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施工现场无线监控解决方案应用
2014/1/13 15:32:00      来源:《中国安防》    作者:宁波中研瑞华数字技术有限公司
    无线远程联网视频管理系统解决方案旨在通过3G通信技术和先进的计算机技术,加强建筑工地施工现场安全防护管理,实时监测施工现场安全生产措施的落实情况,对施工操作工作面上的各安全要素如塔吊、井字架、施工电梯、中小型施工机械、安全网、外脚手架、临时用电线路架设、基坑防护、边坡支护以及施工人员安全帽配戴(识别率达90%以上)等实施有效监控,随时将上述各类信息提供给相关单位监督管理,及时消除施工安全隐患。

    一、项目背景

建筑工地是一个安全事故多发的场所。由于目前的工程建设规模不断扩大,工艺流程更加的纷繁复杂,加上人员、设备、材料进出频繁,如何搞好现场施工现场管理,控制事故发生频率,变成了施工企业、政府管理部门关注的焦点。

虽然各地方建设局都明文规定辖区内的建筑工地必装音视频监控系统以供远程监视,并录像取证,但是,由于建筑施工工地遍布市区各地,给管理增加了难度。工作人员需要常年奔波于各个工地,对工地进行现场的督察。这不仅是时间上的浪费,从某种意义上说更是人力成本上的浪费。因此利用信息化手段,对建筑施工工地使用视频监控系统进行监控便成了建筑行业安全施工管理待考虑的问题。这样不仅具有随时监视的灵活性,而且可以大大减轻工作强度,提高工作效率,增强对工地的监管力度,为进一步提高建筑施工质量,规范建筑施工行为,减少安全事故的发生提供了有力的帮助。

 

二、市场需求分析

1.建筑材料监控

建筑工地都有大量的脚手架\电缆等设施和建筑材料,这些物品由于价值不菲,运输方便,往往成了被偷盗的对象。在没有视频监控的工地,由于管理者不能24小时监督工地,导致在深夜和凌晨的偷盗现象非常严重。将大部分的建筑材料统一存放到某一位置,在此处设点采用红外摄像机和陌生人实时报警联动功能,不管白天晚上都可以有效地减少财产的损失,降低建筑商的成本。

2.工地重大危险源监控

施工生活用危险化学品及压力容器是第一类危险源,人的不安全行为、料机工艺的不安全状态和不良环境条件为第二类危险源。建筑工地绝大部分危险和有害因素属第二类危险源,第二类危险源又可以分为以下几种:

(1)脚手架、模板和支撑、起重塔吊、物料提升机、施工电梯安装与运行,人工挖孔桩、基坑施工等局部结构工程失稳,造成机械设备倾覆、结构坍塌、人亡等意外。

(2)施工高层建筑或高度大于2m的作业面(包括高空、四口、五临边作业),因安全防护不到位或安全兜网内积存建筑垃圾、人员未配系安全带等原因造成人员踏空、滑倒等高处坠落摔伤或坠落物体打击下方人员等意外。

(3)焊接、金属切割、冲击钻孔、凿岩等施工,临时电漏电遇地下室积水及各种施工电器设备的安全保护(如:漏电、绝缘、接地保护、一机一闸)不符合要求,造成人员触电、局部火灾等意外。

(4)工程材料、构件及设备的堆放与频繁吊运、搬运等过程中因各种原因易发生堆放散落、高空坠落、撞击人员等意外。建筑工地重大危险源,可能造成的事故危害主要有:高处坠落、坍塌、物体打击、起重伤害、触电、机械伤害、中毒窒息、火灾、爆炸和其他伤害等几种类型。

(5)利用网络将分散各地的塔吊工作地点集中化管理,实现可视化远程监控。

3.工地临时用房监控

(1)厨房与临建宿舍安全间距不符合要求,施工用易燃易爆危险化学品临时存放或使用不符合要求、防护不到位,造成火灾或人员窒息中毒意外;工地饮食因卫生不符合卫生标准,造成集体中毒或疾病意外。

(2)临时简易帐篷搭设不符合安全间距要求,易发生火烧连营的意外。

(3)电线私拉乱接,直接与金属结构或钢管接触,易发生触电及火灾等意外。

(4)临建设施撤除时房顶发生整体坍塌,作业人员踏空、踩虚造成伤亡意外。

 

