长江航道整治工程远程视频监控技术应用研究工作大纲

任务书（合同）编号：长江航道局重点科技项目研究工作大纲项目名称：长江航道整治工程远程视频监控技术应用研究承担单位：长江航道工程建设指挥部2011年1月目录1项目概况.................................................................................................12项目总体目标........................................................................................23项目研究主要内容及关键技术............................................................33.1主要研究内容................................................33.2技术创新点..................................................44技术路线及实施方案............................................................................44.1技术路线....................................................44.2实施方案....................................................54.3技术路线框图................................................65依托工程情况........................................................................................86项目分工.................................................................................................86.1项目承担单位................................................86.2人员承担任务计划表..........................................97起止时间及工作进度..........................................................................108考核目标、提交的研究成果及形式..................................................118.1考核目标...................................................118.2提交的研究成果及形式.......................................119经费使用及分配..................................................................................129.1经费构成...................................................129.2拨款计划...................................................1411项目概况近年来，随着长江黄金水道建设的深入开展，长江航道建设进入了快速发展时期。长江航道整治工程是政府全额投资的公益性基础设施工程，如何加快发展，确保质量和安全、尽快发挥投资效益是工程建设管理的目标。长江航道治理较为复杂，建设点多线长，施工环境相对恶劣，建设管理力量相对有限，如何利用现有技术管理力量，借助新技术、新手段的应用，提高管理效率和管理质量，保证建设效果，是当前乃至今后一段时间长江航道整治工程建设管理适应未来大规模、高标准建设要求的重点工作。视频监控是近年来在治安、遥控等领域广泛应用的技术，学科发展成熟、技术种类繁多。但由于长江航道整治工程建设地点大多位于远离城镇的沿江地带，施工战线长，施工作业面多，常常无固定电源、流动性大，如何针对工程船舶、水上、陆上不同施工地点，如何保证固定、移动工作面进行适时监控，如何将采集数据根据管理需要在不同距离显示，并进行互动式管理和事后可追溯是此项技术在长江航道整治工程管理应用中需要研究和解决的问题。经过近年来对此项技术的关注和研究，我们认为远程视频监控技术将是长江航道整治工程建设管理模式的一次全新革命性创新，不仅适合长江航道建设管理的需要，而且会将工程质量控制、安全管理等方面的管理效果提升到一个新的水平。2008年我们在长江中游瓦口子水道整治工程中应用点对点模式，通过建立局域无线网络在沉排船上进行了远程监控，2009年我们在长江中游窑监河段航道整治一期工程中利用长航无线宽带进行了施工船舶沉排和抛石过程的监控，均2取得了较好效果，并通过对两种技术的比较，积累了不少经验。但是如何在无电源、无人值守、施工区域大、施工作业面多的陆上进行监控；针对多种视频技术从经济性、适应性进行比较；针对未来建设需要，如何利用视频监控技术的应用及管理，在工程建设过程中远程同步检查工程实体质量、施工现场安全生产状况，记录突发事件等方面的应用仍需进一步研究。本研究项目就是对已应用的技术进行总结和分析，并通过对当前国内外相关技术的广泛调研和搜集，进行系统的分析和研究，确定几种适应长江航道整治工程建设需要的系统，研制一些特有的视频采集设备，确定相关视频格式，制订有关管理办法和视频监控操作规程，并拟在即将开工的长江中游瓦口子——马家咀河段航道整治工程进行应用，使远程视频监控系统在长江航道整治工程建设管理中及早定型、及早推广、及早规范和及早发挥作用。