信息化監(jiān)控技術(shù)在隧道施工安全管理中的運(yùn)用

劉赟

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，信息技術(shù)開始應(yīng)用于隧道施工安全管理，為隧道施工安全管理提供快捷的條件，提高安全管理效率。隧道工程是公路工程的重要環(huán)節(jié)，施工操作環(huán)境特殊，安全管理難度較大，管理工作非常重要。信息技術(shù)能夠加強(qiáng)隧道工程的監(jiān)控力度，提高隧道工程的安全系數(shù)，進(jìn)一步保障施工安全。文章分析了信息化監(jiān)控技術(shù)在隧道施工管理方面的重要性，探索了信息化監(jiān)控技術(shù)的具體應(yīng)用策略，并對(duì)信息化監(jiān)控技術(shù)的使用提出合理化建議。

【關(guān)鍵詞】信息化監(jiān)控;隧道施工;技術(shù);安全管理

【中圖分類號(hào)】U456.3 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2021）12-0058-03

隨著我國交通建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展，公路工程逐漸由平原區(qū)域轉(zhuǎn)移到山嶺區(qū)域，地質(zhì)環(huán)境更復(fù)雜，交通工程需要充分利用地下空間，因此隧道工程逐漸增多，并且隧道的數(shù)量、難度、質(zhì)量要求也越來越高。隧道工程中的隱蔽性工程較多，監(jiān)管困難，施工條件復(fù)雜多變，必須采用科學(xué)有效的監(jiān)控方法來確保隧道安全施工。信息化監(jiān)控技術(shù)能夠?qū)λ淼拦こ踢M(jìn)行智能化監(jiān)控，實(shí)時(shí)掌控工程狀況，并進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，有效提高監(jiān)督管理效率，推動(dòng)隧道工程的發(fā)展。

1 信息化監(jiān)控技術(shù)在隧道施工安全管理方面的重要性

隨著我國公路工程的不斷發(fā)展，各種施工安全問題逐漸增多，其中隧道工程的安全管理問題尤為突出。隧道工程具有較大的危險(xiǎn)性，施工環(huán)境特殊、難度較大、程序復(fù)雜，涉及的危險(xiǎn)元素多樣[1]。綜合我國當(dāng)前出現(xiàn)的隧道工程安全問題，可以發(fā)現(xiàn)隧道工程的危險(xiǎn)具有較強(qiáng)的突發(fā)性特點(diǎn)，安全管理壓力較大。在隧道施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境方面，施工空間較小、作業(yè)難度大、空氣污染比較嚴(yán)重，隧道內(nèi)部光線較弱，通常伴有強(qiáng)烈的噪音，這些都會(huì)帶來嚴(yán)重的安全隱患，不利于安全管理。由于隧道本身隱蔽性較強(qiáng)，所以材料運(yùn)輸、裝卸、安裝等都不便，工作人員體力勞動(dòng)繁重，容易疲憊，工作壓力較大，進(jìn)一步增加了安全隱患。此外，隧道施工過程中需要用到大量機(jī)器設(shè)備，這些設(shè)備都需要用到電力資源，一旦發(fā)生短路等故障，就容易引起嚴(yán)重的施工安全問題，導(dǎo)致施工故障。信息化監(jiān)控技術(shù)可以應(yīng)用于隧道施工安全管理，對(duì)施工中的安全隱患做到早發(fā)現(xiàn)、早阻絕，有效提高隧道施工的安全性。信息化監(jiān)控設(shè)備能夠提供遠(yuǎn)程控制，通過使用攝像機(jī)等監(jiān)控輔助設(shè)備，管理人員可以通過實(shí)時(shí)視頻了解隧道施工中的各個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)不同的施工場(chǎng)景進(jìn)行集中觀測(cè)，不斷提高安全管理質(zhì)量。在信息化監(jiān)控系統(tǒng)中，視頻攝像機(jī)可以在隧道里安裝和固定，這樣管理人員就可以獲取隧道內(nèi)的視頻，24小時(shí)監(jiān)控車輛、設(shè)備及工作人員，充分了解設(shè)備和工作人員的工作進(jìn)度、工作軌跡，進(jìn)行協(xié)調(diào)管理，合理控制。

