網(wǎng)絡視頻監(jiān)控在公路工程中應用
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摘要:公路工程具有施工流動性大，臨時工程多，作業(yè)面狹長，工程數(shù)量分布不均勻，施工組織與管理的工作量大、周期長、安全風險高等特點。隨著科學技術的發(fā)展，視頻監(jiān)控技術作為一種行之有效的安防和自動化管理手段，改變了傳統(tǒng)現(xiàn)場決策及實施的模式，全過程、全方位、全覆蓋可視化建設及安全生產(chǎn)全過程管控，實現(xiàn)了數(shù)字化、信息化、可視化管理。通過對云南省TB水電站進場公路工程全施工期的研究，表明目前已有效打擊了違章、違法案件的發(fā)生，降低了安全生產(chǎn)風險，提高了工地治安管理水平，達到了安全生產(chǎn)無事故的建設目標。
關鍵詞:網(wǎng)絡視頻監(jiān)控;可視化;公路工程;云南省
0引言
TB水電站位于云南省西北部，滇、藏、川3省交界處的藏族自治州，以少數(shù)民族為主要人口，外來參建單位的人員數(shù)量遠超當?shù)厝藛T數(shù)量，周邊社會環(huán)境復雜，治安管理難度高。工程包含2條永久道路、4條臨時道路和1座橋梁，線路全長約7．5km，施工工期為19個月。具有工程點多、線長、面廣、上下交叉施工干擾嚴重，邊坡高巖層破碎易坍塌，臨邊鄰水作業(yè)風險大等特點。該工程建設單位、設計單位營地距離工區(qū)13km，來往工區(qū)路途時間代價高，是制約施工生產(chǎn)的重要因素。故在工區(qū)布置視頻監(jiān)控系統(tǒng)，是提高工區(qū)治安管理水平、降低安全生產(chǎn)風險、提高辦公效率的一個重要措施。
1視頻監(jiān)控安裝
1．1視頻監(jiān)控安裝要求
工程項目需要監(jiān)控的范圍較廣，包括不同高度的施工面、材料堆放場、施工設備停放點、整個工區(qū)的進出道路路口以及整個工區(qū)場景情況。整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)必須要有全面全局掌握、局部重點把控，以及可遠程操控的能力。由于工程項目全部屬于露天施工，環(huán)境變化特別大，因此灰塵、噪音、振動、不良天候等因素都會影響到獲取視音頻信息的質(zhì)量，對設備的安裝、維護也是一個極大的挑戰(zhàn)。在設備安裝的過程中應該考慮到設備的二次利用，安裝設備時應穩(wěn)固、防盜且易拆取，充分考慮到工程項目的臨時性、不穩(wěn)定性。在設備設計時應考慮到成本因素，監(jiān)控設備的性能、數(shù)量應由該工程視頻監(jiān)控信息獲取的需求來確定［1－3］。
1．2視頻監(jiān)控安裝部位
結合工程項目安全風險管理、質(zhì)量過程管控、進度形象把握等方面的需要，對整個工區(qū)內(nèi)狀況進行視頻監(jiān)控覆蓋，以此滿足工地全過程、全方位、全覆蓋可視化建設及安全生產(chǎn)全流程監(jiān)控。根據(jù)現(xiàn)場勘察及實際需要，選擇在以下3個點位部署視頻監(jiān)控設備，以實現(xiàn)對施工現(xiàn)場全方位覆蓋的監(jiān)控。1．2．1上游視頻監(jiān)控。在工區(qū)對岸高線道路景觀臺，建設1臺大場景遠距離視頻監(jiān)控設備，實現(xiàn)上游工地大場景遠距離的視頻監(jiān)控管理，當觸發(fā)報警時，視頻幀率自動調(diào)節(jié)成設定值，同時還有防抖動、自動雨刷、精準識別人體輪廓等功能，保證存儲空間利用效率、事故發(fā)生時的視頻清晰度和定位事故部位的精準度。在工地發(fā)生安全事故后有據(jù)可查。具體點位及現(xiàn)場測試圖像如圖1所示。1．2．2下游段和工區(qū)視頻監(jiān)控。在下游工區(qū)對岸山坡合適位置和工區(qū)內(nèi)各建設安裝1套200萬33倍星光級球機監(jiān)控，實現(xiàn)對下游施工工區(qū)的監(jiān)控記錄。該監(jiān)控系統(tǒng)具備以下功能:①運用高靈敏度傳感器，滿足星光級監(jiān)控需求智能光敏，日夜切換更精準。②基于H．265的超級265編碼算法，使編碼壓縮效率更高。③智能紅外補光，補光距離達150m，夜間圖像更勻稱清晰。