行業背景

　　隨著我國加強基礎交通建設的大背景下，高速鐵路及高速公路發展不斷提速，在道路建設過程中不可避免地會遇到山區和丘陵等復雜的地理環境。在此環境下，隧道建設方案作為直接，也是采用多的穿行方案，可以有效地發揮縮短行車里程，提高線型標準、保障運營安全，保護生態環境等特點。

　　在隧道行業的監控系統應用中，以目前無線監控系統為代表的方案更具實用性和高效性。針對隧道無線監控解決方案中，緊密結合隧道建設過程和監控運營管理的多方面應用需求，在保證適應各種隧道內部復雜環境的基礎上，采用當前非常成熟的微波通訊產品——高帶寬數字無線傳輸設備，該方案采用*的無線網絡傳輸系統和*的視頻技術實現了專業的隧道安防系統，實現了各級主管對現場的及時掌控。在管理方面提高了工作效率，節約了到處巡回查看現場的差旅費用、車船費用等。帶來的不僅是管理效率的改變，長遠來說也是對管理成本的節約。

　　為保障各個無線監控點的有效帶寬和整個無線鏈路的穩定性，我們根據現場具體情況采用不同的設計，這樣就很好的保證了復雜情況下網絡的帶寬，一體化的設計又為安裝帶來了方便。在隧道無線監控系統中，隧道建設和管理部門可以高效率地提高安全生產的指數，可以在諸如隧道建設階段的挖掘車掘進、鋪頂車安全性，以及后期的交通監控、環境監控、通風控制、照明控制、電視、視頻監控、火災報警、橫通道門監控、*監控等環節上為管理部門提供巨大的幫助。

　　項目需求分析

　　實現在項目部、總部、手持終端看到現場掌控面作業情況

　　實現在項目部、總部、手持終端看到現場全局的作業情況

　　實現在項目部、總部、手持終端了解到作業洞口的具體情況

　　在監控中心實現大屏拼接，可觀看到不同項目部的實時畫面

　　可以遠程調取不同項目部的錄像信息

　　可實現遠端、項目部、移動手持終端對現場動點攝像機的控制

　　可實現分級管理，不同級別的工作人員具備不同的操作權限

　　系統總體設計原則和依據

　　為了確保隧道工程綜合監控系統順利實施，我們根據現場狀況，針對性的制定了一個詳細的無線集中監控方案，將會滿足相關部門的各種監控需求。本方案遵循技術*、功能齊全、性能穩定、節約成本的原則。并綜合考慮施工、維護操作因素，并對以后的發展、擴建、改造、移動等因素留有擴充的余地。具有以下原則：

　　1、*性與適用性

　　本系統采用純數字高壓縮低帶寬高清視頻信號傳輸，利用高帶寬數字無線調制技術共同配合實現了在復雜的施工環境下的鏈路傳送，避免了大型機械對線路造成的損傷。

　　2、經濟性與便捷性

　　充分考慮用戶實際需要和信息技術發展趨勢，根據客戶需要，針對不同位置單獨設計不同的組合與電氣組合，無需大規模布線，同時具備可復制和可重復利用，在一個工地施工完畢可繼續在下一個工地繼續使用。

　　3、開放性

　　所有系統傳輸以TCP/IP協議為基礎，是不同的設備可借助我們搭建的網絡平臺進行數據的傳遞，例如門禁、定位、傳感等。

　　4、可擴充性

　　系統設計中考慮到今后技術的發展和使用的需要，具有更新、擴充和升級的可能。并根據今后該工程的實際要求擴展系統功能，同時，本方案在設計中留有冗余，以滿足今后的發展要求。

　　5、可靠性與安全性

　　系統的設計充分考慮到現場電路和作業環境，每一個地方都做了直流穩壓處理，可保證在大型電器、電弧焊等作業時產生電涌情況下對設備不造成損傷。同時，在配電柜內我們設計了直流備用電源UPS，在現場突然斷電情況下，可保證設備連續5個小時的工作時間，以保證系統的運行安全。

　　系統整體組網方案

　　                                                     上圖為隧道的大概施工分布情況

　　隧道總長6.4km，分為5個作業面，進口位置與1#斜井都是單項作業面，現場作業有一分部負責。出口位置與2#斜井由二分部負責，2#斜井采用雙向作業。

　　                                                 上圖為進口與1#斜井傳輸到項目部的圖示

　　1#斜井前端作業面攝像機采用一個移動點全面高清云臺攝像機(水平360度旋轉，上下+90~-90度調整，可實現對前端作業面各個角度的觀察)，一個相對固定點高清紅外球機(安裝在掛布臺車上，可隨著臺車位置的變動而向前移動)。前端移動點位置不確定，所以設計為全向天線，與掛布臺車上的設備一起傳給二襯臺車作為1對2的接收(掛布臺車與二襯臺車距離會隨著進度不斷向前推進，雖然兩個臺車距離很近，但是由于設備很重，在向前推進過程當中如果受力不均擔心造成對線路的破壞，所以此處的攝像機也采用無線的方式傳給二襯臺車)。二襯臺車位置再用另外一臺無線設備向洞口相交處傳遞，在洞口相交處到1#斜井之間有一很明顯的彎道，所以在他們中間加了一對中繼設備，洞口的攝像機采用固定安裝方式。由于1#斜井無法與項目部直視，那么此處利用一分部攪拌站和附近村民水塔(紅色房子)做了兩次中繼傳輸到一分部項目部。

　　隧道進口內部前端和1#斜井配置相同，只是在二襯臺車與隧道洞口位置加了一次中繼，洞口可以直接與一分部傳輸。

　　所有的安裝位置，我們均考慮了直流穩壓保護和直流監控不間斷供電電源。所有中繼位置處均考慮有工業級監控交換機進行對接。(實際安裝時會統一放置在一個定制的防水防塵箱內，采用集中供電的方式，利于系統的穩定也便于現場的維護。

　　上圖為2#井與出口位置傳輸到二分部的整體示意圖，基本思路與上述相同，只是在2#斜井處為雙向施工，多了一個作業面，那么前端作業面的設計思路是相同的，只是在洞口相交處需要做一次整合，統一傳輸到洞口處。2#斜井洞口與項目部之間有一座土山阻隔，而且上面有大概150~200米的一個不同坡度的平面。所以此處需要多加一次中繼，由于現場無法供電，所以采用風光互補的方式在這里進行供電。然后在傳遞到二分部。隧道出口處可以直接與二分部可視所以此處直接傳輸到二分部。

　　一分部和二分部本地各有一臺數字網絡視頻存儲轉發主機，現場配置一臺22寸專業視頻監視器。并配備一臺接入層交換機與項目部網絡進行連接，通過項目部的寬帶網絡與中心相連(為確保傳輸的質量，項目部至少需要10M以上的上行網絡)

　　此系統還可以應用于以下領域

　　平安城市、軍警系統高清網絡視頻監控

　　金融銀行業高清視頻聯網監控

　　機場、海關、邊防安檢高清視頻網絡監控

　　水利電力、移動基站系統無人值守高清視頻網絡監控

　　排污、環保監測、森林防火減災高清視頻網絡監控

　　大中型連鎖超市賣場聯網監控

　　校園、工業園區、醫院聯網監控