2 信息化監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

2.1 信息化監(jiān)控系統(tǒng)的組成

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是信息化監(jiān)控的關(guān)鍵，該系統(tǒng)可以分為前端子系統(tǒng)、信號(hào)傳輸子系統(tǒng)、后端監(jiān)控子系統(tǒng)3個(gè)部分。前端系統(tǒng)的主要工作是搜集圖像和報(bào)警信號(hào)，并將這些圖像和信號(hào)進(jìn)行傳輸。信號(hào)傳輸子系統(tǒng)需要運(yùn)用無線數(shù)據(jù)網(wǎng)橋，將搜集到的信號(hào)進(jìn)行無線發(fā)射和接收，再把信號(hào)匯集到監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中，將所有模擬信號(hào)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。監(jiān)控中心需要采用多級(jí)架構(gòu)，對(duì)所有圖像和信號(hào)進(jìn)行集中管理，并對(duì)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施統(tǒng)一指揮，這就是整個(gè)監(jiān)控管理體系的構(gòu)成內(nèi)容。信息化視頻監(jiān)控系統(tǒng)要利用現(xiàn)代圖像處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸技術(shù)，對(duì)不同場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，進(jìn)而對(duì)信號(hào)和數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析。視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)λ淼朗┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，不需要人工管理就可以進(jìn)行圖像采集和監(jiān)控，進(jìn)而運(yùn)用無線網(wǎng)絡(luò)開展數(shù)據(jù)傳輸[2]。無線傳輸子系統(tǒng)是在局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上建立起來的，信息傳輸速度較快，能夠?qū)φ麄€(gè)監(jiān)控系統(tǒng)提供信號(hào)傳輸支持。后端監(jiān)控系統(tǒng)需要利用一臺(tái)電腦作為服務(wù)器，對(duì)前端系統(tǒng)采集的圖像和數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，利用多臺(tái)計(jì)算機(jī)構(gòu)建監(jiān)控主機(jī)，實(shí)現(xiàn)多屏幕顯示，通過視頻解碼器完成模擬視頻和音頻的展現(xiàn)。

2.2 信息化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

2.2.1 規(guī)范化原則

信息化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須遵循規(guī)范化原則。針對(duì)隧道工程，信息化監(jiān)控系統(tǒng)的功能就是通過無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到視頻和圖像的共享，其中包含數(shù)據(jù)和圖像的傳輸過程，需要做到標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。所有設(shè)備都要符合網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，保證設(shè)備遵循相關(guān)要求，這是設(shè)計(jì)信息化監(jiān)控系統(tǒng)的前提。此外，整個(gè)信息化監(jiān)控系統(tǒng)還需要網(wǎng)管平臺(tái)及其他軟件的支持，這些平臺(tái)和軟件都要遵循標(biāo)準(zhǔn)化原則，以保證監(jiān)控系統(tǒng)的開放性，使用戶在操作系統(tǒng)上進(jìn)行開發(fā)和利用，從而推動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

2.2.2 安全可靠原則

信息化監(jiān)控系統(tǒng)需要采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，運(yùn)用領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò)處理技術(shù)，對(duì)監(jiān)控視頻進(jìn)行壓縮，使之成為一套完整的數(shù)字化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)直觀監(jiān)控、實(shí)時(shí)監(jiān)控。信息化監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行過程中不需要管理人員干預(yù)，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)抓拍，因此系統(tǒng)的安全性和可靠性尤為重要。針對(duì)隧道工程，信息化監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和使用的過程中都需要遵循安全可靠原則，無論是設(shè)備的選取，還是相關(guān)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的使用，都需要高度關(guān)注系統(tǒng)本身的安全性，降低外在環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的影響，最大限度地減少系統(tǒng)故障[3]。

2.2.3 靈活使用原則

信息化監(jiān)控系統(tǒng)的使用需要遵循靈活性原則，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和管理人員要對(duì)其進(jìn)行保護(hù)和開發(fā)，隨著監(jiān)控系統(tǒng)使用人員的不斷增加，整個(gè)系統(tǒng)必須保持可擴(kuò)充性。系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中增加接口預(yù)留，為后期設(shè)備的擴(kuò)充提供基礎(chǔ)，促進(jìn)信息化監(jiān)控系統(tǒng)的長遠(yuǎn)發(fā)展，提高系統(tǒng)的使用效率。

