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超长隧道视频和安全监控系统的应用与研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-11-15  来源:中国锁具网  浏览次数:1271
核心提示:  在我国,随着公路尤其是高速公路,建设规模逐步扩大,公路修建逐步从平原、丘陵地区向山区、海拔高的地区推进,公路建设项目中的隧道工程逐渐增多,长大隧道也越来越多。往往这些长大隧道项目都是全线的控制性工

  在我国,随着公路尤其是高速公路,建设规模逐步扩大,公路修建逐步从平原、丘陵地区向山区、海拔高的地区推进,公路建设项目中的隧道工程逐渐增多,长大隧道也越来越多。往往这些长大隧道项目都是全线的控制性工程,决定全线的整体进度。隧道工程的施工,不同于路基、桥梁工程,其施工难度、危险性和不可预见因素太多。如何在隧道施工中保证人员、设备安全和施工的可控性,保证施工的质量和进度,加强管理自然是施工单位的不二想法。

  但如何在管理人员有限、精力有限的情况下能够达到精确管理的目的,利用先进的科技手段进行辅助管理就是最佳的选择。

  隧道施工过程监控管理系统,就是利用目前先进和成熟的科技手段的一个典型应用,尤其利用无线射频识别技术、视频监控系统和互联网技术,将隧道施工过程中的人员及设备的情况以及现场施工情况,实时展现在管理人员眼前,使管理人员不用到现场,即可随时了解现场状况,并对各种突发事件、需要尽快决策处理的事情提出快速的指挥决策,从而有效地提高管理水平,节省管理成本。

  安康一毛坝高速公路米溪梁超长隧道是安毛高速公路最大的控制性工程,隧道全长79km,地质条件复杂,施工难度大,安全问题极为突出。如何保障米溪梁隧道安全顺利地施工和如期贯通,是全线能否在2010年实现通车的关键。通过采用隧道施工过程监控管理系统进行现场管理,不仅技术上可行,而且具有创新意义。它对米溪梁隧道的安全施工、进度管理和质量控制发挥了重大作用。实践证明,该系统是超长隧道施工项目管理创新的有力工具。

  1系统概述隧道施工过程监控管理系统包含两个子系统:视频监控子系统和隧道施工人员及设备安全监测管理子系统。

  隧道施工过程监控管理系统是在光纤传输技术、第二代无线射频识别技术、视频监控技术的基础上,结合先进的通信、计算机及网络技术成功研发的综合管理平台。系统是集施工现场视频监控、隧道施工人员考勤、区域定位、安全预警、灾后急救、日常管理等功能于一体,也是国内技术领先、运行稳定、设计专业化的隧道施工现场安全监测系统。使管理人员能够及时掌握施工现场人员、设备的分布状况和每个人员设备的运动轨迹,便于进行更加合理的调度管理。当事故发生时,救援人员也可以根据隧道施工人员及设备安全监测管理系统所提供的数据、图形,迅速了解有关人员的位置情况,及时采用相应的救援措施,提高应急救援工作的效率。这一科技成果的成功运用,为米溪梁隧道施工的安全生产和日常管理再上新台阶提供了有力保障。

  2系统设计原则管理人员可远程通过视频了解掌子面初支和二衬的施工情况。

  即时了解施工进度和质量、安全情况,做出合理的决定。

  能够在不到场的情况下,随时了解施工现场状况。

  实现隧道施工作业人员进出洞的有效识别,实现施工人员分布的可视化,并使系统管理人员充分人性化、信息化和高度自动化。

  ―旦发生安全事故,通过该系统立刻可以知道隧道施工作业面工作人员的数量,保证抢险救灾和安全救护工作的高效运作。

  3系统设计方案3.1视频监控子系统米溪梁隧道视频监控子系统采用当今世界先进的视频压缩技术、光纤传输技术以及数字视频软件管理技术有机集成,具体方案如下。

  网络监控系统物理端上由前端、传输、监控中心三个部分组成。前端负责图像、报警信号的采集,并经过视频服务器编码转换为数字信号。传输部分用网桥将数字信号接收、汇集、传输到各个监控网络。

  根据实际情况,调整系统采用前端数字监控、网络传输,如所示。

  说明:在隧道每个洞子掌子面各安装一个防爆摄像头,在每个洞子的二衬各安装一个球形摄像机。

  洞内采用光纤传输,在洞内的值班房安放监控主机。

  前端设备根据不同的场所和要求,可安装不同形式的摄像机。

  3.1.1前端部分前端的设备安装球型摄像机,经过编码器编码后,传给控制中心。安装摄像机如所示。

  3.1.2传输部分由于监控区域较大,监控点分布广泛、数据传输工作复杂,所以采用现代高新技术,视频压缩与合理的传输方式。将前端转换好的网络信号全部汇集到洞外球型摄像机监控中心,是传输部分的主要任务。

