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监控知识

       高速公路是衡量一个国家公路交通现代化水平的重要标志之一。尽管我国高速公路起步较晚，但发展速度非常快，2010年是“十一五”规划的最后一年，交通运输行业超额完成了“十一五”规划确定的目标任务，基础设施建设取得新进展，全国完成基本建设投资约4.7万亿，高速公路里程达7.41万公里。按“十二五”规划，未来五年我国国家高速公路网将基本建成，高速公路总里程达到10.8万公里，届时将覆盖90%以上的20万以上城镇人口城市。
 

       从上述数字可知我国高速公路建设任务非常繁重，许多高速公路工程正在紧张的施工建设中，还有很多高速公路在等待审批和开工。然而，与这种繁重工作任务不相称的是，我国高速公路工程施工安全监控系统的建设非常落后。一般来说，作为高速公路机电三大系统之一的监控系统是在高速公路建设后期才安装部署，为高速公路营运管理服务的。而在高速公路建设过程当中，尤其是在占据高速公路建设绝大部分时间的路基路面土建工程过程中很少部署施工安全监控系统。高速公路建设领域的安全生产关系到国家稳定发展大局，是构建和谐社会的重要基础，也是确保交通建设顺利发展的头等大事。由于高速公路建设本身的特点：线路长、涉及面广，参建单位及人员庞杂，涉及到的因素特别多，安全事故时有发生，工程施工安全更是成为社会关注的焦点。尤其是地质条件复杂地区，安全管理任务更为艰巨。我国的高速公路建设领域曾经发生过多次重大安全事故，造成重大伤亡和损失。
 

        例如：2005年12月22日下午14:40时，都汶高速公路董家山隧道建设工地发生一起特大瓦斯爆炸事故，造成44人死亡，11人受伤。2009年3月15日上午，江苏省最长双向六车道高速公路隧道——连云港疏港高速公路后云台山隧道内距洞口约962米处发生局部塌方，造成7人被困。经抢救，7名受困工人3人死亡、1人重伤、3人轻伤。2011年6月14日上午9时左右，在广深沿江高速公路（深圳段）第3合同段大铲湾特大桥10号桥墩，6名工人在进行架桥机作业时，架桥机前支腿脚架失稳坠落，6名工人全部坠落入海，其中1名员工受伤获救。
 

      建设交通监控一体化方案的必要性

      在我国的高速公路建设行业中，业主方是建设工程项目实施过程的总集成者和总组织者，业主方的安全管理也更为全面，是项目参建各方安全管理的核心。笔者从自身在高速公路营运期监控系统研发的多年经验以及高速公路建设安全管理的实际需求出发，提出一种综合考虑建设期施工安全监控以及营运期交通监控的不同需求，节约资源，节省投资，能实现建设到营运期平滑过度的监控系统一体化解决方案。
 

       高速公路建设期施工安全监控系统是用信息化技术手段保证施工安全，监管施工质量，检查施工进度。系统中采用IP高清摄像机对重点施工场所（包括隧道、桥梁、涵洞、高边坡等事故多发施工点）以及物料场进行实时视频监控。由于采用了高清摄像机，项目管理人员可以非常直观清晰的监视施工场所以及物料场，可以及时发现危险状况以及施工安全漏洞。同时，对于物料场还采用先进的红外入侵检测以及视频移动侦测技术及设备，保障物料场物质安全以及驻场人员安全。此外，依靠高清视频存储设备（硬盘录像机或IP SAN）可清晰记录事故发生过程，定位遇险人员位置，加快救援进度。建设期施工安全监控系统还采用先进的人员准入及考勤子系统，禁止非施工人员进入施工区域。
 

      建设期施工安全监控系统所用到的很多关键设备及技术都能用于营运期监控系统，为营运期交通监控系统建设节约大量资金。
 

建设期施工安全监控系统应用

       建设期施工安全监控系统主要的软件功能有如下几个方面：

  GIS支撑平台

      系统采用GIS地理信息系统作为整个应用软件的支撑平台，对高速公路施工点进行精确定位及各种信息显示。整个高速公路线路图在GIS地图上显示；对于重点施工点（隧道、桥梁、互通、高边坡等）以及物料场等重点监控区域在地图上以重点图标显示。

(1)GIS地图能显示包括地形、地物、道路、河流、地面构造物及沿线的有关设施。

(2)GIS地图上标注摄像机的具体位置，并动态获取摄像机信息，支持可视化状态监视，在地图上点击摄像机分布图可快速切换至视频图像功能。

(3) GIS地图上显示个重点施工区域的施工进度信息以及质量控制信息等。
 

数字高清视频监控

    数字高清视频监控支持可视化状态监视，将摄像机状态用图标表示在地图上。可以使用查找功能定位指定摄像机，方便地进行实时监控、点播回放操作。能够支持各种云台控制方式，包括通过鼠标、PC键盘和外接专业键盘实现对云台各项功能的控制。支持云台控制权限管理，支持业界主流的云台协议，如：PELCO-D、PELCO-P协议。可以采用各种方式控制客户端窗口轮切合控制解码器的解码输出，实现灵活地电视墙管理功能业务。能够直接回放存储在IP SAN存储设备中的历史视频数据，可根据日期、时间精确到秒的查询检索历史视频数据。可对实时图像进行本地录像和抓拍操作。可以接收指定编码器上传的报警信息，并产生图像弹出、电子地图定位、分色报警信息框、报警声音提示等各种联动动作。报警信息的种类包括视频丢失编码器外接报警和系统故障等报警。
 