2.3 信息化監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能

信息化監(jiān)控系統(tǒng)能夠與其他不同類型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)現(xiàn)連接，將監(jiān)控視頻、音頻、報(bào)警、控制等充分結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能最大化，讓安全管理人員充分了解隧道工程的施工現(xiàn)狀，掌握施工過程中存在的安全隱患，合理分配施工人員，加強(qiáng)隧道工程的施工質(zhì)量。信息化監(jiān)控系統(tǒng)主要采用總分結(jié)構(gòu)，能夠運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，具有較強(qiáng)的開放性和兼容性，能夠有效利用網(wǎng)絡(luò)帶寬資源。監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)任一路的監(jiān)控畫面，還可以對(duì)鏡頭進(jìn)行控制，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的整體情況進(jìn)行監(jiān)聽。在監(jiān)測(cè)范圍上，信息化監(jiān)控系統(tǒng)不留死角，能夠監(jiān)控整個(gè)區(qū)域，鏡頭能夠橫向360°旋轉(zhuǎn)，縱向90°轉(zhuǎn)換，可以進(jìn)行聚焦和變焦，兼顧不同角度的畫面。在監(jiān)控資料的傳輸方面，信息化監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)Χ嗦穲D像進(jìn)行錄制，擁有不同的錄像模塊，能夠轉(zhuǎn)移圖像資料，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳送，并且具有打印功能，安全管理人員可以設(shè)計(jì)錄像的啟動(dòng)和停止時(shí)間，使用方便靈活。在資源共享方面，信息化監(jiān)控系統(tǒng)具有較強(qiáng)的共享功能，在整個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)，管理人員可以將所有授權(quán)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)置，這樣監(jiān)控系統(tǒng)收集的資料就能夠達(dá)到區(qū)域共享。此外，信息化監(jiān)控系統(tǒng)使安全管理人員不必到達(dá)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)就可以進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)，這也是信息化監(jiān)控系統(tǒng)的突出優(yōu)點(diǎn)。

3 信息化監(jiān)控技術(shù)在隧道施工安全管理上的應(yīng)用

隧道施工中的無線監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控隧道在地面上的施工狀態(tài)，對(duì)隧道工程的施工工藝、安全隱患、施工質(zhì)量等進(jìn)行綜合分析和處理，對(duì)重大的危險(xiǎn)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)估，進(jìn)一步提高工程安全性。例如，在一些高瓦斯隧道工程中，信息化監(jiān)控系統(tǒng)就能夠及時(shí)捕捉險(xiǎn)情，啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，管理人員可以根據(jù)信息化監(jiān)控系統(tǒng)獲得完整的事故資料，將事故發(fā)生的過程及時(shí)存儲(chǔ)下來，方便后期開展調(diào)查[4]。

3.1 監(jiān)控施工人員位置

信息化監(jiān)控技術(shù)在隧道施工安全管理方面具有重要作用。在人員管理方面，信息化監(jiān)控技術(shù)能夠準(zhǔn)確定位施工人員，并通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)施工人員進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，方便管理者對(duì)施工人員進(jìn)行調(diào)動(dòng)，做到規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，提高施工過程的安全性。此外，工作人員的定位監(jiān)控還能夠做到專人專責(zé)，一旦施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生問題，管理人員就能通過互聯(lián)網(wǎng)視頻快速尋找負(fù)責(zé)的工作人員，盡快處理施工問題，提高問題的處理效率。在信息化監(jiān)控的基礎(chǔ)上，施工人員將會(huì)更加小心謹(jǐn)慎，按照施工程序和施工管理要求開展工作，從源頭上降低施工風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)隧道施工的安全性，降低安全事故對(duì)工作人員的傷害。

3.2 實(shí)施監(jiān)控量測(cè)

在隧道工程的具體施工過程中，信息化監(jiān)控技術(shù)能夠保障隧道施工的安全管理，使工程目標(biāo)能夠達(dá)成。信息化監(jiān)控技術(shù)能夠?qū)λ淼纼?nèi)部的施工環(huán)境和工程進(jìn)行觀測(cè)，管理人員能夠結(jié)合視頻內(nèi)容分析隧道施工工程，科學(xué)運(yùn)用監(jiān)控量測(cè)技術(shù)，認(rèn)真考察施工地點(diǎn)的地質(zhì)環(huán)境，對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行實(shí)時(shí)量測(cè)。在監(jiān)控量測(cè)技術(shù)的使用過程中，管理人員需要及時(shí)反饋問題，一旦發(fā)現(xiàn)安全隱患，就要向上級(jí)報(bào)告，從而整改施工計(jì)劃，重新設(shè)計(jì)施工任務(wù)，降低安全事故的發(fā)生概率，提高隧道工程的安全性。監(jiān)控量測(cè)制度能夠進(jìn)一步提高安全管理的工作效率，提高安全管理質(zhì)量，讓管理者在最短的時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)工程施工問題，做到及時(shí)阻絕。

3.3 監(jiān)控空氣質(zhì)量

信息化監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)κ┕?chǎng)地的空氣質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工場(chǎng)地內(nèi)的環(huán)境問題，降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)。在隧道工程的施工過程中，場(chǎng)地內(nèi)的空氣環(huán)境通常會(huì)受到較大的污染，粉塵和有害氣體充斥著隧道施工環(huán)境，這會(huì)嚴(yán)重影響施工人員的身心健康，不利于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境觀測(cè)，嚴(yán)重的還會(huì)損壞機(jī)器，引發(fā)安全事故。在這種環(huán)境下，隧道工程的安全管理人員要充分利用信息化監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的空氣質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保證施工環(huán)境符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步提高隧道施工的安全性[4]。

