港珠澳大橋集成監控調試技術的研究與應用

聶春輝

摘 要 港珠澳大橋交通工程包含子系統眾多，同時與港、澳及珠海三方業務進行數據互通。建立集成監控平臺來統籌管理各子系統，能夠保障系統的穩定運行。為縮短后期平臺與各設備連接的調試時間，以寶信iCentroView5.0作為集成平臺，利用BIM建立港珠澳項目設備運行模型，提前發現并解決調試階段的兼容性問題，為后期作技術儲備。

關鍵詞 港珠澳大橋;集成監控;調試;設備兼容性;BIM

引言

港珠澳大橋交通工程包含子系統眾多，同時與港、澳及珠海三方業務進行數據互通。為保障港珠澳大橋的穩定運行，建立集成監控平臺來統籌管理各分支是十分必要的。目前在高速監控系統領域，美、加、歐、日等國家走在世界前列。由于我國地理條件多變，交通組成復雜，在學習國外先進經驗的同時必須結合我國國情，研究適合國情的集成監控平臺，而國內的高速公路機電系統還未將各子系統全部納入一個集成監控平臺的案例，因此無實例可借鑒。

1港珠澳大橋系統集成監控平臺的模型搭建

港珠澳大橋交通工程包括系統集成、監控、通信、收費、照明、給排水、通風、消防、供配電等12個子系統，各子系統緊密相連。同時，還需與結構健康監測系統、除濕機子系統、港方業務、澳方業務及珠海方業務進行接口連接及數據互通。

該平臺以寶信iCentroView5.0作為集成平臺，結合與BIM三維圖像輸出的簡要三維模型做綜合展示，納入的有通風子系統、給排水子系統、供配電子系統、環境氣象監測子系統、交通信號子系統、交通誘導子系統、視頻檢測子系統、微波檢測子系統、車牌識別子系統、照明監控子系統、視頻監控子系統等子系統[1]。

2集成監控平臺與接入設備的兼容性問題

2.1 環境監測設備與通風控制

（1）問題分析

通風系統在正常運營工況下用于維持行車孔內駕車環境的安全性及舒適性需求，集成監控平臺通過隧道環境監測設備采集風速大小、CO、VI、NO2含量，根據通風聯動控制預案啟動風機、風閥。

經測試，存在的問題表現在三個方面：環境監測設備數值無變化;位置相近的風速風向檢測器風向相反;環境監測設備數值錯誤。

（2）解決方案

為查找原因，現場通過數據線與裝有專用軟件的電腦連接，利用此軟件對探頭檢測的數據進行處理和計算，并通過軟件對NO、CO、VI檢測器進行校直、標定、增益調節、故障診斷等一系列設置，并記錄區段內的數值;再在本地控制器端用萬用表讀取傳輸電流，發現部分設備電流無變化、本地控制器端測得的電流出現跳變的情況。

經觀察后發現，屏蔽控制電纜在接入本地控制器前與供電電纜一起出現，可能受到電磁干擾。檢查屏蔽電纜屏蔽層接地情況，并無問題。之后接入信號隔離器，信號隔離器可抑制高、低頻信號的干擾。接入后，現場測量設備端電流數值與本地控制器端電流數值無較大偏差、無跳變情況。

位置相近的風速風向檢測器風向相反是因為，檢測器前后有新增設備擋住風;NO、CO、VI檢測器發射機與接收機之間也有新增設備[2]。

2.2 視頻卡頓或黑屏

（1）問題分析

視頻卡頓或黑屏表現為三方面：大屏顯示的某個或多個視頻圖像不流暢，存在卡頓現象;大屏出現整體黑屏，之后又自動恢復;大屏出現某路圖像始終黑屏，無法投屏。

按照該路由的順序從后向前排查問題的根源，每個問題單獨分析。

①解碼器端排查

在海康解碼器上進行抓包，抓包文件提取出的視頻，采用播放器進行播放，無卡頓無跳秒，說明解碼器在抓包的時間段內收到的視頻流是正常的，可以推測在發生卡頓時，沒有發生視頻丟包，網絡是正常的。

在一臺上墻畫面的解碼器上查看解碼狀態，發現存在幀數跳變，偶爾會出現0幀率和100+幀率的情況，且已解碼視頻幀的數量一直較少，沒有觀察到上千的情況出現，這對應了上墻畫面卡頓跳秒現象。由此調出視頻流IO圖像進行觀察，如圖1所示。

②大屏解碼服務程序排查

通過在大屏解碼服務程序增加日志，發現問題是由狀態顯示界面模塊造成的，該模塊在寫視頻文件時，會影響發送給海康解碼器的視頻流的均勻性。

針對該模塊寫視頻文件的問題，修改寫視頻文件方式，依舊保留狀態顯示界面模塊原有功能。起初視頻播放正常，運行幾天后出現卡頓，依舊由視頻流寫文件造成。于是將視頻流寫文件的大小縮短，運行一段時間后依然存在卡頓情況，最后在不影響大屏上墻顯示的前提下，將狀態顯示界面模塊刪除。

當在網絡波動時，視頻轉發服務到大屏解碼服務之間的連接狀態出現異常，導致某路圖像黑屏。在此情況下，關閉當前大屏解碼器服務端這一路所有打開的視頻，重新建立連接，使該路的所有圖像投上屏幕。

同一路視頻在大屏的多塊窗口同時顯示時，此時網絡波動，因為只關閉了該路圖像的其中一個窗口，沒有同時關閉當前大屏解碼器服務端該路視頻的多個，程序無法建立重連，進而導致該路圖像的一個窗口始終黑屏，無法投屏。

（2）解決方案

通過上述分析，做出及時的調整與改進。針對問題一，刪除狀態顯示界面模塊，協調海康解碼器廠家進行固件版本升級;針對問題二，刪除狀態顯示界面模塊即可;針對問題三，監控平臺每30秒自動進行一次檢測，檢測是否有視頻黑屏，且該路圖像的所有打開的視頻都是黑屏。如都是黑屏，將關閉當前大屏解碼器服務端的同一路所有打開的視頻，重新建立連接，該路圖像被恢復，否則不做處理[3]。

3結束語

通過對集成監控調試技術的研究，解決了大屏解碼圖像卡頓、集成軟件解碼異常、環境數據不準影響通風控制等問題。建立了港珠澳項目設備運行模型，提前發現并解決聯調聯試階段的技術難題，為后期聯調聯試進行技術儲備，優化了技術方案，極大縮短了交通工程聯調聯試時間，保障了項目的正常交工驗收及試運營。為后續類似工程積累經驗提供借鑒，豐富和發展我國在高速公路機電設施系統集成方面的研究與應用。

參考文獻

[1] 范雙成.高速公路全程視頻監控模式及技術研究[D].西安：長安大學，2001.

[2] 羅世蘭，朱其義.高速公路機電設備故障成因及預防控制措施[J].西部交通科技，2011，（5）：135-138.

[3] 尚青青.多場所多路高清視頻監控中心的設計與實現[D].南京：南京郵電大學，2013.