三、无线远程联网视频管理系统简介及具体要求

无线远程联网视频管理系统解决方案不仅支持有线网络监控,还可以适应多种恶劣环境下的无线监控,而且连接方便,功能强大,还可以对现场进行防盗管理,因此可以广泛应用于多种工地的现场和远程监控管理。该技术旨在通过3G通信技术和先进的计算机技术,加强建筑工地施工现场安全防护管理,实时监测施工现场安全生产措施的落实情况,对施工操作工作面上的各安全要素如塔吊、井字架、施工电梯、中小型施工机械、安全网、外脚手架、临时用电线路架设、基坑防护、边坡支护以及施工人员安全帽配戴(识别率达90%以上)等实施有效监控,随时将上述各类信息提供给相关单位监督管理,及时消除施工安全隐患。

随着科技高速发展,视频信号经过数字压缩,通过宽带在互联网上传递或通过3G的方式,可实现远程视频监控功能。将这一功能运用于施工现场安全管理,势必会大大提高管理效率,提升监管层次。

1. 安全要求

为加大对建筑工程的质量安全监督管理力度,规范建筑工程施工现场视频监控的规划、建设、维护、应用和管理,防范安全事故的发生,由天津市建设工程质量监督管理总队主导建设建筑工地无线视频监控及现场执法系统,是基于3G网络应用的无线视频监控系统,实现对建设施工工地远程监控,信息管理,提高安防、技防水平。

2. 管理要求

市监控中心通过视频监控系统对深基坑、高支模、外脚手架等危险性较大的工程施工和使用情况进行重点监控,及时了解危险性较大工程的施工进度和安全状态;发现存在安全隐患或其他违规行为的,立即对施工现场管理人员进行现场点名,并以电话通知施工现场管理人员及时对有关问题进行整改,同时将有关情况通报质量安全监督机构立即采取应急措施,防止重大质量安全事故的发生。

3. 具体要求

(1)施工作业现场监控

在各作业区安置监控点,及时了解施工现场情况,并且应能协助相关部门检查是否有违章作业、违规操作等行为,加强监管的力度。

(2)进出口要道及工地周界监控

进出口要道是各车辆的必经之道,也是闲杂人员和犯罪分子出入的地方。他是工地安全管理管理的重要部分。设在此处的监控点全自动日夜切换,24小时无人值守,并能对现场情况进行实时录像及报警。

(3)监控中心监控

监控中心可以任意调看一台或多台监控设备拍摄的现场实时图像,可根据线路速率及监控需要来调整监控设备的图像质量和传送速率。终端用户可利用计算机、PDA等有线或无线监控、监视设备观看远程监控设备实时传回的现场图像, 也可通过因特网来观看图像。监控系统具有权限管理功能。监控系统有信息保密功能。对监控设备进行基本配置,如设置监控服务器的域名等。对监控设备初始化完毕后,可以通过网络对它进行远程设置和控制。并且可根据需要把监控视频信息输出到电视墙。

4.满足使用环境

(1)能有效防振

由于建筑工地环境各异,所选设备满足工地搅拌机振动表现出振动频率高、振动幅度大等特点。

(2)适应工地环境特点

建筑工地所设机房多为临时房屋,设备需要四季运行,所选设备必须满足温度、适度、灰尘等多方面恶劣条件。

 

四、无线监控解决方案设计

1. 设计原则

(1)可靠性原则

网络系统的设计必须贯彻可靠性原则,使网络系统具有很高的可用性。无线传输系统的可靠性是具有实用性的前提。故障率低:3G无线网络产品在正常工作环境下,24小时不间断运行的平均无故障时间是10万小时;抗干扰强:3G无线网络产品采用的技术,本身具有很强的抗干扰特性。

(2)稳定性原则

无线视频监控系统是安防监控系统的一种,稳定性是3G视频监控系统的基本要求。监控系统的稳定性需要通过设备稳定,安装稳定等多个方面。

(3)经济性原则

在能够满足需求的情况下,系统建设的费用越低,经济性就越好。

(4)可扩充性原则

为了使现有的系统在将来能够得到充分的利用,现有的投资在将来不被浪费,这就需要系统有充分的、灵活的适应能力和可扩展的能力,以便于系统将来的扩容与升级。系统应留出充分的扩充接口,当系统扩建和增加功能时,通过升级软件和硬件实现功能和性能扩充。

