一、行業(yè)背景

　　隨著我國(guó)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，在道路建設(shè)過(guò)程中不可避免地會(huì)遇到山區(qū)和丘陵等復(fù)雜的地理環(huán)境。在此環(huán)境下，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(chē)?yán)锍蹋岣呔€型標(biāo)準(zhǔn)、保障運(yùn)營(yíng)安全，保護(hù)生態(tài)環(huán)境等特點(diǎn)。

　　在隧道行業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用中，以目前無(wú)線傳輸系統(tǒng)為代表的方案更具實(shí)用性和高效性。針對(duì)隧道無(wú)線傳輸解決方案中，緊密結(jié)合隧道建設(shè)過(guò)程和監(jiān)控運(yùn)營(yíng)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(wú)線傳輸設(shè)備，該方案采用先進(jìn)的無(wú)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(zhuān)業(yè)的隧道安防系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了各級(jí)主管對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的及時(shí)掌控。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(chǎng)的差旅費(fèi)用、車(chē)船費(fèi)用等。帶來(lái)的不僅是管理效率的改變，長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)說(shuō)也是對(duì)管理成本的節(jié)約。

　　為保障各個(gè)無(wú)線傳輸點(diǎn)的有效帶寬和整個(gè)無(wú)線鏈路的穩(wěn)定性，我們根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(lái)了方便。在隧道無(wú)線傳輸系統(tǒng)中，隧道建設(shè)和管理部門(mén)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(chē)掘進(jìn)、鋪?lái)斳?chē)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(mén)監(jiān)控、中央監(jiān)控等環(huán)節(jié)上為管理部門(mén)提供巨大的幫助。

二、項(xiàng)目需求分析

　　實(shí)現(xiàn)在項(xiàng)目部、總部、手持終端看到現(xiàn)場(chǎng)掌控面作業(yè)情況

　　實(shí)現(xiàn)在項(xiàng)目部、總部、手持終端看到現(xiàn)場(chǎng)全局的作業(yè)情況

　　實(shí)現(xiàn)在項(xiàng)目部、總部、手持終端了解到作業(yè)洞口的具體情況

　　在監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)大屏拼接，可觀看到不同項(xiàng)目部的實(shí)時(shí)畫(huà)面

　　可以遠(yuǎn)程調(diào)取不同項(xiàng)目部的錄像信息

　　可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端、項(xiàng)目部、移動(dòng)手持終端對(duì)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)點(diǎn)攝像機(jī)的控制

　　可實(shí)現(xiàn)分級(jí)管理，不同級(jí)別的工作人員具備不同的操作權(quán)限

三、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)原則和依據(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(chǎng)狀況，針對(duì)性的制定了一個(gè)詳細(xì)的無(wú)線集中監(jiān)控方案，將會(huì)滿足相關(guān)部門(mén)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(duì)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。具有以下原則：

1、先進(jìn)性與適用性

　　本系統(tǒng)采用純數(shù)字高壓縮低帶寬高清視頻信號(hào)傳輸，利用高帶寬數(shù)字無(wú)線調(diào)制技術(shù)共同配合實(shí)現(xiàn)了在復(fù)雜的施工環(huán)境下的鏈路傳送，避免了大型機(jī)械對(duì)線路造成的損傷。

2、經(jīng)濟(jì)性與便捷性

　　充分考慮用戶實(shí)際需要和信息技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，根據(jù)客戶需要，針對(duì)不同位置單獨(dú)設(shè)計(jì)不同的組合與電氣組合，無(wú)需大規(guī)模布線，同時(shí)具備可復(fù)制和可重復(fù)利用，在一個(gè)工地施工完畢可繼續(xù)在下一個(gè)工地繼續(xù)使用。

3、開(kāi)放性

　　所有系統(tǒng)傳輸以TCP/IP協(xié)議為基礎(chǔ)，是不同的設(shè)備可借助我們搭建的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞，例如門(mén)禁、定位、傳感等。

4、可擴(kuò)充性

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)中考慮到今后技術(shù)的發(fā)展和使用的需要，具有更新、擴(kuò)充和升級(jí)的可能。并根據(jù)今后該工程的實(shí)際要求擴(kuò)展系統(tǒng)功能，同時(shí)，本方案在設(shè)計(jì)中留有冗余，以滿足今后的發(fā)展要求。

