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監(jiān)控知識

       高速公路是衡量一個國家公路交通現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志之一。盡管我國高速公路起步較晚，但發(fā)展速度非常快，2010年是“十一五”規(guī)劃的最后一年，交通運輸行業(yè)超額完成了“十一五”規(guī)劃確定的目標(biāo)任務(wù)，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)取得新進展，全國完成基本建設(shè)投資約4.7萬億，高速公路里程達7.41萬公里。按“十二五”規(guī)劃，未來五年我國國家高速公路網(wǎng)將基本建成，高速公路總里程達到10.8萬公里，屆時將覆蓋90%以上的20萬以上城鎮(zhèn)人口城市。
 

       從上述數(shù)字可知我國高速公路建設(shè)任務(wù)非常繁重，許多高速公路工程正在緊張的施工建設(shè)中，還有很多高速公路在等待審批和開工。然而，與這種繁重工作任務(wù)不相稱的是，我國高速公路工程施工安全監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)非常落后。一般來說，作為高速公路機電三大系統(tǒng)之一的監(jiān)控系統(tǒng)是在高速公路建設(shè)后期才安裝部署，為高速公路營運管理服務(wù)的。而在高速公路建設(shè)過程當(dāng)中，尤其是在占據(jù)高速公路建設(shè)絕大部分時間的路基路面土建工程過程中很少部署施工安全監(jiān)控系統(tǒng)。高速公路建設(shè)領(lǐng)域的安全生產(chǎn)關(guān)系到國家穩(wěn)定發(fā)展大局，是構(gòu)建和諧社會的重要基礎(chǔ)，也是確保交通建設(shè)順利發(fā)展的頭等大事。由于高速公路建設(shè)本身的特點：線路長、涉及面廣，參建單位及人員龐雜，涉及到的因素特別多，安全事故時有發(fā)生，工程施工安全更是成為社會關(guān)注的焦點。尤其是地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū)，安全管理任務(wù)更為艱巨。我國的高速公路建設(shè)領(lǐng)域曾經(jīng)發(fā)生過多次重大安全事故，造成重大傷亡和損失。
 

        例如：2005年12月22日下午14:40時，都汶高速公路董家山隧道建設(shè)工地發(fā)生一起特大瓦斯爆炸事故，造成44人死亡，11人受傷。2009年3月15日上午，江蘇省最長雙向六車道高速公路隧道——連云港疏港高速公路后云臺山隧道內(nèi)距洞口約962米處發(fā)生局部塌方，造成7人被困。經(jīng)搶救，7名受困工人3人死亡、1人重傷、3人輕傷。2011年6月14日上午9時左右，在廣深沿江高速公路（深圳段）第3合同段大鏟灣特大橋10號橋墩，6名工人在進行架橋機作業(yè)時，架橋機前支腿腳架失穩(wěn)墜落，6名工人全部墜落入海，其中1名員工受傷獲救。
 

      建設(shè)交通監(jiān)控一體化方案的必要性

      在我國的高速公路建設(shè)行業(yè)中，業(yè)主方是建設(shè)工程項目實施過程的總集成者和總組織者，業(yè)主方的安全管理也更為全面，是項目參建各方安全管理的核心。筆者從自身在高速公路營運期監(jiān)控系統(tǒng)研發(fā)的多年經(jīng)驗以及高速公路建設(shè)安全管理的實際需求出發(fā)，提出一種綜合考慮建設(shè)期施工安全監(jiān)控以及營運期交通監(jiān)控的不同需求，節(jié)約資源，節(jié)省投資，能實現(xiàn)建設(shè)到營運期平滑過度的監(jiān)控系統(tǒng)一體化解決方案。
 

       高速公路建設(shè)期施工安全監(jiān)控系統(tǒng)是用信息化技術(shù)手段保證施工安全，監(jiān)管施工質(zhì)量，檢查施工進度。系統(tǒng)中采用IP高清攝像機對重點施工場所（包括隧道、橋梁、涵洞、高邊坡等事故多發(fā)施工點）以及物料場進行實時視頻監(jiān)控。由于采用了高清攝像機，項目管理人員可以非常直觀清晰的監(jiān)視施工場所以及物料場，可以及時發(fā)現(xiàn)危險狀況以及施工安全漏洞。同時，對于物料場還采用先進的紅外入侵檢測以及視頻移動偵測技術(shù)及設(shè)備，保障物料場物質(zhì)安全以及駐場人員安全。此外，依靠高清視頻存儲設(shè)備（硬盤錄像機或IP SAN）可清晰記錄事故發(fā)生過程，定位遇險人員位置，加快救援進度。建設(shè)期施工安全監(jiān)控系統(tǒng)還采用先進的人員準(zhǔn)入及考勤子系統(tǒng)，禁止非施工人員進入施工區(qū)域。
 

