應用視頻監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)范特大橋施工現(xiàn)場管理

李婷婷，鄧江明

（中鐵二十局集團第三工程有限公司重慶401121）

應用視頻監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)范特大橋施工現(xiàn)場管理

李婷婷，鄧江明

（中鐵二十局集團第三工程有限公司重慶401121）

在安全高風險的建筑行業(yè)，特別是高墩大跨橋梁建設中確保工程質量，保證施工人員的人身安全，工地建筑材料、設備等財產(chǎn)安全是施工單位管理者關心的頭等大事。一套有效的現(xiàn)場及遠程視頻監(jiān)控對管理者來說是非常必要的。通過遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，管理者可以了解到現(xiàn)場的施工進度，可以遠程監(jiān)控現(xiàn)場的生產(chǎn)操作過程，可以遠程監(jiān)控現(xiàn)場的設備安全和材料安全。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)；性能特點；系統(tǒng)功能

1 概述

視頻監(jiān)控系統(tǒng)在各行業(yè)中具有獨特作用，它能被廣泛應用的重要原因是它能實時、形象、真實地反映被監(jiān)控對象的畫面。它已成為人們在現(xiàn)代化管理中進行視頻監(jiān)控的一種極為有效的工具。

由中鐵二十局集團承建的五里坡特大橋橫跨千陽縣和鳳翔縣交界的千陽河兩岸，橋梁全長1238.00m，最高墩153m，目前為西北地區(qū)第一高墩。該橋墩高、跨大的工程特點，決定著工程施工“安全風險大，質量標準高”，結合現(xiàn)場實際情況，消除因墩高造成的管理盲區(qū)，運用現(xiàn)代電子信息科技，在施工現(xiàn)場管理過程中引用了視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

本文所介紹的視頻監(jiān)控系統(tǒng)以五里坡特大橋主墩施工為監(jiān)控對象，將計算機技術、多媒體技術與監(jiān)控技術有機結合起來，設計了有別于傳統(tǒng)視頻監(jiān)控的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)。利用其信息化手段，對建筑施工工地進行監(jiān)控，大大減輕了工作強度，提高了工作效率，增強了對工地的監(jiān)管力度，為進一步提高建筑施工質量，規(guī)范建筑施工行為，減少安全事故的發(fā)生提供了有力的幫助。

系統(tǒng)由前端攝像系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)及本地監(jiān)控中心三部分組成。系統(tǒng)是雙向的多路傳輸系統(tǒng)，既要向接收端傳輸視頻信號，又要向前端攝像設備傳送控制信號。本監(jiān)控系統(tǒng)采用模塊化設計，以橋墩每半幅為一子系統(tǒng)，由中控點控制。視頻信號通過傳輸系統(tǒng)傳輸至本地監(jiān)控中心，操作人員可通過管理主機來控制整個系統(tǒng)，應用完善的系統(tǒng)軟件實現(xiàn)對各種監(jiān)控數(shù)據(jù)的管理。整個系統(tǒng)層次分明，硬件簡單，布線方便，擴展性好，并具備良好的穩(wěn)定性和安全性。

2 系統(tǒng)方案

2.1 總體構成

五里坡特大橋施工中應用的視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用二級管理方式，即監(jiān)控中心和遠程監(jiān)控點。整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端攝像系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)及本地監(jiān)控中心三大部分組成（圖1）。

圖1 建筑工地視頻監(jiān)控系統(tǒng)結構圖

前端攝像系統(tǒng)由附著于塔吊上的高速智能球機和音響組成，隨著塔吊的上升不斷提升高度，分別傳輸視頻及音頻信息。高速智能球機可360°快速旋轉。使用者可對鏡頭、云臺進行控制，達到對目標進行全方位監(jiān)控的目的。

傳輸系統(tǒng)全由單膜四芯光纖組成，它將視頻信號由前端攝像設備經(jīng)視頻轉換器傳送至本地監(jiān)控中心。

本地監(jiān)控中心主要為監(jiān)控系統(tǒng)及視頻顯示系統(tǒng)。主要設備有顯示器、硬盤錄像機、視頻轉換器、云臺控制鍵盤、鼠標、音控臺、話筒及DVD。通過高性能的工控機和監(jiān)控軟件能夠實現(xiàn)多路視頻的選擇、切換，多路視頻的實時顯示，云臺控制和多路視頻實時存儲、回放等功能。對于實時視頻顯示、不間斷的數(shù)字視頻存儲功能，用戶可根據(jù)時間對存儲的歷史圖像數(shù)據(jù)進行檢索和回放，還可通過話筒將所發(fā)現(xiàn)的問題告知現(xiàn)場施工作業(yè)人員進行整改。例如：某路視頻顯示該墩高空作業(yè)人員未系安全帶，操作人員可通過話筒向所在墩位喊話，實現(xiàn)監(jiān)控中心和施工現(xiàn)場的互動；也可根據(jù)視頻顯示控制質量問題，例如：鋼筋間距不勻稱或鑿毛時間過早所鑿混凝土不呈片狀，即可通過話筒令施工人員進行整改或立即停工。

