一、行業(yè)背景
在全國范圍內(nèi)的加強(qiáng)基礎(chǔ)交通建設(shè)的大背景下，高速鐵路及高速公路發(fā)展不斷提速，越來越多的鐵路線和公路線建設(shè)陸續(xù)開工。在發(fā)展道路建設(shè)不可避免地會(huì)遇到諸如山區(qū)和丘陵等復(fù)雜的地理環(huán)境，開掘隧道是在上述地區(qū)鐵路和公路建設(shè)經(jīng)常會(huì)遇到的問題。隧道建設(shè)方案作為最直接，也是采用最多的穿行方案，可以有效地發(fā)揮縮短行車?yán)锍?，提高線型標(biāo)準(zhǔn)、保障運(yùn)營安全，保護(hù)生態(tài)環(huán)境等特點(diǎn)。現(xiàn)實(shí)情況看，隧道建設(shè)是一項(xiàng)艱苦、危險(xiǎn)性較高的工程，如何高效率得在保證施工安全前提下，提高隧道掘進(jìn)的質(zhì)量和速度，越來越多的工程建設(shè)單位通過建立監(jiān)控系統(tǒng)來降低和保障工程的安全性，尤其是近兩年快速獲得應(yīng)用的先進(jìn)的數(shù)字無線監(jiān)控正在隧道建設(shè)中發(fā)揮越來越重要的作用。隨著隧道的廣泛應(yīng)用，對施工過程中的建設(shè)安全情況進(jìn)行第一手的掌握，及項(xiàng)目建成后對路況的實(shí)時(shí)監(jiān)控情況成為重點(diǎn)關(guān)注的對象。
在隧道行業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用中，以目前無線監(jiān)控系統(tǒng)為代表的方案更具實(shí)用性和高效性。針對隧道無線監(jiān)控解決方案中，緊密結(jié)合隧道建設(shè)過程和監(jiān)控運(yùn)營管理的多方面應(yīng)用需求，在保證適應(yīng)各種隧道內(nèi)部復(fù)雜環(huán)境的基礎(chǔ)上，采用當(dāng)前最成熟的微波通訊產(chǎn)品——高帶寬數(shù)字無線傳輸設(shè)備，該方案采用先進(jìn)的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)和領(lǐng)先的視頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)了專業(yè)的隧道安防系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了各級主管對現(xiàn)場的及時(shí)掌控，是遠(yuǎn)在千里之外的施工現(xiàn)場、進(jìn)度、人員狀況，在項(xiàng)目部、公司總部辦公室，以及主管人員的移動(dòng)終端（手機(jī)、IPAD）等及時(shí)準(zhǔn)確的顯示出來。隨時(shí)隨地可以掌控不同現(xiàn)場的進(jìn)度情況。在管理方面提高了工作效率，節(jié)約了到處巡回查看現(xiàn)場的差旅費(fèi)用、車船費(fèi)用等。帶來的不僅是管理效率的改變，長遠(yuǎn)來說也是對管理成本的節(jié)約。
為保障各個(gè)無線監(jiān)控點(diǎn)的有效帶寬和整個(gè)無線鏈路的穩(wěn)定性，我們根據(jù)現(xiàn)場具體情況采用不同的設(shè)計(jì)，這樣就很好的保證了復(fù)雜情況下網(wǎng)絡(luò)的帶寬，一體化的設(shè)計(jì)又為安裝帶來了方便。在隧道無線監(jiān)控系統(tǒng)中，隧道建設(shè)和管理部門可以高效率地提高安全生產(chǎn)的指數(shù)，可以在諸如隧道建設(shè)階段的挖掘車掘進(jìn)、鋪頂車安全性，以及后期的交通監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控、通風(fēng)控制、照明控制、電視、視頻監(jiān)控、火災(zāi)報(bào)警、橫通道門監(jiān)控、中央監(jiān)控等環(huán)節(jié)上為管理部門提供巨大的幫助。
二、方案設(shè)計(jì)原則與依據(jù)
為了確保隧道工程綜合監(jiān)控系統(tǒng)順利實(shí)施，我們根據(jù)現(xiàn)場狀況，針對性的制定了一個(gè)詳細(xì)的無線集中監(jiān)控方案，本方案將會(huì)滿足相關(guān)部門的各種監(jiān)控需求。本方案遵循技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、性能穩(wěn)定、節(jié)約成本的原則。并綜合考慮施工、維護(hù)操作因素，并對以后的發(fā)展、擴(kuò)建、改造、移動(dòng)等因素留有擴(kuò)充的余地。具有先進(jìn)性與適用性，經(jīng)濟(jì)性與便捷性，可靠性與安全性，開放性和可擴(kuò)充性。
根據(jù)國家有關(guān)法規(guī)的要求，我們經(jīng)過認(rèn)真研究、分析設(shè)計(jì)本系統(tǒng)方案。該系統(tǒng)具有性能先進(jìn)、質(zhì)量可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等特點(diǎn)，而且該系統(tǒng)具有方便擴(kuò)展、與其它信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無縫連接的能力，為實(shí)現(xiàn)安防系統(tǒng)的可視化管理奠定了基礎(chǔ)。
