河北省茅荊壩(蒙冀界)至承德公路施工現場視頻監控系統

陳小輝，趙海濤

(中交公路規劃設計院有限公司)

1 項目背景

本項目位于河北省承德市北部，是《國家高速公路網規劃》中“大慶～廣州公路(Z5)”的重要組成部分，也是河北省高速公路“五縱六橫七條線”規劃中的“第一縱”，由主線和圍場支線組成。主線起自蒙冀交界的茅荊壩，與京承高速公路相接。圍場支線起自主線大廟互通立交，接圍場縣城城市道路。

本項目路線全長181.694 km，其中主線長111.237 km，圍場支線，長度為70.457 km。

為了提高工程的管理效率，河北省高速公路承赤籌建處決定在工地沿線采用無線技術構成的工地監控，本項目視頻監控工程主要是對承赤高速公路修筑情況做實時監控，監控的主要對象是隧道洞口、高填深挖、集中預制場、高橋墩等存在安全隱患的重點、關鍵部位。

2 管理體制

本項目視頻監控系統管理模式為籌建處—各項目部駐地監控室—外場設備。本項目由河北省承赤高速公路籌建處負責全線的視頻監控業務，在各項目部駐地分別設置監控室，負責管理本合同段內的視頻監控。

3 施工現場視頻監控系統功能

(1)可以調用存儲30 d以上的錄像，錄像資料可以按時間段轉存，刻錄光盤存儲。

(2)籌建處、籌建處工程分部和項目部通過PC/視頻監控專用主機都可以查看前端監控圖像;可以調用監控錄像，可按任意時間調看。

(3)具有良好的擴容能力;本方案設計的無線傳輸設備，中繼設備等不用更換設備的同時具有擴容監控攝像機功能，項目部可以隨時在未具備安裝監控的地方進行增加視頻監控設備等;

4 施工現場視頻監控系統方案

前端視頻設備采用遙控攝像機，使用視頻編碼器，完成模擬視頻信號的視頻編碼。通過傳輸系統上傳至承赤高速各標段項目部。

各項目監控室可以通過在服務器上安裝的管理軟件即可以在視頻服務器上管理和控制，可以多畫面的管理，并且可以控制云臺的左右轉動，鏡頭焦距的調整，視頻圖像的存儲。

4.1 施工現場監控視頻傳方案

本項目視頻傳輸采用視頻纜直傳、5.8G專用無線網絡和無線網絡傳輸3種種方案。外場攝像機至各項目部較近的采用視頻纜直傳方式;外場攝像機位于3G公用無線網絡范圍內的采用3G公用無線網絡傳輸方式;外場攝像機距項目部較遠且不在3G公用無線網絡覆蓋范圍內的，采用5.8G無線傳輸設備+中繼設備組成專用無線網絡的傳輸方式。

(1)采用視頻直傳的方式即攝像機連接視頻線進相應項目部的視頻監控主機，通過項目部監控室的PC機訪問視頻監控主機來實現瀏覽前端對應的圖像。如圖1所示。

圖1 視頻直傳的方式傳輸

(2)采用無線網橋的方式為攝像機連接視頻編碼器，通過無線網橋傳到對應項目部的視頻監控主機，通過項目部監控室的PC機訪問視頻監控主機來實現瀏覽前端對應的圖像，如圖2所示。因為傳輸為編碼后的數據，所以要求前端的視頻編碼器和后端的視頻監控主機為同一品牌的設備。

圖2 無線網橋的方式傳輸

(3)采用3G的方式傳輸:攝像機連接帶存儲功能的3G視頻編碼器，通過3G網傳輸進籌建處的視頻管理工作。目前的3G網絡傳輸技術，前端均沒有固定的IP地址，這樣的條件限制下，導致了前端視頻圖像連接不了項目部的視頻監控主機，針對這種情況，海康威視開發的視頻監控集中管理平臺軟件采用前端主動找平臺的技術確保前端的3G視頻編碼器可以及時的注冊到平臺，視頻工作站需要注冊公網中的固定IP地址。