  人员准入及考勤

  人员准入及考勤主要包括对通道进出权限的控制以及对通对通道进出控制的管理。对通道进出权限的管理主要有进出通道的权限、进出通道的方式和进出通道的时段等几个方面：

(1) 进出通道的权限：就是对每个通道设置哪些可以进出，那些人不能进出。

(2) 进出通道方式：就是对可以进出该通道的人进行进出方式的授权，进出方式通常有密码、读卡（或生物识别）、读卡（或生物识别）+密码三种方式。

(3) 进出通道的时段：就是设置可以进出该通道的人在什么时间范围内可以进出。
 

对通道进出控制的管理包括以下几个方面：

(1)实时监控功能：系统管理人员可以通过人机接口实时查看每个门区人员的进出情况（有的系统会同时有照片显示）、每个门区的状态（包括门的开关状态，各种非正常状态报警等）；也可以在紧急状态打开或关闭所有的门区。

(2)出入记录查询功能：系统可存储所有的进出记录、状态记录，可按不同的查询条件查询，配备相应考勤软件可实现考勤与门禁一卡通。

(3)异常报警功能：在异常情况下可以实现微机报警或报警器报警，如：非法

侵入、，门超时未关等。
 

  隧道施工工人定位

  隧道作为高危施工点，为确保施工人员按安全，利用高科技手段对隧道内施工人员进行精确定位，即便发生隧道塌方事故也能准备快速确定遇险人员位置，大大加快救援速度。同时，还可以利用人员定位对监理人员进行监督，对监理人员是否履行监理职责进行监控。各类人员在施工现场的移动轨迹可以在后台进行实时回放，再出现安全事故后，可以快速定位到人员的位置，争取救援时间。
 

  隧道内由于没有GPS信号，所以人员定位设计采用Zigbee无线定位设备，通过专有算法实现对隧道掌子面施工人员的精确定位（定位精确度可以达到2米），对掌子面到洞口区域实行线性定位；并实现隧道施工特殊区域的闯入报警、隧道施工特殊时间段闯入报警等功能。此外，对于随到外部的施工现场，可增加GPS定位模块实现监理人员的全程定位于跟踪，进一步保证施工安全。
 

营运期交通监控系统应用

  高速公路从建设期过度到经营期后除了硬件设备可以继续沿用外，交通监控软件也可以通过一些升级研发工作实现平稳过度。营运期交通监控系统主要功能包括以下几点：

  GIS支撑平台
 

  建设期的GIS地理信息系统可以完整的保留下来，作为整个交通监控应用软件的支撑平台，对高速公路沿线安装的各种机电设备进行信息显示。
 

  同时，与建设期监控一样，GIS地图上标注摄像机的具体位置，并动态获取摄像机信息，支持可视化状态监视，在地图上地点击摄像机分布图可快速切换至视频图像功能。
 

  整合多种信号源的视频监控

  与建设期监控系统稍微不同的是，营运期交通监控系统接入的摄像机数量和信号类型要更加多，需要对原有建设期视频监控系统进行升级，整合多种视频信号源，包括高清和标清，或包括多种编解码器控制协议。
 

  交通量监控

  交通流信息检测子系统主要包括交通流数据，包括交通量、占有率、车速等数据的采集，系统功能主要包括自动检测单元、交通流信息管理器、外场检测设备及相关的传输设备构成。
 

  可变情报板控制

  信息发布标志用于高速公路沿线 、收费站出入口、服务区、停车区发布户外信息。信息发布标志包括可变情报板和可变限速标志。在高速公路上安装信息发布标志，对行驶在高速公路上的车辆进行限速、引导、合理分流，将大大降低由于气候、路况、飞车等各种原因造成的车祸，十分有效地提高车辆流通率，更好的发挥高速公路的作用。

  信息发布标志控制是对可变情报板。可变限速标志的显示信息进行编辑和发布，对信息发布标志的状态进行查看和控制的功能。
 

结束语

  高速公路建设期施工安全监控与营运期交通监控所采用的硬件设备和应用软件功能差别性不大，可以通过系统升级改造的方式实现平滑过度。在高速公路建设前期就开始考虑一体化解决方案可以为高速公路业主单位节省硬件投资以及软件升级研发时间，对于提高高速公路建设安全管理水平以及营运交通管理水平都有非常积极的显示意义。

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