BITWAVE借助無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋推出隧道無(wú)線(xiàn)監控系統
2011/05/11
在全國范圍內的加強基礎交通建設的大背景下，高速鐵路及高速公路發(fā)展不斷提速，越來(lái)越多的鐵路線(xiàn)和公路線(xiàn)建設陸續開(kāi)工，尤其是在西南地區和西北地區的貴州、廣西、云南、甘肅、陜西、山西等省市發(fā)展更快。在這些地區發(fā)展道路建設不可避免地會(huì )遇到諸如山區和丘陵等復雜的地理環(huán)境，開(kāi)掘隧道是在上述地區鐵路和公路建設經(jīng)常會(huì )遇到的問(wèn)題。隧道建設方案作為最直接，也是采用最多的穿行方案，可以有效地發(fā)揮縮短行車(chē)里程，提高線(xiàn)型標準、保障運營(yíng)安全，保護生態(tài)環(huán)境等特點(diǎn)。現實(shí)情況看，隧道建設是一項艱苦、危險性較高的工程，如何高效率得在保證施工安全前提下，提高隧道掘進(jìn)的質(zhì)量和速度，越來(lái)越多的工程建設單位通過(guò)建立監控系統來(lái)降低和保障工程的安全性，尤其是近兩年快速獲得應用的先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)監控正在隧道建設中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
在隧道行業(yè)的監控系統應用中，以目前無(wú)線(xiàn)監控系統為代表的方案更具實(shí)用性和高效性。針對隧道無(wú)線(xiàn)監控解決方案中，專(zhuān)注于視頻監控的專(zhuān)業(yè)無(wú)線(xiàn)傳輸品牌——BITWAVE經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間對隧道建設和管理的實(shí)際情況，緊密結合隧道建設過(guò)程和監控運營(yíng)管理的多方面應用需求，在保證適應各種隧道內部復雜環(huán)境的基礎上，采用當前最成熟的微波通訊產(chǎn)品——無(wú)線(xiàn)網(wǎng)橋，推出了一套先進(jìn)的隧道無(wú)線(xiàn)監控系統，該方案通過(guò)先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳輸系統和領(lǐng)先的視頻技術(shù)實(shí)現了專(zhuān)業(yè)的隧道安防系統。同時(shí)，借助這套先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)安防系統，BITWAVE將無(wú)線(xiàn)人員定位系統融合進(jìn)來(lái)，可以高效地保證對所有隧道工作人員準確位置的定位，以增強工人安全性的保障和有效管理。BITWAVE這套先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)監控和定位系統在去年成功應用于大同-西安的高速鐵路及山西多條隧道建設后，再次中標貴州某高鐵隧道建設的無(wú)線(xiàn)監控及人員定位應用。
在貴州這條高鐵的該區段現有3個(gè)指揮部，每個(gè)指揮部下設5個(gè)項目部，每個(gè)項目部下設N個(gè)梁場(chǎng)、攪拌站和隧道，為了有效地及時(shí)了解鐵路施工管理的實(shí)時(shí)情況，保障鐵路施工管理及鐵路施工管理周邊設施有效并安全的管理，現需要將視頻圖像及數據信息實(shí)時(shí)的傳輸到距離現場(chǎng)3千米之內的管理中心，管理中心再上傳圖像到鐵路施工管理指揮部。同時(shí)也考慮到現場(chǎng)出現問(wèn)題之后，便于調取現場(chǎng)錄像，現將對該區域的所有鐵路施工管理全面施行網(wǎng)絡(luò )視頻監控。