圖3 3G的方式傳輸

4.2 各項目部閉路電視系統

在各項目部設置一臺視頻監控專用主機和1臺22寸液晶顯示器，在施工現場設置攝像機實施采集現場的視頻信號，上傳至各項目部后通過視頻以太網交換機接入視頻監控專用主機，通過監控主機可在顯示器切換任一路圖像，并對上傳視頻進行存儲，每路圖像存儲一個月時間(按30 d×24 h計)。

4.3 河北省茅荊壩(蒙冀界)至承德公路籌建處閉路電視系統

項目部閉路電視系統將外場上傳的視頻信號通過各項目部現有的互聯網，上傳到河北省茅荊壩(蒙冀界)至承德公路籌建處，籌建處視頻管理計算機需配置固定IP。籌建處及分部可通過互聯網登陸各項目部的視頻監控主機查詢各路視頻的錄像。

管理工作站需要在公網里有固定的IP地址，在管理工作站安裝視頻監控集中管理平臺軟件，管理工作站除了直接接入3G傳回來的視頻圖像外，還接入前端各項目部通過視頻監控傳過來的視頻圖像。

該管理工作站部署好后，應用軟件可以按照用戶名和密碼來分配權限，有權限的人員可以通過公網在任一電腦或者智能手機(需要支持塞班、安桌、蘋果操作系統中一種)瀏覽到對應權限的前端圖像。

圖4 閉路電視系統

4.4 各標段監控點設置

一標段監控點設置方案。

承赤高速公路一標段共有6個監控點，分別是扁擔溝隧道口、3#梁廠、拌合站、2#梁廠、壩堤溝特大橋、茅荊壩隧道口。

二標段監控點設置。

承赤高速二標段共有6個監控點，分別是大廟梁廠、大廟互通、過河口橋尾、過河口隧道、七家互通、七家梁廠。

三標段監控點設置方案。

承赤高速三標段共有個6監控點，分別是兩家隧道、兩家互通、項目部、崗子隧道、木匠溝大橋、曹家溝隧道。

七標段監控點設置方案。

承赤高速七標段共有六個監控點，分別是雙峰寺互通區、五列河特大橋、6標梁廠、雙峰寺服務區、小井大橋拌合站、小井大橋梁廠。

九標段監控點設置方案。

承赤高速九標段共有6個監控點，分別是大樹溝隧道口和拌合站、瀝青拌合站、松樹溝大橋、橋頭河梁廠。

十一標段監控點設置方案。

承赤高速十一標段共有6個監控點，分別是灤河大橋橋尾、梁廠、灤河大橋橋頭、梁廠、西平臺隧道口、瀝青拌合站。

十五標段監控點設置方案。

承赤高速十五標段共有4個監控點，分別是梁廠、蘭旗卡倫互通、瀝青拌合站、水穩拌合站。

十八標段監控點設置方案。

承赤高速十八標段共有4個監控點，分別是李家營2號隧道出口、拌合站、梁廠、四合永收費站。

4.5 視頻監控集中管理平臺軟件

(1)平臺整體構架。

軟件采用了在J2EE三層體系結構基礎上構建的面向業務的四層體系結構，如圖5所示。

圖5 平臺整體構架

(2)聯網系統信息傳輸。

系統在進行視音頻傳輸及控制時應建立兩個傳輸通道:信令/控制通道和視音頻流通道;經過壓縮的視音頻采用流媒體協議RTP/RTCP傳輸。

4.6 外場設備供電

施工現場監控外場攝像及5.8G無線傳輸中繼設備機采用就近取電原則，并設置監控配電箱;無電源情況下采用太陽能供電。

太陽能供電系統采用全天候太陽能組件和全模塊化結構的電力轉換器，以及免維護電池組構成。整個系統安裝簡便，擴充容易，系統所需維護及少，而且日常維護工作應由非熟練工人擔任。

5 小結

建施工現場視頻監控將計算機網絡、通信技術、決策支持系統等高科技手段融為一體，幫助安全監管部門、監理單位和施工單位及時掌握安全管理、文明施工及治安管理狀況，對違章作業人員以威攝作用，有效促進施工現場提高安全文明施工水平。因此，加強遠程監控的建設和管理，對于推動施工現場管理方式是質的飛躍。