4 促進(jìn)信息化監(jiān)控技術(shù)在隧道施工管理中的應(yīng)用策略

4.1 完善信息化監(jiān)控的相關(guān)管理制度

當(dāng)前信息化監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)在隧道施工管理中有了較多應(yīng)用案例，但是相關(guān)的配套制度還沒有完善，部分施工企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)還沒有高度重視信息化監(jiān)控技術(shù)，對(duì)該技術(shù)重要性認(rèn)識(shí)不清，這會(huì)對(duì)信息化監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展造成阻礙。為此，有關(guān)部門應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)信息化監(jiān)控技術(shù)的重視力度，認(rèn)識(shí)到該技術(shù)在隧道工程當(dāng)中的突出作用，并對(duì)該技術(shù)進(jìn)行推廣，制定相應(yīng)的管理制度，充分利用信息化監(jiān)控系統(tǒng)。信息化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用必須與隧道工程緊密結(jié)合起來，針對(duì)不同區(qū)域、不同類型、不同危險(xiǎn)程度的隧道工程，施工企業(yè)要設(shè)計(jì)相應(yīng)的信息化監(jiān)控系統(tǒng)，充分利用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有效避免施工問題，降低施工過程中的安全隱患，做到規(guī)范使用。

4.2 提高信息化監(jiān)控的硬件設(shè)施水平

為進(jìn)一步發(fā)揮信息化監(jiān)控系統(tǒng)的作用，提高隧道工程的施工安全性，施工企業(yè)應(yīng)該重視監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)施，及時(shí)更換老舊的監(jiān)控設(shè)備，保證監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)量和質(zhì)量，做到科學(xué)安裝、規(guī)范使用。當(dāng)前很多企業(yè)雖然采用了信息化監(jiān)控技術(shù)，但整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)中所運(yùn)用的監(jiān)控設(shè)施都十分老舊，包括信號(hào)傳輸設(shè)備、視頻采集設(shè)備等，這些都是監(jiān)控系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)，如果這些設(shè)備存在質(zhì)量問題，就會(huì)導(dǎo)致監(jiān)控效果不良，難以發(fā)揮實(shí)際效用。

4.3 提高工作人員運(yùn)用信息化監(jiān)控技術(shù)的能力

信息化監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)λ淼拦こ痰默F(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)和監(jiān)控，其根本的操作環(huán)節(jié)需要工作人員完成，施工單位需要強(qiáng)化工作人員對(duì)信息化監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用和把握能力，這樣才能真正發(fā)揮信息化監(jiān)控技術(shù)的作用。當(dāng)前，一部分安全管理人員缺乏信息素養(yǎng)，對(duì)信息化監(jiān)控設(shè)備的操作水平不達(dá)標(biāo)，難以滿足安全管理需求，不利于監(jiān)控系統(tǒng)功能的發(fā)揮。針對(duì)這種情況，有關(guān)企業(yè)可以采取培訓(xùn)的方法，提高隧道工程安全管理人員的信息技術(shù)水平，使其了解信息化監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行原理、操作方法及觀測(cè)方法，充分發(fā)揮信息化監(jiān)控技術(shù)的價(jià)值，提高隧道工程的安全管理水平。

5 結(jié)語

隨著我國公路工程的不斷發(fā)展，隧道成為常見的道路工程，這種工程通常建立在比較復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境當(dāng)中，工程的隱蔽性較強(qiáng)，施工工藝復(fù)雜，安全問題和質(zhì)量問題難以得到保障，發(fā)生事故的概率較高。信息化監(jiān)控系統(tǒng)是一種遠(yuǎn)程監(jiān)控，能夠充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸和轉(zhuǎn)換，增強(qiáng)安全管理人員對(duì)隧道內(nèi)部施工情況的了解，從而有效提高隧道工程的安全程度。信息化監(jiān)控系統(tǒng)可以分為前端、傳輸及監(jiān)控3個(gè)部分，分別負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集、傳輸及信息綜合處理。安全管理人員需要對(duì)信息化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用方法進(jìn)行學(xué)習(xí)，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)控，提高隧道工程的安全管理水平。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]伍福延.信息化監(jiān)控技術(shù)在連拱隧道施工中的應(yīng)用研究[J].西部交通科技，2019（2）：77-79，142.

[2]羅濤.芻議信息化監(jiān)控技術(shù)在隧道施工安全管理中的運(yùn)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019（1）：257.

[3]趙亮.隧道施工安全信息化監(jiān)控技術(shù)[J].黑龍江交通科技，2016，39（9）：143-144.

[4]彭美坤.信息化監(jiān)控技術(shù)在隧道施工安全管理中的運(yùn)用[J].四川水泥，2015（3）：268.