2019年3月第1期葛洲坝集团科技总第129期
基于无线网桥技术的山区高速公路工程
干果礼品盒陈雨龙、汪仁平
中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司
摘要：山区高速公路工程项目具有建设点多线长的特点，项目管理较为困难且复杂；
视频监控系统辅助管理技术，满足现场施工管理需要，适应高速发展的建筑业管理水
平。无线网桥技术可实现摄像机到现场项目部的信号远距离传输，通过Internet网络视
频监控管理中心，完成视频监控系统的建设。基于无线网桥技术的视频监控系统建设应
用于巴通万高速公路项目建设运用效果良好，为同类建设项目提供了借鉴作用。
关键词：无线网桥技术；山区高速公路：视频监控系统；建设与应用
关联成像
1前言
巴中至万源高速公路（简称巴通万高速公路）起自四川省巴中市巴州区清江镇南侧，由西向东，途经通江县，止于万源市以北官渡镇，路线全长120.392km，沿线属秦巴中、低山区，包括中切割低山、中切割中山和深切割中山，属于典型的山区高速公路工程项目，具有建设点多线长的特点。具体表现为路线长，建设工程作业量大，作业点位分散；地质地形复杂，施工难度大；临建设施多，材料运输难度大；气候复杂，综合影响大；桥隧比较高，工艺流程要求高，项目管理较为困难且复杂。
传统的管理模式是依靠现场管理人员深入施工作业区巡视检查、监督，这样的管理模式不仅受限于人力投入及管理人员水平，而且管理效率低下且存在盲区。近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，使得视频监控系统在施工现场的应用成为可能。视频监控系统主要通过对监控点视频图像采集、调用、控制等操作来针对某特定施工作业区域进行管理，它能够24小时实时反馈施工现场情况，在第一时间内将施工现场情况以图像或声音的形式呈现给项目管理人员，从而使管理人员有效的作出反应，并将发生事件全程录像、即时抓拍、备份存储，并对重要数据进行记录，为处理事故提供切实证据。视频监控系统在施工现场管理中的应用有利于提高管理效率与管理水平，使施工现场管理更具规范性、前瞻性，项目施工生产随之将得到有效的预测和控制，实现了建设工程监督方式的革命性跨跃。
巴通万高速公路总承包项目部为保证质量、安全、文明施工以及进度目标，满足现场施工管理需要，提高建筑业管理水平，建设了视频监控系统辅助施工管理。本文针对山区高路公路工程视频监控系统建设，依托王家岩高瓦斯特长隧道，研究无线网桥技术在建设视频监控系统中的应用，为同类建设项目提供借鉴作用。 2基于无线网桥技术的视频监控系统建设
视频监控系统一般采用三级架构：一为视频前端，主要包括了摄像机、现场项目部；二为Internet传输网络，主要包括了前端信号的传输以及分控中心或者各种移动端；三为视频监控管理中心，主要包括服务器、存储器以及显示大屏。一级架构中的摄像机采集施工现场的音频、视频信号传输到达现场项目部；二级架构将到达现场项目部的信号经过交换机转换再通过Internet网络传输到达三级架构（视频监控管理中心）；视频监控管理中心配置有中心服务器、显示大屏，一方面可以将音频、视频信号显示在大屏幕上，另一方面设置子账号，可以在移动端显示。
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No.1Mar.2019GEZHOUBA GROUP SCIENCE&TECHNOLOGY Serial No.129
三级架构中的关键技术是一级架构中的视频前端摄像机到现场项目部的信号传输。山区工程建设项目
大多数采用网线的有线传输，局限性明显，一方面受限于网线有线传输距离，即网线传输超过一定距离（大于150m）就会出现信号不稳定、信号衰弱连接不上，甚至是没有信号等情况，如果过长距离的信号传输必须加装交换机、中继器，或者采用光纤传输，额外增加建设成本；另一方面受限于施工地势与现场要求，山区工程建设施工地点偏远、场地有限、地势起伏较大，随着设计变更及施工进度，施工现场情况是一个动态的复杂环境，也存在后期增加监控点位的需要。采用网线传输不仅不利于摄像机位置变动，而且不利于后期视频监控的后期扩展，移动位置、后期扩展后要重新规划网络、网线与交换机布置，施工复杂且技术要求高，进度较慢。
无线网桥技术顾名思义就是无线网络的桥接，利用无线传输方式实现在两个或多个网络之间搭起通信的桥梁，工作原理其实就是网桥把空气作为介质来传播信号，简单来说就是一端网桥把网线中的信号转化为无线电磁波信号并定向发射到空气中，另外一端的网桥作用刚好相反，它接收空气中的无线电磁波信号并转化为有线信号。无线网桥技术根据型号及现场良好的无遮挡环境，最远传输距离可达30Km。
釆用无线网桥技术建设视频监控系统，不仅安装工作简单，不需要布线，组建、配置与维护均较为容易，一般的计算机人员都可以胜任管理工作，同时不受限于网线线缆的布置，随着建设工程的进度与变迁，尽可以随心所欲的配置摄像机或者移动摄像机，通信范围受环境条件影响限制小，扩展了网络的传输范围，相较于网线传输，还可以有效提高设备的利用率并减少投资。