本方案依據(jù)如下標(biāo)準(zhǔn)：
《安全防范工程的程序與要求（GA/T75）》
《安全防范系統(tǒng)通用圖形符號(hào)（GA1T77）》
《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（DBJ08-47）》
《安全防范工程費(fèi)用概算編制方法（GA/T70）》
《防盜報(bào)警中心控制臺(tái)（GB/T16572）》
《防盜報(bào)警控制器通用技術(shù)條件（GB/T16572）》
《入侵探測企通用技術(shù)GB10408.1》
《數(shù)字通信接口標(biāo)準(zhǔn)（G.703）》
《國際圖像音視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)（ISO 11172）》
《報(bào)警圖像信號(hào)傳輸裝置（GB/T16677）》
《安全防范系統(tǒng)驗(yàn)收規(guī)則GA308-2001》
《國家電網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)及接口標(biāo)準(zhǔn) Q / GDW 517.1 — 2010》
三、系統(tǒng)整體組網(wǎng)方案
（以蘭州五星坪隧道現(xiàn)場為例）
五星坪隧道總長6.4km，分為5個(gè)作業(yè)面，進(jìn)口位置與1#斜井都是單項(xiàng)作業(yè)面，現(xiàn)場作業(yè)有一分部負(fù)責(zé)。出口位置與2#斜井由二分部負(fù)責(zé)，2#斜井采用雙向作業(yè)。
目前階段，進(jìn)口位置已經(jīng)打通，可以不考慮攝像機(jī)的安裝，1#斜井主進(jìn)口采用有線的形式連接到洞口。
1#斜井最前端作業(yè)面攝像機(jī)采用一個(gè)移動(dòng)點(diǎn)全方位高清迷你球形攝像機(jī)，采用特殊設(shè)計(jì)的三腳架進(jìn)行固定，對前方施工作業(yè)面進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。一個(gè)相對固定點(diǎn)高清紅外球機(jī)（安裝在掛布臺(tái)車上，可隨著臺(tái)車位置的變動(dòng)而向前移動(dòng)）。前端移動(dòng)點(diǎn)位置不確定，所以設(shè)計(jì)為全方位天線，掛布臺(tái)車上的設(shè)備采用定向方式一起傳給二襯臺(tái)車位置，作為1對2的傳輸方式（掛布臺(tái)車與二襯臺(tái)車距離會(huì)隨著進(jìn)度不斷向前推進(jìn)，雖然兩個(gè)臺(tái)車距離很近，但是由于設(shè)備很重，在向前推進(jìn)過程當(dāng)中如果受力不均擔(dān)心造成對線路的破壞，所以此處的攝像機(jī)也采用無線的方式傳給二襯臺(tái)車）。二襯臺(tái)車位置再用另外一臺(tái)無線設(shè)備向洞口交叉處傳遞，在洞口交叉處到1#斜井出口位置采用走光纖的形式進(jìn)行鏈接。由于1#斜井無法與項(xiàng)目部直視，那么此處利用一分部攪拌站和附近村民水塔（紅色房子）做了兩次中繼傳輸?shù)揭环植宽?xiàng)目部。
五星坪隧道進(jìn)口已經(jīng)打通，所以此處本次不在監(jiān)控考慮范圍之內(nèi)。
所有的安裝固定位置，我們均考慮一體化連接箱的模塊化設(shè)計(jì)思路，使箱體內(nèi)部電路統(tǒng)一做一個(gè)整合，外部采用防水防塵接頭相連接，在實(shí)際安裝過程當(dāng)中達(dá)到了快速安裝、快速更換、壽命更長，有利于在不同工地之間的循環(huán)使用。箱體內(nèi)部采用我公司專門設(shè)計(jì)的直流穩(wěn)壓保護(hù)和監(jiān)控專用不間斷供電備用電源，箱體內(nèi)部均采用工業(yè)級監(jiān)控專用交換機(jī)進(jìn)行對接。
基本思路與上述相同，只是在2#斜井處為雙向施工，多了一個(gè)作業(yè)面，那么最前端作業(yè)面的設(shè)計(jì)思路是相同的，只是在洞口交叉處需要做一次整合，統(tǒng)一傳輸?shù)蕉纯谔帯?#斜井洞口與項(xiàng)目部之間有一座土山阻隔，而且上面有大概150~200米的一個(gè)不同坡度的平面。所以此處需要多加一次中繼，由于現(xiàn)場無法供電，所以采用風(fēng)光互補(bǔ)的方式在這里進(jìn)行供電。然后再傳遞到二分部。五星坪隧道出口處可以直接與二分部可視所以此處直接傳輸?shù)蕉植俊?/span>
一分部和二分部本地各有一臺(tái)海康16路nvr，現(xiàn)場配置一臺(tái)55寸專業(yè)視頻監(jiān)視器。并配備一臺(tái)接入層交換機(jī)與項(xiàng)目部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，通過項(xiàng)目部的寬帶網(wǎng)絡(luò)與中心相連（為確保傳輸?shù)馁|(zhì)量，項(xiàng)目部至少需要10M以上的上行網(wǎng)絡(luò)）
中心平臺(tái)采用原有海康監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)有效對接中心大平臺(tái)。