      建設(shè)期施工安全監(jiān)控系統(tǒng)所用到的很多關(guān)鍵設(shè)備及技術(shù)都能用于營運期監(jiān)控系統(tǒng)，為營運期交通監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)節(jié)約大量資金。
 

建設(shè)期施工安全監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用

       建設(shè)期施工安全監(jiān)控系統(tǒng)主要的軟件功能有如下幾個方面：

  GIS支撐平臺

      系統(tǒng)采用GIS地理信息系統(tǒng)作為整個應(yīng)用軟件的支撐平臺，對高速公路施工點進行精確定位及各種信息顯示。整個高速公路線路圖在GIS地圖上顯示；對于重點施工點（隧道、橋梁、互通、高邊坡等）以及物料場等重點監(jiān)控區(qū)域在地圖上以重點圖標(biāo)顯示。

(1)GIS地圖能顯示包括地形、地物、道路、河流、地面構(gòu)造物及沿線的有關(guān)設(shè)施。

(2)GIS地圖上標(biāo)注攝像機的具體位置，并動態(tài)獲取攝像機信息，支持可視化狀態(tài)監(jiān)視，在地圖上點擊攝像機分布圖可快速切換至視頻圖像功能。

(3) GIS地圖上顯示個重點施工區(qū)域的施工進度信息以及質(zhì)量控制信息等。
 

數(shù)字高清視頻監(jiān)控

    數(shù)字高清視頻監(jiān)控支持可視化狀態(tài)監(jiān)視，將攝像機狀態(tài)用圖標(biāo)表示在地圖上。可以使用查找功能定位指定攝像機，方便地進行實時監(jiān)控、點播回放操作。能夠支持各種云臺控制方式，包括通過鼠標(biāo)、PC鍵盤和外接專業(yè)鍵盤實現(xiàn)對云臺各項功能的控制。支持云臺控制權(quán)限管理，支持業(yè)界主流的云臺協(xié)議，如：PELCO-D、PELCO-P協(xié)議。可以采用各種方式控制客戶端窗口輪切合控制解碼器的解碼輸出，實現(xiàn)靈活地電視墻管理功能業(yè)務(wù)。能夠直接回放存儲在IP SAN存儲設(shè)備中的歷史視頻數(shù)據(jù)，可根據(jù)日期、時間精確到秒的查詢檢索歷史視頻數(shù)據(jù)。可對實時圖像進行本地錄像和抓拍操作。可以接收指定編碼器上傳的報警信息，并產(chǎn)生圖像彈出、電子地圖定位、分色報警信息框、報警聲音提示等各種聯(lián)動動作。報警信息的種類包括視頻丟失編碼器外接報警和系統(tǒng)故障等報警。
 

  人員準(zhǔn)入及考勤

  人員準(zhǔn)入及考勤主要包括對通道進出權(quán)限的控制以及對通對通道進出控制的管理。對通道進出權(quán)限的管理主要有進出通道的權(quán)限、進出通道的方式和進出通道的時段等幾個方面：

(1) 進出通道的權(quán)限：就是對每個通道設(shè)置哪些可以進出，那些人不能進出。

(2) 進出通道方式：就是對可以進出該通道的人進行進出方式的授權(quán)，進出方式通常有密碼、讀卡（或生物識別）、讀卡（或生物識別）+密碼三種方式。

(3) 進出通道的時段：就是設(shè)置可以進出該通道的人在什么時間范圍內(nèi)可以進出。
 

對通道進出控制的管理包括以下幾個方面：

(1)實時監(jiān)控功能：系統(tǒng)管理人員可以通過人機接口實時查看每個門區(qū)人員的進出情況（有的系統(tǒng)會同時有照片顯示）、每個門區(qū)的狀態(tài)（包括門的開關(guān)狀態(tài)，各種非正常狀態(tài)報警等）；也可以在緊急狀態(tài)打開或關(guān)閉所有的門區(qū)。

(2)出入記錄查詢功能：系統(tǒng)可存儲所有的進出記錄、狀態(tài)記錄，可按不同的查詢條件查詢，配備相應(yīng)考勤軟件可實現(xiàn)考勤與門禁一卡通。

