施工現場無線監控解決方案應用

2015年03月07日
施工現場無線監控解決方案應用
    來源:《中國安防》    作者:寧波中研瑞華數字技術有限公司
    無線遠程聯網視頻管理系統解決方案旨在通過3G通信技術和先進的計算機技術,加強建筑工地施工現場安全防護管理,實時監測施工現場安全生產措施的落實情況,對施工操作工作面上的各安全要素如塔吊、井字架、施工電梯、中小型施工機械、安全網、外腳手架、臨時用電線路架設、基坑防護、邊坡支護以及施工人員安全帽配戴(識別率達90%以上)等實施有效監控,隨時將上述各類信息提供給相關單位監督管理,及時消除施工安全隱患。

    一、項目背景

建筑工地是一個安全事故多發的場所。由于目前的工程建設規模不斷擴大,工藝流程更加的紛繁復雜,加上人員、設備、材料進出頻繁,如何搞好現場施工現場管理,控制事故發生頻率,變成了施工企業、政府管理部門關注的焦點。

雖然各地方建設局都明文規定轄區內的建筑工地必裝音視頻監控系統以供遠程監視,并錄像取證,但是,由于建筑施工工地遍布市區各地,給管理增加了難度。工作人員需要常年奔波于各個工地,對工地進行現場的督察。這不僅是時間上的浪費,從某種意義上說更是人力成本上的浪費。因此利用信息化手段,對建筑施工工地使用視頻監控系統進行監控便成了建筑行業安全施工管理待考慮的問題。這樣不僅具有隨時監視的靈活性,而且可以大大減輕工作強度,提高工作效率,增強對工地的監管力度,為進一步提高建筑施工質量,規范建筑施工行為,減少安全事故的發生提供了有力的幫助。

 

 

二、市場需求分析

1.建筑材料監控

建筑工地都有大量的腳手架\電纜等設施和建筑材料,這些物品由于價值不菲,運輸方便,往往成了被偷盜的對象。在沒有視頻監控的工地,由于管理者不能24小時監督工地,導致在深夜和凌晨的偷盜現象非常嚴重。將大部分的建筑材料統一存放到某一位置,在此處設點采用紅外攝像機和陌生人實時報警聯動功能,不管白天晚上都可以有效地減少財產的損失,降低建筑商的成本。

2.工地重大危險源監控

施工生活用危險化學品及壓力容器是第一類危險源,人的不安全行為、料機工藝的不安全狀態和不良環境條件為第二類危險源。建筑工地絕大部分危險和有害因素屬第二類危險源,第二類危險源又可以分為以下幾種:

(1)腳手架、模板和支撐、起重塔吊、物料提升機、施工電梯安裝與運行,人工挖孔樁、基坑施工等局部結構工程失穩,造成機械設備傾覆、結構坍塌、人亡等意外。

(2)施工高層建筑或高度大于2m的作業面(包括高空、四口、五臨邊作業),因安全防護不到位或安全兜網內積存建筑垃圾、人員未配系安全帶等原因造成人員踏空、滑倒等高處墜落摔傷或墜落物體打擊下方人員等意外。

(3)焊接、金屬切割、沖擊鉆孔、鑿巖等施工,臨時電漏電遇地下室積水及各種施工電器設備的安全保護(如:漏電、絕緣、接地保護、一機一閘)不符合要求,造成人員觸電、局部火災等意外。

(4)工程材料、構件及設備的堆放與頻繁吊運、搬運等過程中因各種原因易發生堆放散落、高空墜落、撞擊人員等意外。建筑工地重大危險源,可能造成的事故危害主要有:高處墜落、坍塌、物體打擊、起重傷害、觸電、機械傷害、中毒窒息、火災、爆炸和其他傷害等幾種類型。

(5)利用網絡將分散各地的塔吊工作地點集中化管理,實現可視化遠程監控。

3.工地臨時用房監控

(1)廚房與臨建宿舍安全間距不符合要求,施工用易燃易爆危險化學品臨時存放或使用不符合要求、防護不到位,造成火災或人員窒息中毒意外;工地飲食因衛生不符合衛生標準,造成集體中毒或疾病意外。

(2)臨時簡易帳篷搭設不符合安全間距要求,易發生火燒連營的意外。

(3)電線私拉亂接,直接與金屬結構或鋼管接觸,易發生觸電及火災等意外。

(4)臨建設施撤除時房頂發生整體坍塌,作業人員踏空、踩虛造成傷亡意外。

 

 