對于隧道監控系統，考慮到隧道施工作業(yè)的危險系數高，施工難度大特點(diǎn)，除了安裝無(wú)線(xiàn)視頻監控系統外，還要考慮加入隧道人員定位系統，用于彌補視頻監控的不足，得以保證及時(shí)了解隧道內部施工人員的工作情況及人員數量和分布情況，結合該區域監控環(huán)境的特殊性，因區域中都是鐵路施工管理給布線(xiàn)帶來(lái)很多的不便，如果全部進(jìn)行基礎網(wǎng)絡(luò )架設比較困難，故需要對所有需要監控的地點(diǎn)，采用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行全方位的監控。通過(guò)與工程方的深入溝通交流，在保證系統先進(jìn)性和穩定性的基礎上，還要充分保護用戶(hù)投資，因此BITWAVE在整個(gè)方案設計上重點(diǎn)遵循以下的思路：
確保無(wú)線(xiàn)監控系統的可靠性，這是具有實(shí)用性的前提。
1）前端監控系統應能夠采集現場(chǎng)視頻信息、音頻信息等，并按照傳輸信息格式要求進(jìn)行編碼和打包處理，使之成為能夠傳輸的數據包。
2）既要保證系統設計的先進(jìn)性，以保護用戶(hù)的投資在五年內保持先進(jìn)，可重復在多處使用，更要保證系統設計盡可能地實(shí)用。此方案推薦的設備都是經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗的成熟產(chǎn)品，同時(shí)還要考慮系統的總體成本以及實(shí)際的氣候、地理條件及最終要求達到的鏈路質(zhì)量。
3）為了使現有的系統在將來(lái)能夠得到充分的利用，現有的投資在將來(lái)不被浪費，這就需要系統有充分的、靈活的適應能力和可擴展的能力，以便于系統將來(lái)的擴展與升級。
4）系統必須是便于維護的，操作上必須是人性化的，這是為系統在使用過(guò)程中的實(shí)際需要考慮的。系統工程實(shí)施結束交付使用以后，應該便于各種日常維護工作，能夠方便地進(jìn)行軟件的重新配置、系統的自檢與恢復、硬件備品備件的更換和軟件系統的升級。
5）隨著(zhù)系統通訊建設規模的擴大，系統業(yè)需要進(jìn)行擴張，正是因為采用無(wú)線(xiàn)傳輸設計，所以系統可以任意進(jìn)行擴充，而不需要更換設備，只需要增加少許設備，就可以快速匹配隧道不斷推進(jìn)的擴充。
當前現實(shí)的隧道建設主要分為鐵路隧道、公路隧道、地鐵隧道等多種形式，每種隧道有著(zhù)不同的特點(diǎn)，一般來(lái)說(shuō)公路隧道一般比較寬敞，在隧道里面的覆蓋狀況在有車(chē)通過(guò)時(shí)與沒(méi)有車(chē)通過(guò)時(shí)差別不大。車(chē)輛通過(guò)時(shí)，隧道內剩余空間較大，可以根據實(shí)際情況選擇尺寸大一些的天線(xiàn)，以獲取較高的增益，使得覆蓋范圍更大。而鐵路隧道一般來(lái)說(shuō)要狹窄一些，特別是當車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)，被車(chē)填充后所剩余的空間很小，車(chē)對隧道的填充對信號傳播會(huì )有較大的影響。并且天線(xiàn)系統的安裝空間有限，這樣天線(xiàn)的尺寸和增益也必然會(huì )受到很大的限制。為保障各個(gè)無(wú)線(xiàn)監控點(diǎn)的有效帶寬和整個(gè)無(wú)線(xiàn)鏈路的穩定性，BITWAVE研發(fā)設計出高增益高帶寬并采用一體化的美觀(guān)便捷性設計無(wú)線(xiàn)設備，這樣就很好的保證了復雜情況下網(wǎng)絡(luò )的帶寬，一體化的設計又為安裝帶來(lái)了方便。在BITWAVE這套無(wú)線(xiàn)監控系統，隧道建設和管理部門(mén)可以高效率地提高安全生產(chǎn)的指數，可以在諸如隧道建設階段的挖掘車(chē)掘進(jìn)、鋪?lái)斳?chē)安全性，以及后期的交通監控、環(huán)境監控、通風(fēng)控制、照明控制、電視、視頻監控、火災報警、橫通道門(mén)監控、中央監控等環(huán)節上為管理部門(mén)提供巨大的幫助。