3山区高路公路工程视频监控系统的建设应用
王家岩隧道左线全长4958米，右线全长4778 米，为特长隧道，位于四川盆地东北缘与陕南鄂西山地之过渡地带，进口位于张家沟右岸侧斜坡，出口位于庙沟左岸。由于隧道在该区穿越的侏罗系下统白田坝组三叠系上统须家河组含煤地层，设计初期将该隧道定为低瓦斯隧道。王家岩特长隧道于
2017年年底开始组织施工，于2018年中旬检测瓦斯浓度和绝对涌出量超出低瓦斯等级，达到高瓦斯等级，随即召开《王家岩隧道瓦斯等级鉴定报告》评审会，通过评审，确定为高瓦斯等级。
洞口是隧道工程的第一印象，同时洞口位置也是人员、材料进入隧道工程的唯一通道，因此对于隧道洞口的监控尤为关键，再加上王家岩隧道为瓦斯隧道，洞内安装监控系统存在安全隐患，洞口监控变的更为突出。基于无线网桥技术的视频监控系统建设的关键技术就是依据施工现场的地形地势、传输距离、传输速率、工作频率、供电方式以及有无障碍物等情况优选设备型号、数量，供电模式以及布置位置、角度等。王家岩隧道视频监控系统于2018年上旬完成了建设并完成视频传输。由于距离现场项目部较近，选择的监控点位为王家岩隧道右线万源段进口端洞口，采用无线网桥技术将摄像机的视频信号传输给现场项目部，再通过Internet网络传输到达视频监控管理中心完成视频监控系统的运行。
确认王家岩隧道为高瓦斯隧道后，基于高瓦斯隧道的施工要求与安全规程，对于王家岩隧道洞口进行了改造，同时也拆除了王家岩隧道右线万源段进口端洞口的视频监控系统。对于高瓦斯隧道的管理要
求与安全需要，选择万源段的两个施工洞口均作为监控对象，即王家岩隧道右线万源段进口端洞口与王家岩隧道左线万源段进口端洞口。由于王家岩隧道（万源段）左、右线洞口相距较远，且与现场项目部也存在一定的距离，因此根据现场实际情况进行优化，选择在王家岩隧道（万源段）左、右线洞口之间建立一个无线网桥中继。最终信号传输路径为王家岩隧道（万源段）左线洞口〜无线网桥中继〜王家岩隧道（万源段）右线洞口〜现场项目部〜视频监控管理中心。王家岩隧道右线万源段进口端洞口无线网桥不仅完成右线洞口摄像机的视频传输，同时作为王家岩隧道左线万源段进口端洞口无线网桥中继完成左线洞口摄像机的视频传输。
主要设备优选为高速球形摄像机，远距离无线网桥（15km），远距离无线网桥中继,8路网络硬盘录像机与16口全千兆交换机等。无线网桥WLAN采用5GHz频段通信，在无严重遮挡的情况下，通信距离
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可以达到30km。安装实施过程，首先将监控点位、监控中继以及现场项目部的设备安装调试完成，此时应注意无线网桥的偏转角度，然后依次对视频信号传输回路进行联网调试，以进行组网完成信号传输，最终视频信号传输到现场项目部完成一级架构传输，再通过Internet网络传输到达视频监控管理中心。电热恒温鼓风干燥机
于王家岩隧道(万源段)洞口改造完成同时完成视频监控的建设，基于无线网桥技术扩展监控点位简单易操作，不需要布置有线线缆，不仅保证了施工进度，而且节约了施工成本。视频监控的建设完成后，确保了高瓦斯隧道进出隧道人员、车辆、资源的实时监控，对于突发问题可以进行及时反馈，保证高瓦斯隧道施工的有序进行，满足安全、质量要求。
4结论
视频监控系统作为山区高速公路工程现场施工管理的一项重要技术，满足现场施工管理需要，提高了建筑业管理水平。基于无线网桥技术的视频监控系统的建设通信范围受山区环境条件影响限制小，扩宽了网络的传输范围，安装工作简单，支持后期监控点位移动、扩展。于巴通万高速公路项目王家岩隧道的视频监控系统建设运用效果良好，为同类建设项目提供了借鉴作用。
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[作者简介]
陈雨龙男中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司湖北宜昌443000
汪仁平男中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司教授级高级工程师湖北宜昌443000
(接第69页)
[参考文献]
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赵兵清男中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司二级建造师湖北宜昌443000
万赐晖男中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司湖北宜昌443000
佟笛男中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司湖北宜昌443000
谭廉政男中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司湖北宜昌443000
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