实时智能监控系统在城市爆破工程中的应用

邹力强

摘要：提出城市爆破工程远程智能监控系统的设计原理，介绍了远程智能监控系统的实施方法，该系统依托互联网快速发展带来的便利性、稳定性，使得整个系统具有结构简单、操作便捷等特点，可以在移动终端或者电脑终端上实时查看项目进展情况，还可以利用监控硬件及时与项目现场进行沟通，智能监控系统方便了安全主管部门对爆破施工单位的作业和民爆器材的监管。

关键词：爆破工程；智能监控；视频技术；远程调度

近年来，爆破工程在城市建设中得到了广泛运用，对爆破施工现场的监控和民爆器材流向监管也越来越重要。目前武汉市各涉爆仓库采用的是点对点模拟视频电缆建立的独立监控系统，而爆破施工现场采用的则是公安人员现场巡检和现场录制视频上传的方法，这样不利于公安部门对爆破施工现场实时监管。

为了进一步加强城市爆破施工项目安全监管，对城市爆破工程项目建立一套远程实时智能监控系统，满足高危行业实时监控的需求，对于实现城市视频监控管理的跨越式发展，保证民爆器材的使用安全，具有重要的显示意义。

1远程实时智能监控系统的设计要求

爆破工程远程实时监控系统的建立，要结合业务主管部门的要求及现代技术发展，兼顾施工现场条件及成本等因素，构成先进、可靠、经济、实用的视频监控系统。

（1）先进性

系统的数字图像处理及数字音频压缩与传输技术应达到国际领先水平，系统的软件编程和视频制式应与主流媒体一致，适合中国国情与项目的特点。该系统集视频语音采集、显示、存储、通信控制、定位、电源于等功能于一身，以成熟的视频采集技术和网络监管技术结合，要能体现当代计算机控制技术的最新发展水平。

（2）实用性

该系统要能保证对现场发生的图像、声音信息进行实时呈现，相当于民警监管视线的延伸，具有炸药动态追踪、可视调度指挥功能、及时发现并纠正违章操作、追查民爆物品去向及督促爆破作业人员自觉按章作业。此外，还应具有实时上传、视频留存等监管模式，要完整保留作业现场的真实情况和面貌，为责任调查、取证等后续工作提供最有力的支持，提升公安机关对作业现场的管控能力，规范爆破作业行为，从而减少爆破作业安全隐患。

2远程实时智能监控系统的关键技术

武汉市面积达8467平方公里，爆破施工项目处在城区或城郊，其地点多变，且有线网络覆盖面小，远城区有线网络要实现点对点传输难度较大。随着电信行业的迅速发展，4G网络已在全国大部分地区完成了覆盖，在前端监视器添加4G模块，解决了老式监控系统需要通过有线点对点传输存在设备太多不便于携带的问题。以4G网络为代表的移动数字监控将成为未来视频监控的一个重要发展方向。

城市爆破工程远程实时智能监控系统是以数字网络为传输介质、网络视频服务器核心。综合运用了数字视频处理、自动控制、网络传输和人工智能等技术。信息传输流程是，爆破单位将一台或数台视频采集设备布置在爆破现场，形成现场监控点，监控点的视频采集设备将采集的视频信息传输至视频服务器，通过无线网络设备传送至相关基站，再由基站远程无线网络传输设备将数据传送至监控部门，监控部门将收到实时视频显示信号，通过对现场镜头等相关设备的遥控对爆破现场进行监控。

每个监控点的硬件主要包括无线传输模块、视频服务器、摄像机和云台系统。摄像机输出的模拟视频信号通过视频线连接到视频服务器的视频输入端，视频服务器接口经控制线和云台解码器相连，通过接收还原监控中心的控制命令或视频服务器发送的控制信息，驱动云台、摄像机进行旋转、变焦等等一系列的控制。视频服务器的网络接口通过网线联接到无线传输模块，使用定向天线将信息发送出去。

其中视频服务器是一种对音视频数据进行编码处理的专用设备。由于摄像机采集的模拟视频数据量非常大，通过数模转化后，数据量也很大，故要利用成熟的编码技术，将视频数据在满足网络传输要求的技术指标下进行高压缩比的编码，以满足传输要求。

智能监控系统的组成：

“城市爆破现场智能监控系统”的专业性针对性很强，主要针对城市爆破现场周围布置的视频摄像拍摄装置，并基于无线网络的数据通道为传输手段，实现对爆破现场的在线实时监测。其硬件设备主要由监控前端部分、音视频传输部分、远程监控中心管理平台组成，监控系统组成如图1所示。