為降低用戶(hù)使用的難度，BITWAVE的系統基本做到零配置使用，不受隧道長(cháng)度限制，可以隨著(zhù)掘進(jìn)的進(jìn)度隨時(shí)隨地增加中繼點(diǎn)設備，保證無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )鏈路的暢通性；如上圖所示，在鐵路隧道車(chē)輛上安裝一個(gè)攝像頭、BWB系列無(wú)線(xiàn)設備、設備箱。攝像頭采集圖像通過(guò)VGA線(xiàn)將模擬線(xiàn)號傳到編碼器中，通過(guò)編碼器將視頻信號轉換為數字信號（或直接采用網(wǎng)絡(luò )攝像機），經(jīng)網(wǎng)線(xiàn)到達網(wǎng)橋，通過(guò)網(wǎng)橋將視頻數據傳輸。隨著(zhù)車(chē)輛的不斷掘進(jìn)，逐級回傳視頻資料。
值得進(jìn)一步說(shuō)明的是，在設計中繼站接入鏈路時(shí)要充分考慮各種因素，以達到最佳系統設計。考慮到各種隧道的復雜多樣性，如果個(gè)別彎道可視情況不好或者隧道距離過(guò)長(cháng)，需要考慮加置中繼，中繼鏈路亦優(yōu)選一體化設計的高增益無(wú)線(xiàn)設備進(jìn)行背靠背的連接，一個(gè)設備用于前端的覆蓋，另外一個(gè)設備負責把前端的視頻信號進(jìn)行回傳，這樣在特別復雜情況下很方便的建立起高帶寬通訊，才可使得可視情況不好的點(diǎn)位獲得良好的信號。我們只有嚴格按照此原理架構設計網(wǎng)絡(luò )才得以使系統運轉效率比較均勻，數據流的實(shí)時(shí)性較好，杜絕出現偶爾的帶寬波動(dòng)大，或者帶寬驟降進(jìn)而帶來(lái)圖像卡的現象，充分保證網(wǎng)絡(luò )帶寬的穩定。
在很好地完成無(wú)線(xiàn)監控系統的基礎上，借助這套無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，BITWAVE為工程方設計了人員定位系統，該系統采用先進(jìn)的zigbee技術(shù)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)基站在隧道內實(shí)現無(wú)線(xiàn)覆蓋，每一個(gè)進(jìn)出隧道的工作人員通過(guò)隨身攜帶的微型無(wú)線(xiàn)接收卡與基站進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通訊。在中心機房的顯示系統中，管理人員可以隨時(shí)了解和查看到每一個(gè)工作人員在隧道內的準確位置，以及進(jìn)出隧道的準確信息，這樣可以保證隧道管理方在任何情況下對工作人員安全做到了嚴格的保障。
BITWAVE的無(wú)線(xiàn)監控及人員定位系統在貴州高鐵隧道的成功應用，為國內其它地區的隧道建設的安全生產(chǎn)的保障提供了很好地借鑒作用。在成功完成系統建設后，工程方技術(shù)負責人談到：“由于隧道是特殊路段，普遍存在挖進(jìn)深度大、空間環(huán)境狹窄、光線(xiàn)變化大、視野不清的特點(diǎn)，所以比一般環(huán)境存在更大的潛在事故危險，尤其在西南地形環(huán)境復雜的項目上，當發(fā)生火災等緊急事件時(shí)，交通輸導和救援工作與普通路段大不一樣，而且二次事故產(chǎn)生的后果遠比原發(fā)性事故嚴重得多，無(wú)線(xiàn)監控系統和人員定位系統必將發(fā)揮非常重要的作用。BITWAVE在隧道無(wú)線(xiàn)監控系統的成功經(jīng)驗是決定我們選擇這個(gè)產(chǎn)品的重要依據，在我們項目中也得到了良好的驗證。”
通信世界網(wǎng)
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