和无线网络之上。视频服务器提供RJ-45以太网接口，可直接接入局域网交换机或者HUB上，同时设备可任意设置网关，完全支持跨网段、有路由器的远程视频监控环境。监控中心安装视频监控服务器，局域网中的授权用户可通过IE浏览器监控远程现场。不同的监控用户可根据自己的监控需求灵活切换到任意一个监控现场，可多人同时观看一个现场，也可以不同用户选择任意现场监控。

3.2.2 远程设备监控

监控用户可分配给不同的控制权限。控制权限高的用户可优先对设备进行控制，如控制云台转动选择监视区域对象;调节摄像机镜头改变监视范围和观察效果;还可以对指定的其他现场设备开关进行控制等。

3.2.3 多画面监视

系统具有在同一客户终端上同时监视4路、8路或者16路直至64路前端图像的功能。便于用户对整个监控网点进行对比监测和全局掌控。而当用户点击某一路图像时可进行放大实时监控。使这一路图像出现在全屏范围内，便于用户观察细节。

3.2.4 多画面轮巡

监控用户可将监控现场在特定的时间间隔内按顺序轮流切换，也可在一个图像框内轮换显示全部的摄像机画面。画面切换间隔时间可灵活设置，画面间隔时间可调节。

3.2.5 支持iOS＼Android智能手机浏览

只需要一款iOS＼Android智能手机就可以随时随地观看视频（不过速度受到无线带宽限制，没有PC机流畅）。独有的支持手机浏览软件，只需要将软件安装至手机中就可以方便用户在没有电脑使用时也可以随时随地观看视频图像。

3.2.6 控制优先权机制

管理机制完善，可以给不同级别的用户分别分配相应的控制权限。

4 系统优势

4.1 实时监控

输电线路基础施工阶段，施工项目部将整个线路分为若干个施工段，配备相应的现场监控设备与每个施工段相对应，监控设备随着作业点转移、施工进程变化进行调整，施工项目部通过监控系统对每个施工段的施工过程进行实时监控，通过这些可移动现场监控设备，将施工现场的视频信息通过无线网络设备将数据分别传送至手机、施工项目部监控设备。

4.2 节约成本、提高效率

目前，输电线路工程基础施工传统的现场管理模式主要是旁站、现场稽查、巡查、交叉互查等，输电线路基础施工点多、面广，特别是大型输电线路工程动辄几百基基础，公司及项目部的管理人员无法做到施工现场的安全检查和质量控制全面、全过程覆盖。移动视频覆盖后，可以通过后台直接对现场进行监控，不但节约了成本，而且提高了管理效率。

4.3 及时发现制止隐患

输电线路基础施工环境错综复杂，每时每刻都存在发生不同安全隐患的可能，在重点防护区域、特殊地形处，通过移动视频监控，主要管理人员及技术人员可以在最短的时间内判定出该监控区域出现异常情况，及时响应，发现并制止隐患。

4.4 节约资源、保护环境

引入在线监测技术，可以在一定程度上减少人员、车辆投入及反复踏足现场的次数，节约了资源的消耗，另一方面也对自然生态环境起到了一定的保护作用。

4.5 新技术推动行业的进步

系统的建设充分利用了在线监测技术、计算机网络技术等多种技术成果，新技术的运用将有效地推动电力以及相关行业的技术进步。

5 系统组成

5.1 前端采集设备

采用铝合金+工程塑胶材料压铸外壳制作而成，具有良好的散热性，有效地防止灰尘渗透，雨水喷淋，恶劣天气下也能有效监控;具有6颗42 mm高清红外补光灯，照射距离50～80 m，支持红外夜视;支持云平台控制及变焦功能。

5.2 视频传输网络

传输网络分为3个部分，前端网络、4G移动网络和后端网络;前端网络采用千兆有线网络，以满足高清视频监控在本地的存储和预览;4G移动网络包括安装在前端的4G路由器和4G运营商网络，本方案推荐使用联通4G网络，因为联通4G用TD-LTE和FDD-LTE协议混合组网的，TD-LTE协议覆盖广泛的特点，而FDD-LTE具有传输速率快的特点，并且在无4G信号覆盖的区域，回落到3G通信时，联通的WCDMA协议是覆盖率最广和传输速率最快的3G网络，能够最大限度地保证监控视频数据的回传;后端网络采用百兆光纤固定IP地址，保证前端视频能够始终向后端管理服务器发送数据。

5.3 中心管理服务器

中心管理服务器为认证、管理、转发平台，支持多用户，多范围，多应用，多分布的整体监控需求。

6 现场应用

6.1 基础施工阶段

在基础施工阶段，施工项目部将整个线路分为若干个施工段，配备相应的现场监控设备与每个施工段相对应，监控设备随着作业点转移、施工进程变化进行调整，施工项目部通过监控系统对每个施工段的施工过程进行实时监控，通过这些可移动现场监控设备，将施工现场的视频信息通过无线网络设备将数据分别传送至手机、施工项目部监控设备。

6.2 立杆施工阶段

在立杆施工阶段多个施工队同时进行立杆施工，监控设备与每个施工队对应配置。并根据施工进展进行调整，当该基组立完毕就移至下个施工杆。有效地保证了对每个立杆施工点的实时监控。

6.3 架线施工阶段

在进行架线施工阶段在每个区段的张力场、牵引场安装一套现场监控设备，若有重要跨越，则安装在塔身上的监控设备可以对本身塔基以及与之相邻的两基杆塔进行监控。可选择在施工地点也配置监控电脑，管理人员既可以在施工现场也可以在施工项目部等处进行监控。

6.4 节约成本、提高效率

目前，输电线路工程传统的现场安全管理模式主要是现场稽查、巡查、交叉互查等，输电线路点多、面广，特别是大型输电线路工程动辄几百基基础、铁塔，公司及项目部的管理人员无法做到施工现场的安全检查和质量控制全面、全过程覆盖。移动视频覆盖后，可以通过后台直接对现场进行监控，不但节约了成本，而且提高了管理效率。

6.5 及时发现制止隐患

输电线路基础、立塔、架线施工环境错综复杂，每时每刻都存在发生不同安全隐患的可能，在重点防护区域、特殊地形、重要交叉跨越处，通过移动视频监控，主要管理人员及技术人员可以在最短的时间内判定出该监控区域出现异常情况，及时响应，发现并制止隐患。

7 结束语

通过移动视频在线监控系统技术研究和建设，实现对输电线路基础施工作业现场的实时视频监控，解决了应急事件处理能力差、工作效率低、响应时间长、安全质量监管不全面等问题。最终达到对施工现场作业的远程视频监控管理，提升对电力施工现场生产安全管控能力，加快施工进度，节省了人力资源以及设备的投入成本，将使施工现场的安全防护系统建设成为“安全防范无漏洞、安全管理现代化、安全信息数字化”的综合型、高水平的安全防范系统。为提高电力行业高压输电线路的现代化管理水平提供了有力的保障，提升电网安全经济性、提升设备运行可靠性。

参考文献

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[3] 谢红华，陆以勤.基于3G无线网络的高质量实时视频监视系统的设计[J].计算机应用研究，2007，24（10）： 313-315.