(5)便于维护原则

这是为系统在使用过程中的实际需要考虑的。系统工程实施结束交付使用以后,应该便于各种日常维护工作,能够方便地进行软件的重新配置、系统的自检与恢复、硬件备品备件的更换和软件系统的升级。

(6)可管理性原则

网络系统具有良好的可管理性,使得网络管理人员能及时方便及时地掌握诸如网络拓扑结构、网络性能统计、网络故障等信息,能简便的对网络进行配置和调整,确保网络工作状态良好。

2. 系统设计

(1)设计依据

《安全防范系统通用图形符号》(GA1T77)

《安全防范工程费用概算编制方法》(GA/T70)

《防盗报警中心控制台》(GB/T16572台7072)

《防盗报警控制器通用技术条件》(GB/T16572)

《社会治安动态视频监控系统技术规范》(DB33/T502-2004)

《民用闭路监视电视系统工程技术规范》(GB50198-94)

《信息网络数字视频应用系统规范》(BJ/Z0001-2003)

《信息技术开发系统互连网络层安全协议》(GB/T 17963)等

 (2)设计方案

本方案主要采用网络视频服务器将摄像机的视频信号转换为基于以太网络标准数据包方式。

监控中心可得到全部显示图像,核心的网络视频监控系统采用标准的TCP/IP协议,能架构在局域网、广域网和无线网络之上,可以与各种类型的不同的以太网设备无缝连接。系统授权用户可在网络的任何计算机上对监控现场实时监控,真正做到一网多用。

系统采用先进的数字处理技术,可以在回放以前资料的同时不影响正常录相,保证了资料的完整性,也可以利用抓拍功能使图像更加清晰,可以将重要资料进行备份和打印,这将有利于重要资料的保存和管理。

(3)系统工作流程

前端网络视频编码器将摄像机输出的模拟视频信号,云台和镜头的控制信号打包编码成网络传输的TCP/IP数据包,监控点原有录像机通过视频编码器的软件就可以对本区域所有图像进行监控和录像、回放,对云镜进行控制。

无线网络将各监控点的所有图像信号集中到主控室,主控室和各监控点一样,在服务器上安上视频编码器软件就可以对所有摄像点进行监看、录像、回放及对云镜进行控制。为了更直观方便观看图像,还可以通过解码器将前端信号轮流进行解码成模拟信号在12个监示器和大屏幕上进行显示,以及通过矩键盘对摄像机进行控制,示意图如下:

图1  系统示意图

1、在施工地段设立一个视频采集点,视频图像数字化后经无线网络传输;

2、视频图像监清晰流畅 ,图象显示速度最高可达到25帧 /每秒;

3、系统具有良好可扩展性,随着监控点的增加,只要增加前端设备,无需安装软件;

4、用户通过监控中心,可以随时了解各道路施工地段的情况,可以进行连续24小时实时监控。

(4)系统功能

系统具有良好可扩展性,随着监控点的增加,只要增加前端设备即可;

用户可通过监控中心电视墙或者电脑客户端镜头轮跳切换方式,连续24小时实时监控;

系统具有监控、录像、回放、传输和备份功能,设备支持前端SD卡存储;

可采用智能手机、客户端、电视墙多种方式浏览前端各监控点视频图象;

支持前端云台控制;

支持双向语音对讲;

完善的系统日志管理功能。

(5)系统组成

在建筑工地安装3G视频服务器终端,对工地情况进行实时监控;监控中心对前端模块获取的实时数据进行分析。

前端可以采用3G/CDMA总队搭建一条联通或电信APN光纤,工地视频由硬盘录像机采集后,通过3G视频服务器(联通/电信APN网络)实时传输总队,具有实时、安全、保密性。

图2  系统组成

应用:施工现场监控、安全生产监管、应急指挥调度;

前端:摄像机、箱式无线视频服务器及电源天线等附件;

监控中心:单级或多级监控中心,部署平台、存储以及电视墙解码器;

存储:前端存储(SD卡)或中心存储(各级平台本地硬盘存储或IP磁盘阵列)。

(6)平台设计

图3 平台中心

在本项目中,为节约成本,三台服务器功能将集中于一台服务器完成。

1、注册服务器:注册服务器提供终端上线注册功能,并与终端实时保持心跳连接;

2、流媒体转发服务器:转发服务器提供视音频数据、信令和GPS定位信息的转发和负载均衡工作;

3、存储服务器:存储服务器提供了图像的存储功能。

编辑:苏曼
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