2.2 系統(tǒng)功能

圖2 系統(tǒng)主菜單

圖3 系統(tǒng)管理工具

多路監(jiān)控。監(jiān)控中心可以任意選擇全局監(jiān)控區(qū)域內的監(jiān)控點同時進行實時監(jiān)控，主管領導有權監(jiān)控所有站點的視頻場景。

視頻錄像。采用硬盤實時記錄多路監(jiān)控信號，免除用普通錄像帶錄制帶來的一些不便。視頻信號經(jīng)壓縮處理，數(shù)據(jù)量大為減少，可以長時間存儲，硬盤滿之前系統(tǒng)有相應的操作提示。監(jiān)控中心的用戶可以通過總監(jiān)控軟件，對全局的場景進行視頻錄像設置。

視頻檢索與回放?？梢愿鶕?jù)用戶的查詢請求（如某路某時）查詢錄制在硬盤上的數(shù)據(jù)，并顯示回放，供事后調查取證使用?；胤艜r可以進行快進、快倒、慢進、慢倒、單幀步進等控制，圖像可整圖放大、局部放大；還可以根據(jù)需要對錄制的數(shù)據(jù)進行鎖定（防止誤刪除）、刪除、復制等操作。對圖像可以進行編輯、打印等操作。對于視頻檢索和回放，監(jiān)控中心可以對若干重要場景，進行預先設置。

云臺及鏡頭控制。一般情況下，攝像機采用定焦距、定方位的固定方式，在光照度變化大的場所選用自動光圈鏡頭并配備防護罩。本視頻監(jiān)控系統(tǒng)選用帶有轉動云臺和變焦鏡頭的高速智能球形機。監(jiān)控中心能夠控制相應的云臺，調整與云臺連接的攝像機的角度，監(jiān)控到出現(xiàn)異常的關鍵點。

多級用戶密碼管理。實行用戶多級別管理，不同級別的用戶有不同的操作權限，提高系統(tǒng)安全性?？稍谙到y(tǒng)安裝時設定，也可在系統(tǒng)運行后任意時間改變設置。

切斷報警功能。根據(jù)用戶需求設定，視頻監(jiān)控系統(tǒng)定期巡視一次與之聯(lián)結的監(jiān)控設備和各種報警設備等，發(fā)現(xiàn)線路被切斷等其他異常情況時，向視頻監(jiān)控中心發(fā)出警報，直到管理員做出處理，同時在日志上做出記錄。

其他數(shù)據(jù)接入功能。視頻服務器具備多種數(shù)據(jù)接口，預留做后續(xù)功能擴展和設備接入之用。

日志管理功能。對于管理員登錄、報警、錄像等工作，監(jiān)控系統(tǒng)都隨時做日志記錄管理，以備查詢。

系統(tǒng)對外開放接口。系統(tǒng)采用開放的系統(tǒng)架構，除了作為監(jiān)控系統(tǒng)可獨立工作外，還能夠與大型管理系統(tǒng)相融合，平滑嵌入管理系統(tǒng)平臺中，成為監(jiān)控子系統(tǒng)，符合目前管理系統(tǒng)整合的趨勢。

3 視頻監(jiān)控系統(tǒng)性能特點

模塊化設計。監(jiān)控系統(tǒng)以五里坡特大橋柱墩為監(jiān)控對象，沒半幅為一子系統(tǒng)，界面啟動，系統(tǒng)自動加載用戶所擁有的所有監(jiān)控點，用戶可選擇4，9，12，16四種顯示方法(如圖4，圖5)，選擇其中1路即可在視頻顯示窗體中取得其圖像信息，對所顯示的圖像可以通過界面控制進行操作，也可通過云臺鍵盤進行控制；對于施工過程中關鍵工藝或關鍵部位的監(jiān)控可通過遠程控制“上下／左右／變焦／聚焦”更為方便、有效地操作控制。以對象監(jiān)視的方式，采取整體外圍+局部核心的全覆蓋模式，全面而又有針對性地對建筑工地實施監(jiān)視。

圖4 四畫面

圖5 九畫面

圖6 運用云臺控制可清晰地查看鋼筋間距

圖7 遠程查看混凝土澆筑過程中現(xiàn)場施工人員進行振搗

圖8 遠程查看施工振搗

圖9 遠程查看內模板安裝情況

高可靠性、穩(wěn)定性：嵌入式操作系統(tǒng)，硬件選用先進、成熟、可靠產(chǎn)品，具有良好運行業(yè)績。由于模塊化架構的優(yōu)點，系統(tǒng)的視頻采集、編解碼與集中管理分開，降低了故障帶來的全局破壞性，增強了可靠性。例如：當某路視頻信號因出現(xiàn)故障而中斷時，其余各監(jiān)控點的視頻信號并不受其影響。

如圖10:當7、8路無視頻信號時，其他各路視頻信號不受其影響。

圖10 系統(tǒng)的高可靠性、穩(wěn)定性

真正的實時視頻資源。多路視頻輸入保證了每路視頻資源每秒25幀的實時傳送；所有操作均采用WINDOWS標準窗口操作，并使數(shù)據(jù)實時上傳，做到實時性。