5、可靠性與安全性

　　系統(tǒng)的設(shè)計(jì)充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)電路和作業(yè)環(huán)境，每一個(gè)地方都做了直流穩(wěn)壓處理，可保證在大型電器、電弧焊等作業(yè)時(shí)產(chǎn)生電涌情況下對(duì)設(shè)備不造成損傷。同時(shí)，在配電柜內(nèi)我們?cè)O(shè)計(jì)了直流備用電源UPS，在現(xiàn)場(chǎng)突然斷電情況下，可保證設(shè)備連續(xù)5個(gè)小時(shí)的工作時(shí)間，以保證系統(tǒng)的運(yùn)行安全。

四、系統(tǒng)整體組網(wǎng)方案

上圖為隧道的大概施工分布情況

　　隧道總長(zhǎng)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(chǎng)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)。

上圖為進(jìn)口與1#斜井傳輸?shù)巾?xiàng)目部的圖示

　　1#斜井最前端作業(yè)面攝像機(jī)采用一個(gè)移動(dòng)點(diǎn)全方位高清云臺(tái)攝像機(jī)(水平360度旋轉(zhuǎn)，上下+90~-90度調(diào)整，可實(shí)現(xiàn)對(duì)前端作業(yè)面各個(gè)角度的觀察)，一個(gè)相對(duì)固定點(diǎn)高清紅外球機(jī)(安裝在掛布臺(tái)車(chē)上，可隨著臺(tái)車(chē)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)為全向天線，與掛布臺(tái)車(chē)上的設(shè)備一起傳給二襯臺(tái)車(chē)作為1對(duì)2的接收(掛布臺(tái)車(chē)與二襯臺(tái)車(chē)距離會(huì)隨著進(jìn)度不斷向前推進(jìn)，雖然兩個(gè)臺(tái)車(chē)距離很近，但是由于設(shè)備很重，在向前推進(jìn)過(guò)程當(dāng)中如果受力不均擔(dān)心造成對(duì)線路的破壞，所以此處的攝像機(jī)也采用無(wú)線的方式傳給二襯臺(tái)車(chē))。二襯臺(tái)車(chē)位置再用另外一臺(tái)無(wú)線設(shè)備向洞口交叉處傳遞，在洞口交叉處到1#斜井之間有一很明顯的彎道，所以在他們中間加了一對(duì)中繼設(shè)備，洞口的攝像機(jī)采用固定安裝方式。由于1#斜井無(wú)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。

　　隧道進(jìn)口內(nèi)部前端和1#斜井配置相同，只是在二襯臺(tái)車(chē)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(wěn)壓保護(hù)和直流監(jiān)控專(zhuān)用不間斷供電電源。所有中繼位置處均考慮有工業(yè)級(jí)監(jiān)控專(zhuān)用交換機(jī)進(jìn)行對(duì)接。(實(shí)際安裝時(shí)會(huì)統(tǒng)一放置在一個(gè)定制的防水防塵箱內(nèi)，采用集中供電的方式，利于系統(tǒng)的穩(wěn)定也便于現(xiàn)場(chǎng)的維護(hù)。

　　上圖為2#井與出口位置傳輸?shù)蕉植康恼w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(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(chǎng)無(wú)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?shù)蕉植俊?br/>

　　一分部和二分部本地各有一臺(tái)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)主機(jī)，現(xiàn)場(chǎng)配置一臺(tái)22寸專(zhuān)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(guò)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))

此系統(tǒng)還可以應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

　　平安城市、公安系統(tǒng)高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控

　　金融銀行業(yè)高清視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控

　　機(jī)場(chǎng)、海關(guān)、邊防安檢高清視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控

　　水利電力、移動(dòng)基站系統(tǒng)無(wú)人值守高清視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控

　　排污、環(huán)保監(jiān)測(cè)、森林防火減災(zāi)高清視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控

　　大中型連鎖超市賣(mài)場(chǎng)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控

　　校園、工業(yè)園區(qū)、醫(yī)院聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控