長江航道整治工程遠程視頻監(jiān)控技術(shù)應用研究工作大綱

1、任務書（合同）編號： 長江航道局重點科技項目探討工作大綱項目名稱：長江航道整治工程遠程視頻監(jiān)控技術(shù)應用探討擔當單位：長江航道工程建設(shè)指揮部 2011年1月14 / 16目 錄1 項目概況12 項目總體目標23 項目探討主要內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)33.1 主要探討內(nèi)容33.2 技術(shù)創(chuàng)新點44 技術(shù)路途及實施方案44.1 技術(shù)路途44.2 實施方案54.3 技術(shù)路途框圖65 依托工程狀況86 項目分工86.1 項目擔當單位86.2 人員擔當任務支配表97 起止時間及工作進度108 考核目標、提交的探討成果及形式118.1 考核目標118.2 提交的探討成果及形式119 經(jīng)費運用及安排129.1 經(jīng)費構(gòu)成1

2、29.2 撥款支配141 項目概況近年來，隨著長江黃金水道建設(shè)的深化開展，長江航道建設(shè)進入了快速發(fā)展時期。長江航道整治工程是政府全額投資的公益性基礎(chǔ)設(shè)施工程，如何加快發(fā)展，確保質(zhì)量和平安、盡快發(fā)揮投資效益是工程建設(shè)管理的目標。長江航道治理較為困難，建設(shè)點多線長，施工環(huán)境相對惡劣，建設(shè)管理力氣相對有限，如何利用現(xiàn)有技術(shù)管理力氣，借助新技術(shù)、新手段的應用，提高管理效率和管理質(zhì)量，保證建設(shè)效果，是當前乃至今后一段時間長江航道整治工程建設(shè)管理適應將來大規(guī)模、高標準建設(shè)要求的重點工作。視頻監(jiān)控是近年來在治安、遙控等領(lǐng)域廣泛應用的技術(shù)，學科發(fā)展成熟、技術(shù)種類繁多。但由于長江航道整治工程建設(shè)地點大多位于遠離

3、城鎮(zhèn)的沿江地帶，施工戰(zhàn)線長，施工作業(yè)面多，經(jīng)常無固定電源、流淌性大，如何針對工程船舶、水上、陸上不同施工地點，如何保證固定、移動工作面進行適時監(jiān)控，如何將采集數(shù)據(jù)依據(jù)管理須要在不同距離顯示，并進行互動式管理和事后可追溯是此項技術(shù)在長江航道整治工程管理應用中須要探討和解決的問題。經(jīng)過近年來對此項技術(shù)的關(guān)注和探討，我們認為遠程視頻監(jiān)控技術(shù)將是長江航道整治工程建設(shè)管理模式的一次全新革命性創(chuàng)新，不僅適合長江航道建設(shè)管理的須要，而且會將工程質(zhì)量限制、平安管理等方面的管理效果提升到一個新的水平。2008年我們在長江中游瓦口子水道整治工程中應用點對點模式，通過建立局域無線網(wǎng)絡(luò)在沉排船上進行了遠程監(jiān)控，200

4、9年我們在長江中游窯監(jiān)河段航道整治一期工程中利用長航無線寬帶進行了施工船舶沉排和拋石過程的監(jiān)控，均取得了較好效果，并通過對兩種技術(shù)的比較，積累了不少閱歷。但是如何在無電源、無人值守、施工區(qū)域大、施工作業(yè)面多的陸上進行監(jiān)控；針對多種視頻技術(shù)從經(jīng)濟性、適應性進行比較；針對將來建設(shè)須要，如何利用視頻監(jiān)控技術(shù)的應用及管理，在工程建設(shè)過程中遠程同步檢查工程實體質(zhì)量、施工現(xiàn)場平安生產(chǎn)狀況，記錄突發(fā)事務等方面的應用仍需進一步探討。本探討項目就是對已應用的技術(shù)進行總結(jié)和分析，并通過對當前國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的廣泛調(diào)研和搜集，進行系統(tǒng)的分析和探討，確定幾種適應長江航道整治工程建設(shè)須要的系統(tǒng)，研制一些特有的視頻采集設(shè)備

