港珠澳大橋集成監(jiān)控調(diào)試技術(shù)的研究與應(yīng)用

聶春輝

摘 要 港珠澳大橋交通工程包含子系統(tǒng)眾多，同時(shí)與港、澳及珠海三方業(yè)務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)互通。建立集成監(jiān)控平臺(tái)來統(tǒng)籌管理各子系統(tǒng)，能夠保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。為縮短后期平臺(tái)與各設(shè)備連接的調(diào)試時(shí)間，以寶信iCentroView5.0作為集成平臺(tái)，利用BIM建立港珠澳項(xiàng)目設(shè)備運(yùn)行模型，提前發(fā)現(xiàn)并解決調(diào)試階段的兼容性問題，為后期作技術(shù)儲(chǔ)備。

關(guān)鍵詞 港珠澳大橋;集成監(jiān)控;調(diào)試;設(shè)備兼容性;BIM

引言

港珠澳大橋交通工程包含子系統(tǒng)眾多，同時(shí)與港、澳及珠海三方業(yè)務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)互通。為保障港珠澳大橋的穩(wěn)定運(yùn)行，建立集成監(jiān)控平臺(tái)來統(tǒng)籌管理各分支是十分必要的。目前在高速監(jiān)控系統(tǒng)領(lǐng)域，美、加、歐、日等國(guó)家走在世界前列。由于我國(guó)地理?xiàng)l件多變，交通組成復(fù)雜，在學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)必須結(jié)合我國(guó)國(guó)情，研究適合國(guó)情的集成監(jiān)控平臺(tái)，而國(guó)內(nèi)的高速公路機(jī)電系統(tǒng)還未將各子系統(tǒng)全部納入一個(gè)集成監(jiān)控平臺(tái)的案例，因此無實(shí)例可借鑒。

1港珠澳大橋系統(tǒng)集成監(jiān)控平臺(tái)的模型搭建

港珠澳大橋交通工程包括系統(tǒng)集成、監(jiān)控、通信、收費(fèi)、照明、給排水、通風(fēng)、消防、供配電等12個(gè)子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)緊密相連。同時(shí)，還需與結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、除濕機(jī)子系統(tǒng)、港方業(yè)務(wù)、澳方業(yè)務(wù)及珠海方業(yè)務(wù)進(jìn)行接口連接及數(shù)據(jù)互通。

該平臺(tái)以寶信iCentroView5.0作為集成平臺(tái)，結(jié)合與BIM三維圖像輸出的簡(jiǎn)要三維模型做綜合展示，納入的有通風(fēng)子系統(tǒng)、給排水子系統(tǒng)、供配電子系統(tǒng)、環(huán)境氣象監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、交通信號(hào)子系統(tǒng)、交通誘導(dǎo)子系統(tǒng)、視頻檢測(cè)子系統(tǒng)、微波檢測(cè)子系統(tǒng)、車牌識(shí)別子系統(tǒng)、照明監(jiān)控子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)等子系統(tǒng)[1]。

2集成監(jiān)控平臺(tái)與接入設(shè)備的兼容性問題

2.1 環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備與通風(fēng)控制

（1）問題分析

通風(fēng)系統(tǒng)在正常運(yùn)營(yíng)工況下用于維持行車孔內(nèi)駕車環(huán)境的安全性及舒適性需求，集成監(jiān)控平臺(tái)通過隧道環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備采集風(fēng)速大小、CO、VI、NO2含量，根據(jù)通風(fēng)聯(lián)動(dòng)控制預(yù)案啟動(dòng)風(fēng)機(jī)、風(fēng)閥。

經(jīng)測(cè)試，存在的問題表現(xiàn)在三個(gè)方面：環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備數(shù)值無變化;位置相近的風(fēng)速風(fēng)向檢測(cè)器風(fēng)向相反;環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備數(shù)值錯(cuò)誤。

（2）解決方案

為查找原因，現(xiàn)場(chǎng)通過數(shù)據(jù)線與裝有專用軟件的電腦連接，利用此軟件對(duì)探頭檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計(jì)算，并通過軟件對(duì)NO、CO、VI檢測(cè)器進(jìn)行校直、標(biāo)定、增益調(diào)節(jié)、故障診斷等一系列設(shè)置，并記錄區(qū)段內(nèi)的數(shù)值;再在本地控制器端用萬用表讀取傳輸電流，發(fā)現(xiàn)部分設(shè)備電流無變化、本地控制器端測(cè)得的電流出現(xiàn)跳變的情況。