  采用有线与无线相结合的传输方式,合理配置网络结构,在保证系统稳定运行的基础上尽量节约成本,达到性价比最高。

  3.1.3监控中心主控制室采用一台网络视频录像机来显示前端监控图像。将经过无线传回的信号接人网络视频录像机,录像机接一台显示器,将图像直接输出,从而实现网络视频录像机对每路图像的实时录像并实时监控。另外,配备一台管理主机,加上专用的软件后,可随时查看、管理任何一路视频,监控中心如所示。

  监控中心3.2隧道施工人员安全管理子系统隧道施工人员安全管理子系统遵循“统一发标志卡、统一装备、统一管理”的原则,按准许进人隧道的人员和班组实行“一人一卡”制,该标志卡可视为在隧道中安装一定数量的信号收发器,具体位置根据现场情况而定,以满足区域定位为准;向有关人员统一配发并装备无线识别卡,无线识别卡安装在安全帽的合适位置;每张无线识别卡具有唯一卡号,卡号对应人员的基本信息,包括姓名、年龄、性别、所属班组、所属工种、职务、本人照片、家属信息等初始化到系统数据库中;进人隧道的人员必须佩戴装有无线识别卡的安全帽,当此人经过隧道的信号收发器时,立即被系统识别,并通过系统网络的信息交换,将此人通过的路段、时间等信息传输至安全监控中心记录,并可同时在地理信息大屏幕墙出现提示信息,显示通过人员的姓名等,系统网络拓扑结构如所示。

  系统网络结构拓扑图读卡器安装位置说明:每个隧道洞内安装三个数据读卡器,掌子面安装一个,洞内一定距离再安装两个。读卡器通过数据接口、交换机链接到网桥上,通过网桥传输到洞口的值班房,在值班房安装监测主机。读卡器安装如所示,安全监控管理软件如所示。

  (b)软件询界面安全管理系统4系统应用的效果和意义管理手段与方法是否先进事关工程安全与质量,是进行工程总体评价的重要指标。米溪梁隧道视频监控系统和安全监控系统的实际应用是通过引人信息化管理系统理念,将过去的由“人管理人”的方式变为由“机器管理人”,即由对施工现场管理人员的现场管理改为由计算机信息系统进行远距离监控管理,从而实现管理方式的革命性变革。

  实现管理过程与施工过程的高度同步。

  由于各种条件的限制,在施工过程中出现的一些事情应该在事前、事中进行的管理的,往往都是事后才去解决,难以发挥过程中的及时作用。实现视频监控后,各项管理活动与施工过程高度同步,彻底改变了以往对施工过程情况了解单纯依靠填写相关资料表格记录和保存零星照片资料的方式。以前,一旦发生施工质量、安全、进度等事故,只能依据前期的文字记录和事故发生后的情况来分析推断原因,很难对事故产生的原因进行全面系统的分析和事故责任的划分,使管理活动时刻都在现场。现在,通过同步监控,即可在施工过程中可实现极好的监控效果。一是管理人员可以通过视频了解掌子面初支和二衬的施工情况;二是使管理人员了解人员和机械设备的工作情况,随时做出合理调配;三是使管理人员即时了解施工进度和质量、安全情况,并做出合理的决定;四是能使管理人员在不到场的情况下,随时了解施工现场状况。

  最大限度地节约资源。

  以往长隧道施工项目管理运行的成本较大。一方面,随着隧道往前掘进,施工作业点随之增多,各个施工点监管难度随之加大,且管理人员必须亲自前往施工现场,因而必须配备较多的管理人员,管理成本较高;另一方面,进人现场作业范围存在人身安全隐患(非施工人员),风险产生的成本也很大。采用监控系统后可以大量节约人力、物力和时间,极大提高工作效率,能更有效地保证资金节约、科学、合理地使用。

  大幅度提高安全管理效果。

  监控系统能提高管理工作效率,促进项目管理的科学化和规范化。它通过无线识别卡和信号收发器识别洞内的人员和设备工作状态和位置,并通过系统网络的信息交换,传输至安全监控中心记录,在实现信息资源共享后,能有效地进行工程监管,极大地提高了安全事故应急处理效率,这对提高项目管理水平、降低伤亡事故率具有较大的社会效益和经济效益。

  5结语隧道施工过程管理系统的应用,大大降低了现场管理难度和管理成本。通过视频了解现场施工进度、质量、安全和人员机械设备工作情况,以加强合理调配。此外,一旦发生安全事故,可以通过安全监控系统立刻知道隧道洞内人员数量,保证抢险救灾和安全救护工作的高效运作。因此,隧道施工过程管理系统是长大隧道施工项目管理极其重要的工具,也是项目管理创新的有力工具。

 
 
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