5、，確定相關(guān)視頻格式，制訂有關(guān)管理方法和視頻監(jiān)控操作規(guī)程，并擬在即將開工的長江中游瓦口子馬家咀河段航道整治工程進行應用，使遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)在長江航道整治工程建設(shè)管理中及早定型、及早推廣、及早規(guī)范和及早發(fā)揮作用。長江航道整治工程建設(shè)地點大多位于遠離城鎮(zhèn)的沿江地帶，施工戰(zhàn)線長，施工作業(yè)面多，經(jīng)常無固定電源、流淌性大，如何在工程船舶、水上、陸上不同施工地點進行現(xiàn)場視頻信息采集，如何保障監(jiān)控系統(tǒng)的電力供應、視頻信息傳輸和儲存、相關(guān)設(shè)備愛護等均成為系統(tǒng)應用的新課題。為此，本項目主要依托長江中游瓦口子馬家咀河段，提出并確定適應不同施工環(huán)境須要的遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案，制訂視頻監(jiān)控系統(tǒng)應用管理方法，為在長江航道

6、整治工程大規(guī)模推廣視頻監(jiān)控供應技術(shù)支持。2 項目總體目標（1）本項目將設(shè)計完成長江航道整治工程遠程監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對在建航道整治工程的遠程實時監(jiān)控；（2）本項目依托長江中游瓦口子-馬家咀河段航道整治工程，開展航道整治工程遠程監(jiān)控技術(shù)探討，為后續(xù)的整治工程建立實時遠程監(jiān)控供應技術(shù)支撐；（3）制定長江航道整治工程遠程監(jiān)控管理方法，規(guī)范航道整治工程視頻監(jiān)控各項工作。3 項目探討主要內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)3.1 主要探討內(nèi)容（1）監(jiān)控前端解決方案。在工程區(qū)施工時，針對現(xiàn)場有無持續(xù)電源時，如何在施工船舶上架設(shè)監(jiān)控探頭對船舶施工過程進行實時監(jiān)控？解決工程區(qū)無持續(xù)電源長時間實時監(jiān)控問題。在施工工程區(qū)，重點的施工環(huán)節(jié)，

7、除了監(jiān)理工程師旁邊、監(jiān)理外，加強現(xiàn)場的視頻監(jiān)控，能夠精確的記錄實施過程，有利于重要環(huán)節(jié)的跟蹤和監(jiān)控，針對重要施工時段、施工區(qū)域，須要剛好調(diào)整監(jiān)控地點，如何在沒有持續(xù)電源條件下，克服這一技術(shù)難題，是本項目的一個探討重點。（2）監(jiān)控信息傳輸方案。當前，長江沿線各基層處站數(shù)據(jù)傳輸主要利用長航局域網(wǎng)或者長航無線寬帶進行網(wǎng)絡(luò)通訊，而工程區(qū)域，一般只能采納無線寬帶進行視頻信號傳輸，本項目擬依據(jù)不同的現(xiàn)場環(huán)境，分別對長航無線寬帶信號能否覆蓋、通訊基站能否通視等不同條件制定相應的方案，滿意視頻監(jiān)控信息傳輸要求。 （3）監(jiān)控終端解決方案。依據(jù)監(jiān)控工作須要，探討武漢本部和施工現(xiàn)場監(jiān)理部、工作船實時語音通話，了解和

8、駕馭施工現(xiàn)場狀況。同時在武漢本部，工程管理人員能夠?qū)ΜF(xiàn)場視頻圖像進行實時調(diào)看和限制，滿意工程管理工作的須要。（4）制訂長江航道整治工程遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)應用管理方法。以長江中游瓦口子-馬家咀河段航道整治工程為依托，制定一套完整的長江航道整治工程遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)應用管理方法，用于指導后續(xù)工程建設(shè)的視頻監(jiān)控管理。3.2 技術(shù)創(chuàng)新點（1）首次提出利用遠程視頻監(jiān)控技術(shù)對長江航道整治工程進行管理，豐富和改善了長江航道整治工程施工現(xiàn)場管理模式。（2）基于單兵式的實時移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對施工現(xiàn)場的重點環(huán)節(jié)、重點時段的移動式實時監(jiān)控。（3）基于 SCDMA通信技術(shù)，實現(xiàn)視頻信號的實時傳輸，滿意施工現(xiàn)場的實時

