無線視頻監控技術在公路隧道施工中的應用

施彪

文章編號：2095-6835（2016）13-0155-01

摘 要：隨著公路隧道施工工程的普及，在公路隧道施工過程中，出現了安全控制方面的問題。無線視頻監控技術在公路隧道施工中的應用情況直接關系著公路隧道的施工效果。因此，簡要分析了無線視頻監控技術在公路隧道施工中的應用情況，以期為日后的相關工作提供參考。

關鍵詞：無線視頻；監控技術；隧道施工；安全控制

中圖分類號：TP277；U455.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.13.155

做好新形勢下無線視頻監控技術在公路隧道施工中的應用和研究，能夠為公路隧道施工安全控制、實現可持續發展提供必要的安全保障。這是將無線視頻監控技術應用于公路隧道施工中時首先需要解決的問題。

1 工程應用實例

1.1 重慶菜園壩公路隧道工程

重慶市內的菜園壩公路隧道工程施工全長1.5 km，它是上行線、下行線的比向洞雙車道設置。該工程中采用了點對點光端機傳輸隧道內的視頻信號。隧道內上下方向設計了4臺遠端機，并且在其主要的監控中心設計了8臺近端機，隧道內設置了8芯光纜，一個對端用一芯，4芯共同使用，剩余4芯備用。

1.2 秦嶺終南山特長公路隧道工程

位于陜西省西安市至安康柞水段的秦嶺終南山特長公路隧道，隧道穿越整體秦嶺山脈的終南山，全長18 km，為上、下行線雙洞雙車道。該隧道是我國目前設計中最長的公路隧道。

由于該隧道比較長，需要傳輸的視頻容量比較大，所以，對傳輸的實時性提出了較高的要求。以每隔125 m為一個視頻計算，共需要288個視頻。如要選用點對點的端機傳輸，那么，需要占用的光纖比較多，而且無法統一管理視頻設備，后期視頻系統的維護工作也比較復雜。例如，使用IP接口的視頻編解碼器，當網絡繁忙時，無法保證視頻數據的實時性和可靠性。

在設置無線監控時，有2種設備可選：①點對點光端機。它占用的光纖資源比較多，設備管理困難，系統后期維護困難。②IP接口視頻編解碼器。在使用過程中，如果網絡緊張，無法保證視頻數據傳輸的可靠性和實時性。鑒于此，安康柞水段的秦嶺終南山特長公路隧道選用無線視頻監控系統。我們選擇數字式、節點式光端機傳輸圖像，在上下行隧道中，利用2芯光纖將隧道內的80個節點組合起來，形成視頻鏈網。信號可以在隧道內進行輸出處理，并且在其內進行統一管理。在隧道監控中心設置網管系統，能夠實時維護整個傳輸過程。

2 特點及應用

2.1 高清數字網絡視頻監控系統

高清數字網絡視頻監控系統是多媒體通信技術基于IP尋址實現的一種視頻傳輸技術。目前，這項技術正在快速發展，監控設備也處于網絡化和數字化全面發展的階段。全面發展網絡數字系統已經成為了一種趨勢，所以，我們現在使用的監控系統也應隨著時代和技術的發展而改變。

這種數字分布式的網絡監控系統是與數字視頻技術、網絡傳輸相結合的監控系統。它主要用于管理系統和多媒體技術中。計算機網絡技術是工業化控制技術的一種，它能實現視頻和音頻的數安化、網絡化，并對多媒體進行智能化管理。因此，將傳統的信號進行數字化轉換，以IP包的形式將相關數據上傳至網絡，能夠實現整體的集中監控、管理等。與舊有的系統相比，這種系統的優勢是視頻圖像是高清的。

在長沙市營盤路湘江隧道視頻監控系統中首次使用了高清數字監控系統。在選取攝像機時，選用的是上海堯視的數字高清攝像機。通過它的交換機可以傳輸隧道內的視頻畫面，通過光纜可以提高其穩定性，將信號傳輸到監控中心。使用高清數字化的監控系統后，圖像的清晰度比舊有系統提高了很多。

2.2 模擬視頻監控系統

目前，這種視頻監控技術是非常成熟的，使用時性能比較穩定，在很長一段時間里，它都是隧道監控使用的主流視頻設備，使用范圍也比較廣。該系統的特點是：利用前端模擬攝像機，采用矩陣主機控制，通過視頻控制主機來監視圖像，調用視頻。但它的缺點是：在進行系統架構時，操作復雜，而且工程量比較大，每增加一個前端機，就要調配其整體系統，操作煩瑣。

3 監控方案的比較

3.1 點對點光端機

利用點對點的光端傳輸機傳輸時，每個路段每隔125 m設置1臺， 使用4口光端機進行傳輸。其中，必須使用至少1對光端機，并占用1芯光纖。但是，這種光機對于整個系統的資源占用比較多，如果隧道比較長，離主監控中心比較遠，那么，還要在中間加上光端機的級連進行傳輸。光端機級連會在一定程度上衰減信號，降低信噪比。使用大量的光端機也不利于整體管理，系統的后期維護比較困難。但是，其傳輸優點是圖像清晰、傳輸速度快。

3.2 節點式光端機

利用節點式光端機傳輸圖像時，系統只占用了2芯光纖，并將施工隧道內的所有節點整體連接起來，組成環網或是鏈網。這樣做，不僅可以節省光纖資源，統一上傳隧道內的視頻信號，使之通過相關設備輸出信號，保證其能進行統一的監控管理。在維護系統時，可以通過監控中心的網關實時維護。

3.3 視頻編解碼器

對于固定帶寬接口，需要使用2 M口或是多個2 M捆綁傳輸圖像。使用該系統時，需要在隧道內單設一個通信系統傳輸設備，所以，現在的隧道視頻施工中一般不采用這種技術。

對于IP接口，可以通過隧道內設置的PLC提供以太網接口，進而傳輸視頻信號。雖然視頻的傳輸完全依靠網絡進行，但是，目前，以太網協議中對數據并沒有QOS保證，所以，在網絡工作繁忙時，在解壓相關圖像信息時，可能會出現馬賽克的情況，無法保證視頻的實時性。

4 結束語

綜上所述，本文簡要介紹了無線視頻監控技術在公路隧道施工中的應用情況，希望可以為其日后的發展提供參考。隨著無線視頻監控技術在公路隧道施工中的廣泛應用， 對其的應用研究也將成為保障公路隧道施工階段安全的重要工作之一。

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〔編輯：白潔〕