地铁施工实时视频监控系统的建设

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