长江航道整治工程建设地点大多位于远离城镇的沿江地带，施工战线长，施工作业面多，常常无固定电源、流动性大，如何在工程船舶、水上、陆上不同施工地点进行现场视频信息采集，如何保障监控系统的电力供应、视频信息传输与储存、相关设备保护等均成为系统应用的新课题。为此，本项目主要依托长江中游瓦口子——马家咀河段，提出并确定适应不同施工环境需要的远程视频监控系统方案，制订视频监控系统应用管理办法，为在长江航道整治工程大规模推广视频监控提供技术支持。2项目总体目标（1）本项目将设计完成长江航道整治工程远程监控系统，实现3对在建航道整治工程的远程实时监控；（2）本项目依托长江中游瓦口子-马家咀河段航道整治工程，开展航道整治工程远程监控技术研究，为后续的整治工程建立实时远程监控提供技术支撑；（3）制定长江航道整治工程远程监控管理办法，规范航道整治工程视频监控各项工作。3项目研究主要内容及关键技术3.1主要研究内容（1）监控前端解决方案。在工程区施工时，针对现场有无持续电源时，如何在施工船舶上架设监控探头对船舶施工过程进行实时监控？解决工程区无持续电源长时间实时监控问题。在施工工程区，重点的施工环节，除了监理工程师旁边、监理外，加强现场的视频监控，能够准确的记录实施过程，有利于重要环节的跟踪和监控，针对重要施工时段、施工区域，需要及时调整监控地点，如何在没有持续电源条件下，克服这一技术难题，是本项目的一个研究重点。（2）监控信息传输方案。当前，长江沿线各基层处站数据传输主要利用长航局域网或者长航无线宽带进行网络通讯，而工程区域，一般只能采用无线宽带进行视频信号传输，本项目拟根据不同的现场环境，分别对长航无线宽带信号能否覆盖、通讯基站能否通视等不同条件制定相应的方案，满足视频监控信息传输要求。（3）监控终端解决方案。根据监控工作需要，研究武汉本部和4施工现场监理部、工作船实时语音通话，了解和掌握施工现场情况。同时在武汉本部，工程管理人员能够对现场视频图像进行实时调看和控制，满足工程管理工作的需要。（4）制订长江航道整治工程远程视频监控系统应用管理办法。以长江中游瓦口子-马家咀河段航道整治工程为依托，制定一套完整的长江航道整治工程远程视频监控系统应用管理办法，用于指导后续工程建设的视频监控管理。3.2技术创新点（1）首次提出利用远程视频监控技术对长江航道整治工程进行管理，丰富和改善了长江航道整治工程施工现场管理模式。（2）基于单兵式的实时移动视频监控系统，实现对施工现场的重点环节、重点时段的移动式实时监控。（3）基于SCDMA通信技术，实现视频信号的实时传输，满足施工现场的实时监控及指挥调度。4技术路线及实施方案4.1技术路线（1）第一步：无线视频监控技术调研。对国内外当前应用成熟的远程视频监控及传输技术进行调研，针对长江航道整治工程施工环境及管理需求，分析不同技术应用的优、缺点。（2）第二步：需求研究。根据长江航道整治工程建设“十二五”规划项目，分析归纳几种典型施工环境及施工技术，针对性地提出各5类型监控需求方案。（3）第三步：方案制订。根据不同需求，制订出系统方案。（4）第四步：现场试验。（5）第五步：分析总结。（6）第六步：制订相关管理办法。4.2实施方案（1）监控前端采取的实施方案①在工程区无持续电源的施工船上架设监控探头对船舶施工进行实时监控。由于施工区域地处偏远，常面临无持续电源问题，因此，对视频监控系统的电源部分采取锂电池、蓄电池、船舶供电等多种供电方式，以满足不同条件下的供电需求。②陆地工程区监控。根据可移动和无需移动式监控，分别采用固定监控和移动视频单兵式紧急指挥系统，充分考虑使用人员的方便性与安全性，高度整合了摄像机及讲音对讲系统，兼顾了前方现场管理人员的安全并与无线远程视频技术相结合，实现可移动式实时监控。（2）信号传输系统方案方案一：利用长航无线宽带网核心技术——SCDMA通信技术。长航无线宽带网采用的是由大唐信威研发的具有自主知识产权的McWill系统，其核心为SCDMA（同步码分多址）技术，有如下优势：6采用许可频段（1785-1805MHz），确保无线网络稳定、安全。系统数据吞吐量大，可满足大容量的电话调度、数据采集和高速的视频图像传输等业务需求。系统基于TDD工作模式，上下行速率可自由灵活分配，便于业务规划。支持高速移动接入，适合工作的流动性特点。具备良好的QOS和GOS，可满足不同的业务优先级别。系统抗干扰能力强，支持同频率组网，保证理论指标的实现。终端种类齐全，可为用户进行业务定制开发。方案二：利用中国电信无线宽带技术。（3）监控终端实施方案①监理部监控系统。在施工现场的监理部安装监控网络视频服务器、服务管理平台、语音设备等，实现施工现场的实时监控，数据存贮，与武汉本地实时语音通话等功能。②武汉本部监控指挥管理系统。在武汉本部，安装网络视频服务系统、客户端等软硬件，实现武汉本部会议室现场对监理部和工程作业区的施工区域视频图像实时调看和控制。4.3技术路线框图项目研究的技术路线总体上围绕前期调研、监控系统研究、现7场测试调试分析等方面开展，其技术路线如图1表示。图1技术路线框图长江航道整治工程现场有关资料搜集整理视频监控技术应用研究资料搜集分析视频前端、终端和信息传输等环节的关键技术研究远程视频监控系统研究针对不同的施工现场条件，采取相应的解决方案建立远程视频监控系统、开展系统方案测试分析适时召开研讨会专家咨询报告和视频监控管理办法编写85依托工程情况项目以长江中游瓦口子～马家咀河段航道整治工程作为依托工程，为项目研究采集相关数据资料并进行现场测试提供条件。长江中游瓦口子-马家咀河段航道整治工程是经交通运输部批准，总投资达1.96亿元的重大项目，该项目位瓦口子～马家咀河段，上起柳林洲、下至双石碑，全长26km，主要施工内容为进行护滩、护底、护岸及护岸抛石加固，工程内容多，战线长，实施条件各异，可以说其工程结构类型、施工工艺全部涵盖了当前长江航道整