三、無線遠程聯網視頻管理系統簡介及具體要求

無線遠程聯網視頻管理系統解決方案不僅支持有線網絡監控,還可以適應多種惡劣環境下的無線監控,而且連接方便,功能強大,還可以對現場進行防盜管理,因此可以廣泛應用于多種工地的現場和遠程監控管理。該技術旨在通過3G通信技術和先進的計算機技術,加強建筑工地施工現場安全防護管理,實時監測施工現場安全生產措施的落實情況,對施工操作工作面上的各安全要素如塔吊、井字架、施工電梯、中小型施工機械、安全網、外腳手架、臨時用電線路架設、基坑防護、邊坡支護以及施工人員安全帽配戴(識別率達90%以上)等實施有效監控,隨時將上述各類信息提供給相關單位監督管理,及時消除施工安全隱患。

隨著科技高速發展,視頻信號經過數字壓縮,通過寬帶在互聯網上傳遞或通過3G的方式,可實現遠程視頻監控功能。將這一功能運用于施工現場安全管理,勢必會大大提高管理效率,提升監管層次。

1. 安全要求

為加大對建筑工程的質量安全監督管理力度,規范建筑工程施工現場視頻監控的規劃、建設、維護、應用和管理,防范安全事故的發生,由天津市建設工程質量監督管理總隊主導建設建筑工地無線視頻監控及現場執法系統,是基于3G網絡應用的無線視頻監控系統,實現對建設施工工地遠程監控,信息管理,提高安防、技防水平。

2. 管理要求

市監控中心通過視頻監控系統對深基坑、高支模、外腳手架等危險性較大的工程施工和使用情況進行重點監控,及時了解危險性較大工程的施工進度和安全狀態;發現存在安全隱患或其他違規行為的,立即對施工現場管理人員進行現場點名,并以電話通知施工現場管理人員及時對有關問題進行整改,同時將有關情況通報質量安全監督機構立即采取應急措施,防止重大質量安全事故的發生。

3. 具體要求

(1)施工作業現場監控

在各作業區安置監控點,及時了解施工現場情況,并且應能協助相關部門檢查是否有違章作業、違規操作等行為,加強監管的力度。

(2)進出口要道及工地周界監控

進出口要道是各車輛的必經之道,也是閑雜人員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。設在此處的監控點全自動日夜切換,24小時無人值守,并能對現場情況進行實時錄像及報警。

(3)監控中心監控

監控中心可以任意調看一臺或多臺監控設備拍攝的現場實時圖像,可根據線路速率及監控需要來調整監控設備的圖像質量和傳送速率。終端用戶可利用計算機、PDA等有線或無線監控、監視設備觀看遠程監控設備實時傳回的現場圖像, 也可通過因特網來觀看圖像。監控系統具有權限管理功能。監控系統有信息保密功能。對監控設備進行基本配置,如設置監控服務器的域名等。對監控設備初始化完畢后,可以通過網絡對它進行遠程設置和控制。并且可根據需要把監控視頻信息輸出到電視墻。

4.滿足使用環境

(1)能有效防振

由于建筑工地環境各異,所選設備滿足工地攪拌機振動表現出振動頻率高、振動幅度大等特點。

(2)適應工地環境特點

建筑工地所設機房多為臨時房屋,設備需要四季運行,所選設備必須滿足溫度、適度、灰塵等多方面惡劣條件。

 

 

四、無線監控解決方案設計

1. 設計原則

(1)可靠性原則

網絡系統的設計必須貫徹可靠性原則,使網絡系統具有很高的可用性。無線傳輸系統的可靠性是具有實用性的前提。故障率低:3G無線網絡產品在正常工作環境下,24小時不間斷運行的平均無故障時間是10萬小時;抗干擾強:3G無線網絡產品采用的技術,本身具有很強的抗干擾特性。

(2)穩定性原則

無線視頻監控系統是安防監控系統的一種,穩定性是3G視頻監控系統的基本要求。監控系統的穩定性需要通過設備穩定,安裝穩定等多個方面。

(3)經濟性原則

在能夠滿足需求的情況下,系統建設的費用越低,經濟性就越好。

(4)可擴充性原則

為了使現有的系統在將來能夠得到充分的利用,現有的投資在將來不被浪費,這就需要系統有充分的、靈活的適應能力和可擴展的能力,以便于系統將來的擴容與升級。系統應留出充分的擴充接口,當系統擴建和增加功能時,通過升級軟件和硬件實現功能和性能擴充。

(5)便于維護原則

這是為系統在使用過程中的實際需要考慮的。系統工程實施結束交付使用以后,應該便于各種日常維護工作,能夠方便地進行軟件的重新配置、系統的自檢與恢復、硬件備品備件的更換和軟件系統的升級。