告警監(jiān)控功能。通過視頻服務器，用戶能夠接入多種報警信號，包括硬盤滿、視頻信號異常、非法訪問、硬盤錯及網(wǎng)線斷等多種報警。當系統(tǒng)有異常變化時，則在監(jiān)控主機上會及時以聲像報警，并將監(jiān)控現(xiàn)場此后的情景記錄在案。監(jiān)控中心可通過中央監(jiān)控軟件對指定的報警場景進行設置。

易維護性。模塊化、層次化的設計，實現(xiàn)系統(tǒng)易維護，方便升級。

保密性?？稍O置不同等級的使用權限，如需使用，使用者必須通過權限及口令的設定方可有使用權，不同的使用者可獲得的監(jiān)控信息也不相同。

硬件看門狗。視頻服務器遇到意外死機的情況，可自動重新啟動機器，繼續(xù)工作。

4 結束語

隨著建筑信息化管理的日益發(fā)展，視頻監(jiān)控系統(tǒng)因其能實時、形象、真實地反映被監(jiān)控對象的畫面，且整個系統(tǒng)層次分明、硬件簡單、便于操作并具備良好的穩(wěn)定性和安全性，已成為在現(xiàn)代化管理中不可或缺的一部分。其主要目標在于輔助安全生產(chǎn)，有效控制質量，全面監(jiān)控施工現(xiàn)場的運行狀態(tài)，大大減輕工作強度，提高工作效率，增強對工地的監(jiān)管力度，為進一步提高建筑施工質量，規(guī)范建筑施工行為，制止安全事故的發(fā)生提供強有力的幫助。

責任編輯：余詠梅

施工經(jīng)驗

對抗震柱箍筋肢距的思考

現(xiàn)行混凝土結構設計規(guī)范第11．4．15條對抗震結構柱箍筋加密區(qū)內的箍筋肢距作了如下規(guī)定："一級抗震等級不宜大于200mm；二、三級抗震等級不宜大于250mm和20倍箍筋直徑中的較小者；四級抗震等級不宜大于300mm。此外，每隔一根縱向鋼筋宜在兩個方向有箍筋或拉筋約束；當采用拉筋時，拉筋宜緊靠縱向鋼筋并鉤住封閉箍筋"。

對于一級抗震設防的建筑物，一些設計人員為了滿足規(guī)范的要求，在繪制施工圖時，往往只考慮箍筋的肢距不大于200mm，將復合箍筋或拉筋均勻分布。

按此截面布筋圖施工，將使混凝土的澆筑產(chǎn)生困難，難以保證施工質量。因為在澆筑混凝土時，為了防止混凝土分層離析，其從料斗卸落下的自由高度一般不宜超過2m，在混凝土柱或其他豎向結構中澆筑混凝土的高度不得超過3m，否則，需要采用串筒、溜管等下料。若要強行放下串筒或溜管，將會使箍筋出現(xiàn)彎折變形的情況，這恐怕是設計者沒有想到的。

為什么會出現(xiàn)上述一些問題呢？怎樣設置柱的箍筋，使它既滿足設計規(guī)范提出的"箍筋肢距不大于200mm，而又方便施工呢?這里有一個對箍筋肢距如何理解的問題。大多數(shù)設計人員把箍筋肢距理解為："相鄰箍筋之間的水平距離"，從而出現(xiàn)了上述不易施工的箍筋布置方案。

柱的箍筋要在梁高以及梁底和梁頂一定范圍(對一般層高的房屋，梁底和梁頂箍筋加密范圍為500mm)內進行加密，是為了提高柱端塑性鉸的延性，對混凝土進行約束，防止縱向鋼筋壓屈和滿足抗剪承載力的措施。而加密區(qū)段的長度則是據(jù)試驗和震害獲得的塑性鉸區(qū)的長度適當增大確定的；對箍筋的肢距作出規(guī)定，是為了提高塑性鉸區(qū)箍筋對混凝土的約束作用，因此，當箍筋的肢距超過上述規(guī)定時，或柱子各邊縱向受力鋼筋多于3根時，可采用設置復合箍筋的方法來解決，使縱向受力鋼筋每隔一根，在兩個方向都受到約束。這樣既可方便施工，對柱縱向鋼筋的拉結約束也符合要求。

按照這一思路，規(guī)范提出的箍筋“肢距”，應理解為“箍筋對柱縱向鋼筋拉結點之間的水平距離?！?/p>

（摘自：《建筑工人》）

Application of Video Surveillance Systems to Monitor Site Management in Construction of A Huge-Sized Bridge

In the high-risk architectural industry,priorities should be given to safeguard the quality guarantee of the project,personal safety of the working staff,and the property safety concerning the constructive materials and equipments.Therefore,a set of effective on-the-spot site and distance video surveillance system is vital to the construction,to help the managerial authorities know the progress of the site construction,to supervise and control the operation process in construction as well as the safety of both equipment and materials.

video surveillance systems;function and characteristics;the function of system

U455.1

A

1671-9107（2010）11-0014-04

10.3969／j.issn.1671-9107.2010.11.014

2010-8-9

李婷婷（1986-），女，主要從事工程施工工作。