網絡視頻監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，作業面狹長，工程數量分布不均勻，施工組織與管理的工作量大、周期長、安全風險高等特點。隨著科學技術的發展，視頻監控技術作為一種行之有效的安防和自動化管理手段，改變了傳統現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全過程管控，實現了數字化、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、違法案件的發生，降低了安全生產風險，提高了工地治安管理水平，達到了安全生產無事故的建設目標。
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，以少數民族為主要人口，外來參建單位的人員數量遠超當地人員數量，周邊社會環境復雜，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，臨邊鄰水作業風險大等特點。該工程建設單位、設計單位營地距離工區13km，來往工區路途時間代價高，是制約施工生產的重要因素。故在工區布置視頻監控系統，是提高工區治安管理水平、降低安全生產風險、提高辦公效率的一個重要措施。
1視頻監控安裝
1．1視頻監控安裝要求
工程項目需要監控的范圍較廣，包括不同高度的施工面、材料堆放場、施工設備停放點、整個工區的進出道路路口以及整個工區場景情況。整個視頻監控系統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量，對設備的安裝、維護也是一個極大的挑戰。在設備安裝的過程中應該考慮到設備的二次利用，安裝設備時應穩固、防盜且易拆取，充分考慮到工程項目的臨時性、不穩定性。在設備設計時應考慮到成本因素，監控設備的性能、數量應由該工程視頻監控信息獲取的需求來確定［1－3］。
1．2視頻監控安裝部位
結合工程項目安全風險管理、質量過程管控、進度形象把握等方面的需要，對整個工區內狀況進行視頻監控覆蓋，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全流程監控。根據現場勘察及實際需要，選擇在以下3個點位部署視頻監控設備，以實現對施工現場全方位覆蓋的監控。1．2．1上游視頻監控。在工區對岸高線道路景觀臺，建設1臺大場景遠距離視頻監控設備，實現上游工地大場景遠距離的視頻監控管理，當觸發報警時，視頻幀率自動調節成設定值，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、事故發生時的視頻清晰度和定位事故部位的精準度。在工地發生安全事故后有據可查。具體點位及現場測試圖像如圖1所示。1．2．2下游段和工區視頻監控。在下游工區對岸山坡合適位置和工區內各建設安裝1套200萬33倍星光級球機監控，實現對下游施工工區的監控記錄。該監控系統具備以下功能:①運用高靈敏度傳感器，滿足星光級監控需求智能光敏，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，縱向場景下有效監控區域提升一倍，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，攝像機根據霧霾程度，自適應調節透霧等級區域增強(ROI)功能，提高低帶寬網絡環境下重點區域圖像質量定制化OSD。⑦提供多種內容樣式的自定義效果內嵌智能算法，可進行多種行為檢測、異常檢測、智能識別和統計分析、水平方向360°連續旋轉無檢視盲區。具體點位監控及監控效果如圖2所示。
2視頻監控使用者需求分析
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建設單位及監理單位需求分析
建設單位及監理單位的各級管理部門，可以通過接入互聯網PC終端、手機等移動終端，觀看其所管轄區的各個施工面的實時現場情況及存儲中的歷史監控視頻的情況，這樣能到達兩個目標:①通過視頻信息可以對工地現場的安全生產、文明施工、環境保護、疫情防控等情況進行監督，并可通過遠程語音對講、視頻會議系統等與參建各方進行有效溝通，對工程完成質量、工程施工進度進行監控。②利用網絡視頻系統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，通過網絡視頻的實時監控、錄像取證，提高工程建設管理的準確性、動態性、科學性。
2．2設計單位需求分析
設計單位可通過監理單位提供的監控視頻、圖像信息，實時了解現場施工進度形象，對目前已完成工程強度驗算，實時對工程安全進行分析，調整設計參數，提高工程本體安全系數。
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場的視頻監控信息精準有效地管理施工現場，通過儲存的視頻信息，系統科學地分析過往時段出現問題的原因，更好地解決處理發生的問題，對項目部運營有一個全面的統籌和計劃，即使施工單位人員不在工區，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進行訪問。同時后方公司也可以通過該系統對本公司的工程項目遠程操控，可解決企業法人和一線項目部獲取信息不對稱的問題，調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，在后續的企業員工培訓、文化宣傳方面都是不可缺少的寶貴資源。
3系統應用情況
3．1維護工區治安
因公路工程的特點，工區無法形成封閉管理的條件，對工區臨時存放的設施、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、監控工區、錄像取證，不僅可以減少外盜、內盜和內外勾結盜竊的事件發生，亦可在事件發生后，增大項目部追回財產的可能性。
3．2地質災害預警
該項目位于亞熱帶橫斷山脈縱谷區，受地形和高空氣流影響，常年比較濕潤，氣溫的季節變化明顯，降水量比較充沛。在公路工程中，降水是對邊坡安全穩定的最大影響因素，通過視頻監控系統實時了解整個工區降雨及水情情況，針對重點部位重點監測，提高監測效率，抓住地質預警重點。
3．3工區交通管制
該工區車流量大，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，可依據監控實時路況視頻、圖片內容，因材施教，對該工區駕駛員展開高效的培訓教育。視頻監控系統的建立，是整治工區交通秩序，降低事故發生率的極大助力。
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節。經過項目管理體系與視頻監控系統有效結合。項目進度計劃管理人員可實時通過視頻監控系統了解到進度形象，根據日、周、月調整進度情況，及時調整人員配置達到滿足工期要求的目的。
3．5提高工作效率
監控系統信息化的管理，極大降低路途往返次數、快速獲取可視范圍內的一切信息，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視頻監控安裝原則
4．1合理性原則
采用統一的系統標準和通信協議，使整個系統中各個子系統間能互聯互控，充分發揮整個系統的功能。
4．2先進性原則
當前，計算機及通信技術高速發展，使得系統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展，能在系統中不斷融入新技術，使系統始終充滿活力，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、程序缺陷、不良天候等不穩定因素帶來的故障，影響監控設備正常運轉。如發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、工程規模的不斷擴展，對監控設置功能方面的需求將會不斷增大。這就要求本套監控系統具備良好的可擴展性，所以監控系統設計時，必須考慮到未來10a內工程建設行業的需求，以保證在未來擴展其功能階段不會有所障礙。監控系統的組成部分需采用行業標準，各子系統的模塊化設計，在系統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，網絡性能受到網絡節點的增減影響不大。
4．5保密性原則
信息系統安全的問題，是系統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機密、政治因素等重要信息，所以整個系統數據必須安全保密，不存在泄密風險，要嚴格實行操作按級管理，對關鍵性數據實施特殊保護，每一項操作必須有記錄留存，便于調查。建設的圖像傳輸系統必須符合公安部等部門的相關規定，充分考慮整個系統的安全和保密性。
5結語
網絡視頻監控系統以網絡為基礎，采用先進的視頻壓縮技術和網絡傳輸技術，使監控系統實現了信息的數字化、系統的網絡化、應用的多媒體化、管理的智能化，為基于IP網絡的多媒體信息(視頻/音頻/數據)提供一個綜合、完備的管理控制平臺。本文根據TB水電站進場公路工程項目管理的特點、監控信息的需求以及監控安裝的原則，設計了適用于該工程的網絡視頻監控系統架構，并進行了系統功能設計。基于網絡的工程項目視頻監控信息系統，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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［2］朱先任．網絡視頻監控系統在水利工程搶險中的的應用［J］．人民黃河，2021，43(增1):38－39．
［3］何煒，王皓，何佳穎，等．視頻監控技術在電網基建工程管理中的應用［J］．輕工科技，2021，37(6):61－62．
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