图1智能监控系统组成

城市爆破现场视频监控系统的工作原理：

城市爆破现场视频监控系统的工作原理主要是由爆破现场摄像头采集到的模拟视频信号，送到无线视频终端，经过数字化、视频压缩编码后，通过无线网络传输设备送到视频监控中心，在监控中心对视频流进行解码，即可看到摄像头拍摄的现场视频画面。

图2远程监控系统硬件

智能监控系统的功能：

（1）监控点录像；（2）监管人员可远程观看实时画面并可任意调取本地存储的监控图像，对图像资料进行检索和回放；（3）设备与爆破公司绑定，做到责任落实到责任落实到公司和个人；（4）GPS定位，将民爆物品的位置精确反馈至指挥中心；（5）为市公安局、各公安分局和各派出所分配不同管理权限，对辖区监管现场进行监管。

3视频监控系统在爆破安全管理中的应用

3.1工程概况

武钢能源总厂热力厂热动车间在技改工程中，需要爆破拆除一座高80m的钢筋混凝土烟囱。烟囱南侧25m处和东北侧112m处是厂区铁路运输线，北面是正在拆除的厂房及设施；西面43m处、50m处分别是南北走向的高架煤气管道和皮带通廊。根据拟拆除烟囱周围环境和烟囱的结构尺寸特点，烟囱采用向南偏东方向单向倾倒爆破方案，如图3所示。

图3爆区环境及监测点布置

3.2视频监控布置

在烟囱爆破施工现场布置了3个视频监控点，即1#、2#、3#视频监控点。从炸药进场即开始监控，须保证炸药从进场到装药全过程不脱离监控画面。

该视频监控系统基于4G无线网络，手提箱终端具有调整摄像头视角，10倍放大焦距的功能，可将现场影像进行压缩、编码传输到公安系统指挥中心的监控平台，其中1#、2#监控点监控现场爆破器材的领用、装药、连线、防护和撤场，3#监控点监控爆破现场的周边环境，领导和监管人员可通过PC网络平台或手机客户端进行应急指挥与远程调度现场工作。1#、2#、3#监控点监控画面如图4所示。

图4各监控点监控画面

4视频监控系统的展望

智能监控系统利用了最新的视频、网络技术对民爆物品实施监管，增强和完善了公安部门对危险行业的监管能力。从爆破现场对监控系统的使用，发现了几点不足，并提出以下建议：

（1）网络带宽不稳定，影响图像清晰度，4G上下行链路速度均大于30mbps，但三大运营商的标准和信号稳定性能不同，尽量采用电信运营商的网路，并选取合适的视频采集分辨率（1280×720）和帧速（25帧/s）与网络匹配，并可为5G网络准备更高分辨率的摄像头。

（2）智能监控系统必须依托针对高清视频监控开发设计的前端、传输、平台、浏览、智能识别、显示等各个环节才有意义，实时智能监控系统必须拥有完整的高清智能解决方案，而不仅仅是单纯提供视频图像。

（3）该爆破视频监控系统对现场三大员人像采集的实时性存在缺陷，现场拍照后上传的方式较为落后，可采用系统智能抓拍与数据库人员信息进行人像对比识别，避免了人员未到场事后上传照片造假的情况。

5结语

视频监控经历了模拟时代、半数字时代、数字时代和目前的计算机网络化时代，以计算机网络为核心建立的城市爆破现场实时智能监控系统，为今后融入更新、更好的科技技术奠定了基础。武汉市公安系统建立的远程实时智能监控系统，对城市爆破施工的安全生产监督管理具有重要作用。利用实时智能监控系统对武钢80m高钢筋混凝土烟囱进行了监控，记录了爆破施工全过程，系统运行稳定、图像清晰、传输流畅，达到了高清监控效果。

参考文献：

[1]曲广建，朱振海，汪旭光，黄新法，江滨.远程视频监控技术研究及在工程爆破中的应用[J].工程爆破，2012，18（03）：81-84.

[2]蒙云琪，吴剑锋，张兆龙，操鹏，李小贝.爆破工程现场监理视频监控系统的应用[J].爆破，2017，34（02）：148-151.

[3]黄凯奇，陈晓棠，康运锋，谭铁牛.智能视频监控技术综述[J].计算机学报，2015，38（06）：1093-1118.

[4]白宇龙.浅谈特长隧道视频监控的稳定性——山西省长平高速公路虹梯关特长隧道监控施工[J].价值工程，2016，35（13）：138-140.

[5]张振华.高压电力线路在线视频监控系统工程应用及实践[J].电力系统保护与控制，2013，41（16）：149-153.

[6]谢先启.150m钢筋砼烟囱爆破拆除技术与分析[J].工程爆破，2008（01）：54-56+37.