④鏡頭圖像顯示呈9∶16的走廊模式，縱向場景下有效監(jiān)控區(qū)域提升一倍，提高單機圖像資源利用率。⑤采用三碼流套餐，滿足不同帶寬及幀率的實時流、存儲流需求。⑥支持自適應透霧，攝像機根據(jù)霧霾程度，自適應調(diào)節(jié)透霧等級區(qū)域增強(ROI)功能，提高低帶寬網(wǎng)絡環(huán)境下重點區(qū)域圖像質(zhì)量定制化OSD。⑦提供多種內(nèi)容樣式的自定義效果內(nèi)嵌智能算法，可進行多種行為檢測、異常檢測、智能識別和統(tǒng)計分析、水平方向360°連續(xù)旋轉無檢視盲區(qū)。具體點位監(jiān)控及監(jiān)控效果如圖2所示。
2視頻監(jiān)控使用者需求分析
因參建單位眾多，包括建設單位、施工單位、設計單位、監(jiān)理單位等，各單位是目標對象、管理模式、運作程序各不相同的獨立組織，因此，各單位在工程管理過程中把控重點也各不相同。
2．1建設單位及監(jiān)理單位需求分析
建設單位及監(jiān)理單位的各級管理部門，可以通過接入互聯(lián)網(wǎng)PC終端、手機等移動終端，觀看其所管轄區(qū)的各個施工面的實時現(xiàn)場情況及存儲中的歷史監(jiān)控視頻的情況，這樣能到達兩個目標:①通過視頻信息可以對工地現(xiàn)場的安全生產(chǎn)、文明施工、環(huán)境保護、疫情防控等情況進行監(jiān)督，并可通過遠程語音對講、視頻會議系統(tǒng)等與參建各方進行有效溝通，對工程完成質(zhì)量、工程施工進度進行監(jiān)控。②利用網(wǎng)絡視頻系統(tǒng)可全面提高工作效率，可隨時隨地組織各參建單位討論解決工程相關問題，提高工程管理過程中的容錯率，通過網(wǎng)絡視頻的實時監(jiān)控、錄像取證，提高工程建設管理的準確性、動態(tài)性、科學性。
2．2設計單位需求分析
設計單位可通過監(jiān)理單位提供的監(jiān)控視頻、圖像信息，實時了解現(xiàn)場施工進度形象，對目前已完成工程強度驗算，實時對工程安全進行分析，調(diào)整設計參數(shù)，提高工程本體安全系數(shù)。
2．3施工單位需求分析
施工單位的各級管理層同樣也可通過施工現(xiàn)場的視頻監(jiān)控信息精準有效地管理施工現(xiàn)場，通過儲存的視頻信息，系統(tǒng)科學地分析過往時段出現(xiàn)問題的原因，更好地解決處理發(fā)生的問題，對項目部運營有一個全面的統(tǒng)籌和計劃，即使施工單位人員不在工區(qū)，亦可通過手機、筆記本等移動端對項目視頻信息在授權范圍內(nèi)進行訪問。同時后方公司也可以通過該系統(tǒng)對本公司的工程項目遠程操控，可解決企業(yè)法人和一線項目部獲取信息不對稱的問題，調(diào)解資源利用不平衡和配置水平不對等的情況。同時，在工程項目施工視頻信息積累也是永遠的知識財富，在后續(xù)的企業(yè)員工培訓、文化宣傳方面都是不可缺少的寶貴資源。
3系統(tǒng)應用情況
3．1維護工區(qū)治安
因公路工程的特點，工區(qū)無法形成封閉管理的條件，對工區(qū)臨時存放的設施、設備、材料管理留下極大安全隱患，通過24h不間斷地視頻巡查、監(jiān)控工區(qū)、錄像取證，不僅可以減少外盜、內(nèi)盜和內(nèi)外勾結盜竊的事件發(fā)生，亦可在事件發(fā)生后，增大項目部追回財產(chǎn)的可能性。
3．2地質(zhì)災害預警
該項目位于亞熱帶橫斷山脈縱谷區(qū)，受地形和高空氣流影響，常年比較濕潤，氣溫的季節(jié)變化明顯，降水量比較充沛。在公路工程中，降水是對邊坡安全穩(wěn)定的最大影響因素，通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)實時了解整個工區(qū)降雨及水情情況，針對重點部位重點監(jiān)測，提高監(jiān)測效率，抓住地質(zhì)預警重點。
3．3工區(qū)交通管制
該工區(qū)車流量大，車輛種類多，高峰期跨度長。利用高清探頭緊盯各類違法交通行為，對違章駕駛員起到震懾作用。另外，可依據(jù)監(jiān)控實時路況視頻、圖片內(nèi)容，因材施教，對該工區(qū)駕駛員展開高效的培訓教育。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建立，是整治工區(qū)交通秩序，降低事故發(fā)生率的極大助力。
