地铁施工实时视频监控系统地建设.docx

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地铁施工实时视频监控系统地建设

盾构施工实时视频监控系统的建设

一、建立盾构施工远程监控系统的意义

随着地下空间开发的迅猛发展，一个大型的地下工程的施工企业往往会面临多个工地同时进行施工，工地的分布非常分散等诸多困难。

由于有经验的管理人员有限，因此如何对这些工程进行有效的管理和全面的技术支持，就成为一个目前急需解决的问题。

要进行远程的管理和技术支持，首要的是对施工信息有一个全面、及时、准确的掌握，同时通过先进的分析手段，对施工进行指导。

而目前的远程信息管理系统往往只是对行政和技术文件的管理，而无法实时地获取施工信息，更不能提供施工指导上的帮助了。

因此，结合城轨公司实际情况，构建盾构隧道信息化施工实时远程管理系统，以期能对其散布在各个城市的工地的施工进行及时全面的管理。

二、目前盾构施工远程监控系统所具备的功能

1、网络化监控。

通过计算机网络，能做到对任何现场进行实时监控。

2、可实现网络化的存储，该系统可以实现本地或远程的录像存储及录像查询和回放。

3、具有可高可靠性与高图像的质量，目前视频监控系统的视频编码器与网络摄像机均为整机嵌入式系统，是工业化的生产设备，具有极高的可靠性，其视频图像编码器已融合了多种新型的专利技术。

其图像与画面清晰、流畅，图像与画面的清晰度可达到录像带与VCD级的效果。

三、对后续盾构施工远程监控系统的建议

整个系统分以下几个部分：

在施工现场有数据采集监视系统和施工分析系统两个部分。

数据采集系统的主要功能是利用盾构内部的传感器获取实时的施工数据。

数据采集计算机有两台，一台在井下，一台在地面上的控制室。

这两台机器和另一台装有施工分析系统的计算机通过HUB相联，组成了一个对等网，实现施工数据的共享。

施工分析系统主要有三大功能：

将实时数据和报表数据及时传递至总部；完成数据查询，报表制作，图形绘制等基本功能；对现场数据和施工情况进行自动分析，提出施工参数的控制方案。

1、后台数据库

分布式数据库是在分布式管理模式下，每个远程分部的数据信息均存放在本地，平时可独立操作使用；同时定期通过远程通信线路，将本地的所有数据信息或汇总数据信息发送到远程总部；总部接收到数据后再将其恢复到总部的数据库服务器中，以满足总部对整个企业运营数据管理与决策的需要。

每个施工现场的数据库的结构都是相同的：

主要包括盾构施工参数表，施工进度记录表，施工大事记录表，盾构姿态参数表，管片姿态参数表，沉降情况表，工程基本概况，地面测点布置，沿线地质资料，沿线重要设施情况等表。

公司总部数据库中除了包括各个工地数据库，还包括工程汇总表，标准域名描述一览表，盾构基本信息一览表，用户信息表。

2、数据传输

从系统的数据来源可分为两个部分,一部分是有传感器传送来的盾构的各类运行参数,另一部分则是有人工定期输入的量测数据﹑情况记录等数据。

前者数据要求很强的实时性，需要随时与公司总部的数据同步，而后者的数据只需要定期更新即可。

因此对这两类数据采用了不同的数据传送方法。

对于实时施工数据，由于每个盾构的生产厂商和型号的不同，因此获取的施工数据方式和数据内容都不相同，为此通过一个Read程序，将不同数据采集系统获取的数据转换到施工现场的标准数据库中，而与此同时将此数据片段加密后通过互联网传送至公司总部，公司总部的服务器将其解密等处理后，放置到总部的服务器中。

从数据的传递过程中，采用了双向FTP不间断进行片段数据传输，采用这种方式原因在于实施非常灵活，可靠性和安全性都比较高。

对于其他需要定期传送的数据，采用了SQLSever中的数据转换服务（DTS）的方法完成。

3、数据发布

当施工现场数据进入公司总部的数据库后，通过WindowsXP的Internet信息服务（IIS）进行发布，对于实时的监控数据通过Flash的网页进行实时图形显示，历史数据和其他数据采用ASP技术以EXCEL数据表格方式显示，而报表的订阅定时群发功能则通过Windows提供的计划管理完成。