經(jīng)觀察后發(fā)現(xiàn)，屏蔽控制電纜在接入本地控制器前與供電電纜一起出現(xiàn)，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(hào)隔離器，信號(hào)隔離器可抑制高、低頻信號(hào)的干擾。接入后，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量設(shè)備端電流數(shù)值與本地控制器端電流數(shù)值無較大偏差、無跳變情況。

位置相近的風(fēng)速風(fēng)向檢測(cè)器風(fēng)向相反是因?yàn)椋瑱z測(cè)器前后有新增設(shè)備擋住風(fēng);NO、CO、VI檢測(cè)器發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間也有新增設(shè)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(xiàn)為三方面：大屏顯示的某個(gè)或多個(gè)視頻圖像不流暢，存在卡頓現(xiàn)象;大屏出現(xiàn)整體黑屏，之后又自動(dòng)恢復(fù);大屏出現(xiàn)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(gè)問題單獨(dú)分析。

①解碼器端排查

在海康解碼器上進(jìn)行抓包，抓包文件提取出的視頻，采用播放器進(jìn)行播放，無卡頓無跳秒，說明解碼器在抓包的時(shí)間段內(nèi)收到的視頻流是正常的，可以推測(cè)在發(fā)生卡頓時(shí)，沒有發(fā)生視頻丟包，網(wǎng)絡(luò)是正常的。

在一臺(tái)上墻畫面的解碼器上查看解碼狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)存在幀數(shù)跳變，偶爾會(huì)出現(xiàn)0幀率和100+幀率的情況，且已解碼視頻幀的數(shù)量一直較少，沒有觀察到上千的情況出現(xiàn)，這對(duì)應(yīng)了上墻畫面卡頓跳秒現(xiàn)象。由此調(diào)出視頻流IO圖像進(jìn)行觀察，如圖1所示。

②大屏解碼服務(wù)程序排查

通過在大屏解碼服務(wù)程序增加日志，發(fā)現(xiàn)問題是由狀態(tài)顯示界面模塊造成的，該模塊在寫視頻文件時(shí)，會(huì)影響發(fā)送給海康解碼器的視頻流的均勻性。

針對(duì)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(tài)顯示界面模塊原有功能。起初視頻播放正常，運(yùn)行幾天后出現(xiàn)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(yùn)行一段時(shí)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(tài)顯示界面模塊刪除。

當(dāng)在網(wǎng)絡(luò)波動(dòng)時(shí)，視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)到大屏解碼服務(wù)之間的連接狀態(tài)出現(xiàn)異常，導(dǎo)致某路圖像黑屏。在此情況下，關(guān)閉當(dāng)前大屏解碼器服務(wù)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(shí)顯示時(shí)，此時(shí)網(wǎng)絡(luò)波動(dòng)，因?yàn)橹魂P(guān)閉了該路圖像的其中一個(gè)窗口，沒有同時(shí)關(guān)閉當(dāng)前大屏解碼器服務(wù)端該路視頻的多個(gè)，程序無法建立重連，進(jìn)而導(dǎo)致該路圖像的一個(gè)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(shí)的調(diào)整與改進(jìn)。針對(duì)問題一，刪除狀態(tài)顯示界面模塊，協(xié)調(diào)海康解碼器廠家進(jìn)行固件版本升級(jí);針對(duì)問題二，刪除狀態(tài)顯示界面模塊即可;針對(duì)問題三，監(jiān)控平臺(tái)每30秒自動(dòng)進(jìn)行一次檢測(cè)，檢測(cè)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(guān)閉當(dāng)前大屏解碼器服務(wù)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(fù)，否則不做處理[3]。

3結(jié)束語

通過對(duì)集成監(jiān)控調(diào)試技術(shù)的研究，解決了大屏解碼圖像卡頓、集成軟件解碼異常、環(huán)境數(shù)據(jù)不準(zhǔn)影響通風(fēng)控制等問題。建立了港珠澳項(xiàng)目設(shè)備運(yùn)行模型，提前發(fā)現(xiàn)并解決聯(lián)調(diào)聯(lián)試階段的技術(shù)難題，為后期聯(lián)調(diào)聯(lián)試進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備，優(yōu)化了技術(shù)方案，極大縮短了交通工程聯(lián)調(diào)聯(lián)試時(shí)間，保障了項(xiàng)目的正常交工驗(yàn)收及試運(yùn)營(yíng)。為后續(xù)類似工程積累經(jīng)驗(yàn)提供借鑒，豐富和發(fā)展我國(guó)在高速公路機(jī)電設(shè)施系統(tǒng)集成方面的研究與應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 范雙成.高速公路全程視頻監(jiān)控模式及技術(shù)研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2001.

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

[3] 尚青青.多場(chǎng)所多路高清視頻監(jiān)控中心的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].南京：南京郵電大學(xué)，2013.