(6)可管理性原則

網絡系統具有良好的可管理性,使得網絡管理人員能及時方便及時地掌握諸如網絡拓撲結構、網絡性能統計、網絡故障等信息,能簡便的對網絡進行配置和調整,確保網絡工作狀態良好。

2. 系統設計

(1)設計依據

《安全防范系統通用圖形符號》(GA1T77)

《安全防范工程費用概算編制方法》(GA/T70)

《防盜報警中心控制臺》(GB/T16572臺7072)

《防盜報警控制器通用技術條件》(GB/T16572)

《社會治安動態視頻監控系統技術規范》(DB33/T502-2004)

《民用閉路監視電視系統工程技術規范》(GB50198-94)

《信息網絡數字視頻應用系統規范》(BJ/Z0001-2003)

《信息技術開發系統互連網絡層安全協議》(GB/T 17963)等

 (2)設計方案

本方案主要采用網絡視頻服務器將攝像機的視頻信號轉換為基于以太網絡標準數據包方式。

監控中心可得到全部顯示圖像,核心的網絡視頻監控系統采用標準的TCP/IP協議,能架構在局域網、廣域網和無線網絡之上,可以與各種類型的不同的以太網設備無縫連接。系統授權用戶可在網絡的任何計算機上對監控現場實時監控,真正做到一網多用。

系統采用先進的數字處理技術,可以在回放以前資料的同時不影響正常錄相,保證了資料的完整性,也可以利用抓拍功能使圖像更加清晰,可以將重要資料進行備份和打印,這將有利于重要資料的保存和管理。

(3)系統工作流程

前端網絡視頻編碼器將攝像機輸出的模擬視頻信號,云臺和鏡頭的控制信號打包編碼成網絡傳輸的TCP/IP數據包,監控點原有錄像機通過視頻編碼器的軟件就可以對本區域所有圖像進行監控和錄像、回放,對云鏡進行控制。

無線網絡將各監控點的所有圖像信號集中到主控室,主控室和各監控點一樣,在服務器上安上視頻編碼器軟件就可以對所有攝像點進行監看、錄像、回放及對云鏡進行控制。為了更直觀方便觀看圖像,還可以通過解碼器將前端信號輪流進行解碼成模擬信號在12個監示器和大屏幕上進行顯示,以及通過矩鍵盤對攝像機進行控制,示意圖如下:

圖1  系統示意圖

1、在施工地段設立一個視頻采集點,視頻圖像數字化后經無線網絡傳輸;

2、視頻圖像監清晰流暢 ,圖象顯示速度最高可達到25幀 /每秒;

3、系統具有良好可擴展性,隨著監控點的增加,只要增加前端設備,無需安裝軟件;

4、用戶通過監控中心,可以隨時了解各道路施工地段的情況,可以進行連續24小時實時監控。

(4)系統功能

系統具有良好可擴展性,隨著監控點的增加,只要增加前端設備即可;

用戶可通過監控中心電視墻或者電腦客戶端鏡頭輪跳切換方式,連續24小時實時監控;

系統具有監控、錄像、回放、傳輸和備份功能,設備支持前端SD卡存儲;

可采用智能手機、客戶端、電視墻多種方式瀏覽前端各監控點視頻圖象;

支持前端云臺控制;

支持雙向語音對講;

完善的系統日志管理功能。

(5)系統組成

在建筑工地安裝3G視頻服務器終端,對工地情況進行實時監控;監控中心對前端模塊獲取的實時數據進行分析。

前端可以采用3G/CDMA總隊搭建一條聯通或電信APN光纖,工地視頻由硬盤錄像機采集后,通過3G視頻服務器(聯通/電信APN網絡)實時傳輸總隊,具有實時、安全、保密性。

圖2  系統組成

應用:施工現場監控、安全生產監管、應急指揮調度;

前端:攝像機、箱式無線視頻服務器及電源天線等附件;

監控中心:單級或多級監控中心,部署平臺、存儲以及電視墻解碼器;

存儲:前端存儲(SD卡)或中心存儲(各級平臺本地硬盤存儲或IP磁盤陣列)。

(6)平臺設計

圖3 平臺中心

在本項目中,為節約成本,三臺服務器功能將集中于一臺服務器完成。

1、注冊服務器:注冊服務器提供終端上線注冊功能,并與終端實時保持心跳連接;

2、流媒體轉發服務器:轉發服務器提供視音頻數據、信令和GPS定位信息的轉發和負載均衡工作;

3、存儲服務器:存儲服務器提供了圖像的存儲功能。

 
 
來源:煙臺三和網絡系統有限公司
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