为了保证系统的安全性，采用安全模式的用户登录方式，即用户名和密码经过加密以后才在互联网通过安全套接字层连接后发送，保证了密码的安全性。

同时，为了方便使用，用户还在自己的权限范围可以自行授权子用户。

4、数据分析

除了能为技术人员同步提供详尽，准确的施工数据以外，施工数据的分析也是一个非常重要的方面。

施工数据的分析分为两个方面，一个方面是在施工现场提供快速有效的地面沉降的预测和施工参数的设定建议，另一方面，是对各工程历史数据进行分析计算，找出规律。

在施工现场的数据分析设计是在用人工神经网络进行系统的数学模型的建立时，我们扩展原有的输入量，增加了注浆压力，注浆方量等原来很难及时获取的数据，同时从原来的每环一组数据，变成每推进0.2m生成一组数据，使系统的响应速度加快，如果发现预测结果与实际情况误差增大，系统将自动加大数据获取量，例如：

网络训练数据该为每推进0.1m生成一组数据，使系统尽快适应变化的模型。

除了施工现场的数据分析以外，在公司总部对历史数据的分析也至关重要，由于数据量非常大，而且数据的实时性要求高，因此在总部的数据分析系统，我们采用了有限元和混沌神经网络进行数据分析。

四、此视频监控系统所管理的目标

远程监控管理体系提供了一整套安全管理模式，可以实现如下管理目标：

1、组织管理

管理体系明确了各部门和人员的定位，划分了所有人员的职责，通过分级授权和责任分担体系实现工程安全、质量、进度的过程管理。

2、责任心管理

通过系统的管理调动所有人的责任心和积极性，约束所有参与者的行为，形成合理的责任分担体系，有利于发挥所有人的能力和积极性，共同做好此工作。

3、明晰的奖惩制度

通过管理平台建立各种奖惩制度，进一步规范各施工单位的施工安全行为，使得远程监控管理体系中的各项要求得到有效落实。

盾构施工管理最终目标：

通过各方的共同努力，最终做到主动安全（施工技术水平的提高、安全意识的培养）和被动安全（安全监控、安全管理、应急处置等一系列制度的严格落实）相结合，形成多级管理、多重防御、环环相扣的安全管理体系，全面堵塞可能的安全漏洞，全面降低事故发生的概率。

4、明确了安全管理构架

地铁在远程监控管理平台的基础上，结合自身安全管理思路，形成了地铁建设的安全管理体系框架，将安全管理工作职责与工作流程嵌入平台。

远程监控管理体系由指挥层、中间管理层、现场执行层组成。

其中，指挥层由城轨公司主要领导及后台专家组成；中间管理层由工程部、安质部、远程监控管理中心组成；现场执行层由工程部、机电部、物资部、安质部及盾构队共同参与。

各项目现场执行小组以项目调度长为第一责任人，负责管理和实施监控系统，负责系统运作相关事宜的组织和协调、负责跟踪记录工况及监控数据及时准确上传。

5、提高了管理效率

通过网络对工地数据进行采集，消除了工程管理的空间距离，实现了分散工程的集中管理，对各项目地铁工程实行全面监控，使管理者足不出户便能及时掌握工程各方面的进展情况，提升了管理效率。

6、强化了安全管理手段

管理平台作为各级管理者的交流平台，在处理预警事件的过程中发挥了较大的作用，使得公司在安全管理方面的手段更加丰富。

7、增强了现场执行力

管理体系通过责任分担体系对各项目进行职责梳理和明确界定，并通过有效的管理制度、考核制度监督执行，提高了现场执行能力。

8、确保了现场数据的及时有效性

通过相关制度确保监测数据能够及时有效上传，并真实反映工地现场的实际情况；在有效监测数据及时上传的基础上，对施工原始资料及其他相关信息进行处理及综合分析判断。

9、及时消除了安全隐患

系统每天同步处理各个工地上传的上万条海量数据，及时发现异常的监测数据，在监控中心专业分析人员及后台专家的进一步分析核实后触发相应的报警流程，通过三级报警体系结合各相关单位及时采取有效措施，消除安全隐患。