(3)異常報警功能：在異常情況下可以實現(xiàn)微機報警或報警器報警，如：非法

侵入、，門超時未關(guān)等。
 

  隧道施工工人定位

  隧道作為高危施工點，為確保施工人員按安全，利用高科技手段對隧道內(nèi)施工人員進行精確定位，即便發(fā)生隧道塌方事故也能準(zhǔn)備快速確定遇險人員位置，大大加快救援速度。同時，還可以利用人員定位對監(jiān)理人員進行監(jiān)督，對監(jiān)理人員是否履行監(jiān)理職責(zé)進行監(jiān)控。各類人員在施工現(xiàn)場的移動軌跡可以在后臺進行實時回放，再出現(xiàn)安全事故后，可以快速定位到人員的位置，爭取救援時間。
 

  隧道內(nèi)由于沒有GPS信號，所以人員定位設(shè)計采用Zigbee無線定位設(shè)備，通過專有算法實現(xiàn)對隧道掌子面施工人員的精確定位（定位精確度可以達到2米），對掌子面到洞口區(qū)域?qū)嵭芯€性定位；并實現(xiàn)隧道施工特殊區(qū)域的闖入報警、隧道施工特殊時間段闖入報警等功能。此外，對于隨到外部的施工現(xiàn)場，可增加GPS定位模塊實現(xiàn)監(jiān)理人員的全程定位于跟蹤，進一步保證施工安全。
 

營運期交通監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用

  高速公路從建設(shè)期過度到經(jīng)營期后除了硬件設(shè)備可以繼續(xù)沿用外，交通監(jiān)控軟件也可以通過一些升級研發(fā)工作實現(xiàn)平穩(wěn)過度。營運期交通監(jiān)控系統(tǒng)主要功能包括以下幾點：

  GIS支撐平臺
 

  建設(shè)期的GIS地理信息系統(tǒng)可以完整的保留下來，作為整個交通監(jiān)控應(yīng)用軟件的支撐平臺，對高速公路沿線安裝的各種機電設(shè)備進行信息顯示。
 

  同時，與建設(shè)期監(jiān)控一樣，GIS地圖上標(biāo)注攝像機的具體位置，并動態(tài)獲取攝像機信息，支持可視化狀態(tài)監(jiān)視，在地圖上地點擊攝像機分布圖可快速切換至視頻圖像功能。
 

  整合多種信號源的視頻監(jiān)控

  與建設(shè)期監(jiān)控系統(tǒng)稍微不同的是，營運期交通監(jiān)控系統(tǒng)接入的攝像機數(shù)量和信號類型要更加多，需要對原有建設(shè)期視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行升級，整合多種視頻信號源，包括高清和標(biāo)清，或包括多種編解碼器控制協(xié)議。
 

  交通量監(jiān)控

  交通流信息檢測子系統(tǒng)主要包括交通流數(shù)據(jù)，包括交通量、占有率、車速等數(shù)據(jù)的采集，系統(tǒng)功能主要包括自動檢測單元、交通流信息管理器、外場檢測設(shè)備及相關(guān)的傳輸設(shè)備構(gòu)成。
 

  可變情報板控制

  信息發(fā)布標(biāo)志用于高速公路沿線 、收費站出入口、服務(wù)區(qū)、停車區(qū)發(fā)布戶外信息。信息發(fā)布標(biāo)志包括可變情報板和可變限速標(biāo)志。在高速公路上安裝信息發(fā)布標(biāo)志，對行駛在高速公路上的車輛進行限速、引導(dǎo)、合理分流，將大大降低由于氣候、路況、飛車等各種原因造成的車禍，十分有效地提高車輛流通率，更好的發(fā)揮高速公路的作用。

  信息發(fā)布標(biāo)志控制是對可變情報板。可變限速標(biāo)志的顯示信息進行編輯和發(fā)布，對信息發(fā)布標(biāo)志的狀態(tài)進行查看和控制的功能。
 

結(jié)束語

  高速公路建設(shè)期施工安全監(jiān)控與營運期交通監(jiān)控所采用的硬件設(shè)備和應(yīng)用軟件功能差別性不大，可以通過系統(tǒng)升級改造的方式實現(xiàn)平滑過度。在高速公路建設(shè)前期就開始考慮一體化解決方案可以為高速公路業(yè)主單位節(jié)省硬件投資以及軟件升級研發(fā)時間，對于提高高速公路建設(shè)安全管理水平以及營運交通管理水平都有非常積極的顯示意義。

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