一、高速公路建設(shè)監(jiān)控施工難點

  高原丘陵區(qū)域在建高速公路，一般離現(xiàn)有的道路較遠，橋高、隧長、坡陡、挖填方工程量較大，交通極為不便，施工條件較差，離電信運營商布設(shè)的網(wǎng)絡(luò)較遠。一些項目管理方想建設(shè)監(jiān)測監(jiān)控信息系統(tǒng)，因傳輸網(wǎng)絡(luò)存在造價高、建設(shè)工期長、后續(xù)難維護等困難，而不得不作罷。

  武易高速公路北起楚雄武定樞紐立交，途經(jīng)楚雄祿豐、昆明安寧，南抵玉溪易門，全長104公里，沿途多崇山峻嶺。指揮部所在地杭瑞高速安寧西收費站，離北端的武定樞紐立交六十余公里，離南端梅曾水庫四十余公里。

  武易高速公路指揮部從環(huán)保、質(zhì)量、工期等角度出發(fā)，為建設(shè)綠色高速、優(yōu)質(zhì)高速，擬建監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。對祿豐哨箐水庫、易門梅曾水庫水質(zhì)進行監(jiān)測，適時在線監(jiān)測、分析評價施工對水質(zhì)的影響；在安豐營立交樞紐建設(shè)大氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)測施工對大氣環(huán)境的影響；并在武定立交樞紐、勤豐營立交樞紐、安豐營立交樞紐、易門立交樞紐等節(jié)點工程建造視頻監(jiān)控，輔助對施工安全、質(zhì)量、進度等進行有效管理。

  武易高速監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，含視頻監(jiān)控、大氣環(huán)境監(jiān)測、水質(zhì)監(jiān)測三個子系統(tǒng)。系統(tǒng)所含2個水質(zhì)監(jiān)測點、3個大氣環(huán)境監(jiān)測點、 9個視頻監(jiān)控點分布如下：

二、各監(jiān)測監(jiān)控點分布區(qū)域圖如下：

  從上圖中可以看出，本項目待監(jiān)測監(jiān)控點很分散，網(wǎng)絡(luò)需覆蓋范圍跨度大，而且處于丘陵山區(qū)地帶，建設(shè)難度較大。實際上擬建的武易高速監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，核心是監(jiān)測監(jiān)控，難點是信息傳輸。

  如果采用Internet網(wǎng)，前端分散，都離公網(wǎng)較遠，不僅前期建設(shè)費用高昂，而且后續(xù)還要產(chǎn)生高額的流量費用。在云南申請固定IP，費用較高。如果采用4G傳輸，雖然網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工程量很小，但后續(xù)流量費用也非同小可。

  為了解決信息傳輸難題，作了大量調(diào)查論證后，考慮用無線定向傳輸方案，建造一個無線局域網(wǎng)，集成傳輸水質(zhì)監(jiān)測、大氣監(jiān)測、視頻監(jiān)控三個子系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)，實現(xiàn)一網(wǎng)多用。

  在以往無線定向傳輸案例中，都是視距傳輸，這樣在本項目中，按常規(guī)至少要布設(shè)15個以上中繼點。這不僅會導(dǎo)致造價偏高，并且經(jīng)多次中繼跳轉(zhuǎn)后，網(wǎng)絡(luò)帶寬也會有較大耗損，傳輸效果差強人意。

  各項難點對本項目擬用的無線定向設(shè)備提出很高要求， 經(jīng)多方考察，采用分層搭建、集成組網(wǎng)的模式。前端采用百兆定向傳輸設(shè)備，在保障傳輸?shù)耐瑫r，降低建造費用；主干鏈路采用工業(yè)級千兆無線基站，并配套高增益微波天線，確保數(shù)據(jù)信息集成后能順利傳輸。

  各項難點對本項目的中繼點位選擇，也提出了高要求。中繼點不能太多，確保造價在預(yù)算可承受范圍，也確保無線局域網(wǎng)帶寬足夠傳輸監(jiān)測監(jiān)控信息數(shù)據(jù)，還得保障鏈路能遠距離順利接通。這存在很大的技術(shù)風(fēng)險，微波很有可能受前行線路上的山體遮擋，致使前端的中繼點不能接收到數(shù)據(jù)信號，導(dǎo)致鏈路不通。

三、確定點位

  經(jīng)過技術(shù)人員的現(xiàn)場勘查及點位采集，各監(jiān)測監(jiān)控區(qū)域結(jié)合公路走向圖、帶狀地形圖、現(xiàn)場測定坐標、谷歌數(shù)字地球確定位置，各中繼點盡量選在海拔高、通大車路或農(nóng)用車路的位置，方便設(shè)備運輸及安裝。根據(jù)無線傳輸?shù)男枨?，故點位選擇必須確保點位中間是可視無阻擋的。

四、衛(wèi)星三維地圖：

五、中繼點位說明：

六、工地?zé)o線視頻監(jiān)控方案
  根據(jù)現(xiàn)場需求及點位的確定，選用千兆基站無線網(wǎng)橋ST5801GB組建中心骨干傳輸鏈路，前端選用單模設(shè)備進行整合發(fā)射，中繼點使用雙模設(shè)備做中繼傳輸，前端監(jiān)控點位及環(huán)境檢測設(shè)備通過百兆無線網(wǎng)橋?qū)?shù)據(jù)匯集到主鏈路，通過主鏈路傳輸回監(jiān)控中心。根據(jù)現(xiàn)場的需求設(shè)計方案，如下圖：

點位鏈路設(shè)計圖：

無線傳輸方案結(jié)構(gòu)拓撲圖

骨干無線網(wǎng)橋ST5801GB

傳輸示意圖：

現(xiàn)場安裝圖：

安裝無線網(wǎng)橋和監(jiān)控攝像頭

安裝無線網(wǎng)橋的天線

安裝太陽能供電板

利用勾機豎立太陽能供電系統(tǒng)

高速公路高架橋施工現(xiàn)場