9、監(jiān)控及指揮調(diào)度。4 技術(shù)路途及實施方案4.1 技術(shù)路途（1）第一步：無線視頻監(jiān)控技術(shù)調(diào)研。對國內(nèi)外當前應用成熟的遠程視頻監(jiān)控及傳輸技術(shù)進行調(diào)研，針對長江航道整治工程施工環(huán)境及管理需求，分析不同技術(shù)應用的優(yōu)、缺點。（2）其次步：需求探討。依據(jù)長江航道整治工程建設(shè)“十二五”規(guī)劃項目，分析歸納幾種典型施工環(huán)境及施工技術(shù)，針對性地提出各類型監(jiān)控需求方案。（3）第三步：方案制訂。依據(jù)不同需求，制訂出系統(tǒng)方案。（4）第四步：現(xiàn)場試驗。（5）第五步：分析總結(jié)。（6）第六步：制訂相關(guān)管理方法。4.2 實施方案（1）監(jiān)控前端實行的實施方案在工程區(qū)無持續(xù)電源的施工船上架設(shè)監(jiān)控探頭對船舶施工進行實時監(jiān)控。由于施工區(qū)

10、域地處偏遠，常面臨無持續(xù)電源問題，因此，對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的電源部分實行鋰電池、蓄電池、船舶供電等多種供電方式，以滿意不同條件下的供電需求。陸地工程區(qū)監(jiān)控。依據(jù)可移動和無需移動式監(jiān)控，分別采納固定監(jiān)控和移動視頻單兵式緊急指揮系統(tǒng)，充分考慮運用人員的便利性和平安性，高度整合了攝像機及講音對講系統(tǒng)，兼顧了前方現(xiàn)場管理人員的平安并和無線遠程視頻技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)可移動式實時監(jiān)控。（2） 信號傳輸系統(tǒng)方案方案一：利用長航無線寬帶網(wǎng)核心技術(shù)SCDMA通信技術(shù)。長航無線寬帶網(wǎng)采納的是由大唐信威研發(fā)的具有自主學問產(chǎn)權(quán)的McWill系統(tǒng)，其核心為SCDMA（同步碼分多址）技術(shù)，有如下優(yōu)勢：l 采納許可頻段（1785

11、-1805MHz），確保無線網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定、平安。l 系統(tǒng)數(shù)據(jù)吞吐量大，可滿意大容量的電話調(diào)度、數(shù)據(jù)采集和高速的視頻圖像傳輸?shù)葮I(yè)務需求。l 系統(tǒng)基于TDD工作模式，上下行速率可自由敏捷安排，便于業(yè)務規(guī)劃。l 支持高速移動接入，適合工作的流淌性特點。l 具備良好的QOS和GOS，可滿意不同的業(yè)務優(yōu)先級別。l 系統(tǒng)抗干擾實力強，支持同頻率組網(wǎng)，保證理論指標的實現(xiàn)。l 終端種類齊全，可為用戶進行業(yè)務定制開發(fā)。方案二：利用中國電信無線寬帶技術(shù)。（3）監(jiān)控終端實施方案監(jiān)理部監(jiān)控系統(tǒng)。在施工現(xiàn)場的監(jiān)理部安裝監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)視頻服務器、服務管理平臺、語音設(shè)備等，實現(xiàn)施工現(xiàn)場的實時監(jiān)控，數(shù)據(jù)存貯，和武漢本地實時語音通話等功

12、能。武漢本部監(jiān)控指揮管理系統(tǒng)。在武漢本部，安裝網(wǎng)絡(luò)視頻服務系統(tǒng)、客戶端等軟硬件，實現(xiàn)武漢本部會議室現(xiàn)場對監(jiān)理部和工程作業(yè)區(qū)的施工區(qū)域視頻圖像實時調(diào)看和限制。4.3 技術(shù)路途框圖項目探討的技術(shù)路途總體上圍繞前期調(diào)研、監(jiān)控系統(tǒng)探討、現(xiàn)場測試調(diào)試分析等方面開展，其技術(shù)路途如圖1表示。長江航道整治工程現(xiàn)場有關(guān)資料搜集整理視頻監(jiān)控技術(shù)應用探討資料搜集分析視頻前端、終端和信息傳輸?shù)拳h(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)探討遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)探討針對不同的施工現(xiàn)場條件，實行相應的解決方案建立遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)、開展系統(tǒng)方案測試分析適時召開研討會專家詢問報告和視頻監(jiān)控管理方法編寫圖1 技術(shù)路途框圖5 依托工程狀況項目以長江中游瓦口子馬家