3．4工程進度管理
進度管理是項目管理的核心，也是確保工程能夠如期交付的關鍵環(huán)節(jié)。經(jīng)過項目管理體系與視頻監(jiān)控系統(tǒng)有效結合。項目進度計劃管理人員可實時通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)了解到進度形象，根據(jù)日、周、月調(diào)整進度情況，及時調(diào)整人員配置達到滿足工期要求的目的。
3．5提高工作效率
監(jiān)控系統(tǒng)信息化的管理，極大降低路途往返次數(shù)、快速獲取可視范圍內(nèi)的一切信息，極大提高人力、物力使用效率;達到管理工作中宏觀掌控和微觀取證的效果。
4視頻監(jiān)控安裝原則
4．1合理性原則
采用統(tǒng)一的系統(tǒng)標準和通信協(xié)議，使整個系統(tǒng)中各個子系統(tǒng)間能互聯(lián)互控，充分發(fā)揮整個系統(tǒng)的功能。
4．2先進性原則
當前，計算機及通信技術高速發(fā)展，使得系統(tǒng)的設計不但要考慮充分利用當前的最新技術，而且還必須考慮隨著技術的進一步發(fā)展，能在系統(tǒng)中不斷融入新技術，使系統(tǒng)始終充滿活力，保持一定的先進性。
4．3可靠性原則
從硬件和軟件兩個方面解決如斷電、斷網(wǎng)、程序缺陷、不良天候等不穩(wěn)定因素帶來的故障，影響監(jiān)控設備正常運轉。如發(fā)生故障也必須做到能快速恢復其性能。所有設計必須有備用方案，保證每日24h都能正常運行。
4．4擴展性原則
隨著軟件和硬件的不斷升級、工程規(guī)模的不斷擴展，對監(jiān)控設置功能方面的需求將會不斷增大。這就要求本套監(jiān)控系統(tǒng)具備良好的可擴展性，所以監(jiān)控系統(tǒng)設計時，必須考慮到未來10a內(nèi)工程建設行業(yè)的需求，以保證在未來擴展其功能階段不會有所障礙。監(jiān)控系統(tǒng)的組成部分需采用行業(yè)標準，各子系統(tǒng)的模塊化設計，在系統(tǒng)擴展階段可以直接拼接的方式增添新的功能;特別是硬件部分，新老硬件能有充足的過渡，未來硬件軟件的更新過渡更平滑，網(wǎng)絡性能受到網(wǎng)絡節(jié)點的增減影響不大。
4．5保密性原則
信息系統(tǒng)安全的問題，是系統(tǒng)建設中一個考慮的關鍵，由于工程皆有保密要求，對于工程本身以及工法運用都涉及商業(yè)機密、政治因素等重要信息，所以整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)必須安全保密，不存在泄密風險，要嚴格實行操作按級管理，對關鍵性數(shù)據(jù)實施特殊保護，每一項操作必須有記錄留存，便于調(diào)查。建設的圖像傳輸系統(tǒng)必須符合公安部等部門的相關規(guī)定，充分考慮整個系統(tǒng)的安全和保密性。
5結語
網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)以網(wǎng)絡為基礎，采用先進的視頻壓縮技術和網(wǎng)絡傳輸技術，使監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了信息的數(shù)字化、系統(tǒng)的網(wǎng)絡化、應用的多媒體化、管理的智能化，為基于IP網(wǎng)絡的多媒體信息(視頻/音頻/數(shù)據(jù))提供一個綜合、完備的管理控制平臺。本文根據(jù)TB水電站進場公路工程項目管理的特點、監(jiān)控信息的需求以及監(jiān)控安裝的原則，設計了適用于該工程的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)架構，并進行了系統(tǒng)功能設計?；诰W(wǎng)絡的工程項目視頻監(jiān)控信息系統(tǒng)，將為該工程的管理帶來便捷，為工程的安全高效運行保駕護航。
參考文獻:
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作者:楊揚 李乃利 曹虎 單位:中國安能集團第一工程局有限公司