后台的专家依据多年安全管理、事故处理经验及时提出相关处理建议，辅助管理单位有效解决安全隐患，最终把安全隐患消灭在萌芽状态。

10、强化了各单位的安全风险意识

通过大量的管理措施及远程监控管理系统使用操作培训，有效地提高了各单位的安全意识、责任心、积极性及专业水平，提高了各单位对安全风险的免疫能力，挖掘所有参与人员的潜力，长远地发挥作用。

五、通过本视频监控系统可解决的问题：

1、对公司领导或公司主管经理，可在办公室或出差在外也可随时随地地掌握与了解工程建设施工生产进度计划完成的实施状况，并能与工程项目经理与主管副经理及时沟通和解决项目施工生产中急需解决的问题。

2、对公司主管部门：

1）工程部：

可通过登录工地项目的视频监控图像与语音录像系统，随时掌握与了解并及时解决项目日常施工生产中出现的问题：

（1）及时掌握与了解工地施工现场的工程施工生产进度和与工地项目副经理协调生产调度、调整与安排，以便更好地完成公司下达的施工生产计划；

（2）及时掌握与了解工地施工现场的工程项目施工质量与安全方面的情况及施工现场的环境卫生与文明施工状况，并及时地解决工程项目施工生产过程中的施工质量、安全方面的问题；

2）机电物资部：

可通过登录工地项目的视频监控图像与语音录像系统，随时掌握与了解并及时解决项目日常施工生产中的材料、物资供应与机械设备的使用问题；

（1）及时掌握与了解工地施工现场的材料、物资供应与现场材料、物资的到货和使用情况，以保证工程项目施工现场材料、物资的供应与使用和协调工程材料、物资的到货与供应情况；

（2）及时掌握与了解工地施工现场工程项目大型施工机械（如塔吊、施工电梯、施工井架的）安全使用与维修情况，及大型施工机械（如塔吊、施工电梯、施工井架）的加节、提升等情况；

3）财务部：

可通过登录工地项目的视频监控图像与语音录像系统，随时掌握与了解并及时解决项目日常施工生产中的资金使用与生产急需资金的协调和生产资金报表的安排与使用情况及保证资金的及时高度与安排工作

3、对项目经理：

通过登录工地视频监控图像与语音录像系统，随时掌握与了解并及时解决项目日常施工生产中的施工进度计划完成情况与项目施工质量、安全状况和工地的材料、物资与人员和资金使用与协调和调度。

使工程项目的生产更加顺利。

4、对安全生产与重大危险源的监控：

1）重大危险源监控：

通过视频监控系统对工程项目施工中的重大危险源项目：

①.深基坑支护；②.人工挖孔桩施工；③.现场高支模施工作业；④.外墙脚手架的搭设与施工；⑤.大型施工用起重机械（塔吊、施工电梯与施工井架）等具有危险性较大的大型工程机械的折装、加节、提升等施工和使用情况进行重点监控，能及时掌握与了解危险性较大工程的施工进度和安全状态，对监控中发现的安全隐患或其他违规行为，可责令施工现场立即进行施工整改或停工检查。

2）施工现场安全防护情况监控：

（1）对深基坑土方开挖工程施工时出现超挖施工等未按施工方案进行施工的违法违规行为，如:

深基坑坑边荷载堆载过大、临边防护未设置栏杆，深基坑支护结构出现明显开裂、渗漏等异常情况，深基坑支护工程未做完即进行基坑内的施工作业等情况进行实时监控；

（2）现场人工挖孔桩洞口边施工,无防护或洞口附近堆放土石方或工人下井作业时未使用安全防护用品（安全帽、安全带）等情况进行实时监控；

（3）对高大模板工程和外墙脚手架工程的搭设与施工过程作业等情况进行实时监控；

（4）对大型施工用起重机械（塔吊、施工电梯与施工井架）等具有危险性较大的大型工程机械的折装、加节、提升等施工和使用、防护等情况进行重点的实时监控；

（5）对高空危险作业人员不按要求使用安全带、施工现场人员未戴安全帽的，或未在施工现场入口处、施工起重机械、临时用电设施、脚手架、出入通道口、基坑边沿设置明显的安全警示标志及施工现场乱接、乱拉或电线、电缆随意拖地等情况进行实时监控。

六、加强人才队伍培养：

随着我国生产力的快速提升和科技科学技术发展与进步，加速科技人才的培养与科学技术创新已提上公司日程，要加快公司