13、咀河段航道整治工程作為依托工程，為項目探討采集相關(guān)數(shù)據(jù)資料并進行現(xiàn)場測試供應條件。長江中游瓦口子-馬家咀河段航道整治工程是經(jīng)交通運輸部批準，總投資達1.96億元的重大項目，該項目位瓦口子馬家咀河段，上起柳林洲、下至雙石碑，全長26km，主要施工內(nèi)容為進行護灘、護底、護岸及護岸拋石加固，工程內(nèi)容多，戰(zhàn)線長，實施條件各異，可以說其工程結(jié)構(gòu)類型、施工工藝全部涵蓋了當前長江航道整治常用技術(shù)和手段，具有肯定的代表性。同時項目分為9個不同的施工區(qū)域，每個施工區(qū)域有2-3個作業(yè)面，需進行監(jiān)控的內(nèi)容較多，是一個較為典型的中、長河段治理工程，具備項目試驗及應用須要的基礎(chǔ)條件。該項目支配于2010年10月開工建設(shè)

14、，工期為兩屆枯水期，和本探討進度相一樣，依托該工程對探討成果進行試驗、應用，既能達到該項目的科研的目的，又能為對該工程建設(shè)管理供應有力的保障。6 項目分工6.1 項目擔當單位長江航道整治工程遠程視頻監(jiān)控技術(shù)應用探討項目主要由長江航道工程建設(shè)指揮部擔當完成。6.2 人員擔當任務支配表項目負責人擔當任務支配項目負責人職 稱擔當任務有效工時 (%)張晏方高 工項目探討指導，探討進度、成果審核30譚 昆高 工項目探討指導，探討進度、限制項目成果質(zhì)量，主持項目報告的編寫。60項目主要參與人員擔當?shù)娜蝿罩渲饕獏⑴c人員職稱擔當任務有效工時 (%)何傳金教 高項目間協(xié)調(diào)、落實支配進度等、報告匯總，參與項目報

15、告報告的編寫50周生利高 工負責方案總體設(shè)計，參和項目報告編寫50海 濤高 工參和方案設(shè)計，參和視頻監(jiān)控應用管理方法編寫50張俊鋒工程師負責現(xiàn)場方案測試60程鐵軍工程師負責現(xiàn)場方案測試60黃 偉工程師負責現(xiàn)場方案測試60葉志偉工程師參和方案設(shè)計，參和胡項目報告和應用管理方法編寫60張 俊高 工參和現(xiàn)場方案測試和報告編寫60楊 衛(wèi)工程師參和現(xiàn)場方案測試607 起止時間及工作進度本項目擬于2011年1月啟動，2011年6月完成全部探討，項目總進度支配見表7-1。表7-1 項目進度支配表時 間內(nèi) 容2011年13日開展項目調(diào)研，編制工作大綱及評審；2011年47月系統(tǒng)探討及開發(fā)；2011年89月系統(tǒng)

16、分析及測試；2011年10月系統(tǒng)完善及編寫視頻監(jiān)控系統(tǒng)應用管理方法2011年11月編寫探討報告及修改完善；2011年12月專家評審，修改完善，形成最終專題報告8 考核目標、提交的探討成果及形式8.1 考核目標（1）依據(jù)項目不同區(qū)域、工況，分不同環(huán)境解決監(jiān)控系統(tǒng)信息采集、電源供應、設(shè)備愛護等方案。（2） 制訂長江航道整治工程遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)應用管理方法。8.2 提交的探討成果及形式項目完成后提交探討成果如下：（1）長江航道整治工程遠程視頻監(jiān)控技術(shù)應用報告；（2）長江航道整治工程遠程視頻監(jiān)控應當管理方法；項目探討報告以通過長江航道局組織的專家評審會為準。9 經(jīng)費運用及安排9.1 經(jīng)費構(gòu)成本項目探討

17、的總經(jīng)費估算為32萬元（見表9-1），其主要為長江航道整治工程遠程監(jiān)控技術(shù)應用探討所須要的設(shè)備購置費、系統(tǒng)安裝調(diào)試費、資料收集費、調(diào)研差旅費、會議費等。項目資金來源為申請長江航道局撥款。表9-1 項目探討經(jīng)費一覽表 單位： 萬元經(jīng)費來源預算經(jīng)費支出預算科 目預算數(shù)科 目預算數(shù)來源預算合計32支出預算合計32一、撥款32一、人員費3二、貸款二、相關(guān)業(yè)務費18三、單位自籌（含工程配套） 1、材料費3四、其他來源 2、燃料及動力費/ 3、試驗費8 4、會議費5 5、差旅費2三、設(shè)備費10 1、購置費10 2、試制費 四、管理費/五、其他費用/注： 撥款：指長江航道局的撥款。 試驗費：指項目研發(fā)過程中所發(fā)生的房屋、設(shè)備器材、公共設(shè)施等租賃費用