舟山大陆连岛工程运行管理监控设想

【摘 要】 分析监控的环境，提出监控的设想；监控收费站，监控水上助航标志（浮标）和桥涵标，监控车辆在道路和桥梁通行状态等，阐明监控实施的方法，达到的监控效果，进行了管理经济比较。

【关键词】 监控方案;设备选择;经济比较

【中图分类号】 TU201.6 【文献标识码】 B【文章编号】 1727-5123（2009）01-014-03

Zhoushan Liandao project operation and management control envisaged

【Abstract】 Analysis of the environmental monitoring, put forward the idea of surveillance: Monitoring toll stations, monitoring　water navigational marks (buoys) and the Bridge standard, monitor vehicle access roads and bridges in the state, monitor the　implementation of the methods set out to monitor the effect of a Comparing economic management.

【Key words】 Monitoring; Equipment; Economically

舟山大陆连岛工程状况：舟山大陆连岛工程起自舟山市的鸭蛋山环岛，与329国道及城市外环线相接，沿线经过鸭岑段的炮台岭隧道2座，里钓岛、富翅岛、册子岛、金塘岛，终于宁波市镇海区与沿海高速公路相接。由岑港大桥、响礁门大桥、桃夭门大桥、西堠门大桥和金塘大桥共五座跨海大桥及其接线组成，工程路线全长约42公里。炮台岭隧道2座、岑港大桥、响礁门大桥和桃夭门大桥三座跨海大桥，共9.973公里，设计行车速度60公里/小时；西堠门大桥、金塘大桥和宁波连接线，共31.95公里，设计行车速度80公里/小时和100公里/小时。

为了使沿线的桥梁、道路完好和收费正常，建议舟山大陆连岛工程作如下监控。

1监控的类别

1.1监控收费站。投资各方通过监视屏，监控舟山连岛工程桥梁道路状况监视互交、隧道和桥梁等重点路段的及时交通状况和记录图象依据留待交管部门处理，以降低交管部门工作强度，保证舟山连岛工程桥梁道路的安全畅通；收费监控主要是根据收费车道通过的车辆类型对收费员的收费过程中进行有效监督和记录。

在确保大桥和道路安全的前提下，采用计重计量收费和车辆外型识别技术的应用相结合，在同种车型时按照重量计量费用,使收费的公正; 车辆外型识别技术的应用提高了收费的效率，从如使舟山连岛工程桥梁道路道路网络获得很高的通行能力。

要实现监控系统和收费系统的数据、语音和图像等信息准确而及时的传输，保持高速公路各管理部门之间业务联络通讯的畅通，并要为高速公路内部各部门和外界建立必要的联系；同时高速公路通信系统作为交通专用通信网的重要组成部分，是交通信息的主要传输载体，为各种网络服务（如internet）及会议电视系统提供传输通道。

收费岛的语音、数据和图像三大信号通过独立的通信系统传送到监控中心。其中语音包括电话bt、指令电话ct、紧急电话et、广播系统和集音器等；数据信号分为两部分。一是收费系统计算机网络互连，即收费站――收费（分）中心――收费总中心的三级收费网络，计算机收费局域网的速率一般是10mbps/100mbps；二是外场交通监控数据采集及控制，这是一些低速数据，包括可变情报板、限速标志、车辆检测、气象检测、图像切换和控制等。图像信号主要是cctv收费监控图像、道路状况及会议电视图像。

闭路电视监视系统，对收费车道，收费亭，收费广场及监视室实现全方位的监控有效避免收费过程中的各种舞弊行为。对特殊车辆通行进行电子抓拍、电子录像、随机抓拍。

ETC车道的监控：为加快通车速度，设置不停车收费车道（ETC），但有的车没有交费卡或者跟前面车进入ETC车道。

1．2监控水上助航标志（浮标）和桥涵标。为提高航标维护效率，减少维护成本，建议在每座航标上设置航标遥测子监控系统，采用航海专用工作频道为WHF，遥测的数据有航标灯器工作电压、电流、充电电压和电流、灯质、换泡数量等进行监测。实时信息传给大桥航标维护管理站，以便航标管理部门和通航安全部门随时掌握大桥水上助航标志的实时工作状态信息，发现故障及时通知大桥航标维护单位进行抢修；另外，依靠航标遥测系统还可以进一步进行航标遥控。在主桥设置AIS系统终端，金塘大桥等桥梁主塔上安装雷达应答器，便于船舶在大海确定主通航孔位置。对危及灯标安全的船舶系统及时发出避让信号，撞坏浮标灯，又不报告的肇事船舶，大桥管理中心通过监控录像时间、海域、船舶行驶轨迹等可以追查出来。

1．3监控车辆在道路和桥梁通行状态。通过沿线设置的摄象机,监控路面状况：路面平整度或者塌陷等；监控车辆运行情况：车的行驶速度、车辆类型等状态等；监控道路照明：实施照明切换，节约能源，同时不同回路设置不同的延时，以便减少对电源的冲击。

1．4桥梁安全监控。在桥箱梁内壁、桥塔在桥墩或者锚碇，并且不破坏结构的情况下，设置风速风向仪、温度计测量桥梁内外温度；倾斜仪测量桥塔、大桥墩身及箱梁变化情况；光栅尺、GPS基准站及其接收机测量桥墩和桥塔位移；电阻变应片和锚索计检测钢丝或者锚具的受力情况；压力变送器和支座反力计检测大桥支座受力；监控有关部位的疲劳情况。环境温湿度变化进行实时监控，并根据预设的环境温湿度控制点来启动相应工作电路，强行改变环境，使温湿度控制在设定值的范围内。

1．5监控电力系统。

1．5．1 监控电力系统:监控变电站(包括埋地变压器)的10kV进出线、10kV母联、计量柜、变压器、低压总开关、低压母联、低压出线、电容柜、变电站排风机和站内照明等设备。根据国家电力行业"五防"的要求，在2～35KV/50Hz户内各类高压电器控制柜的带电、开关刀闸位置指示及安全闭锁装置（设备）。它集一次回路模拟图、断路器位置、开关状态、接地刀闸位置、弹簧储能状态、高压带电闭锁、温度湿度显示控制、语音防误提示、人体感应开关、远方/就地、分合闸、RS485通讯多项能于一体。装置采用嵌入式方式，安装快速方便，用户选用时只需提供相应一次接线方案图即可。

1．5．2监控变电站的环境：为确保无人值班的变电站的安全运行，对变电站的人员入侵、火灾、温度和湿度监控。设置烟感和温感装置，一旦有火灾，则报警就与摄像机联动，并在监控中心显示和录象；人员侵入变电站，则可以通过红外微波双鉴探测器捕捉画面，并且迅速传至监控中心，联动摄像系统启动。

1．6监控船舶。舟山宁波港船舶众多，尤其是台风季节，船舶急着回港避风，有时会找近航线回港，桥上设置VTS系统跟踪录象，对不按照规定航线的船舶进行处罚，改善船舶行驶路线，对金塘大桥和西堠门大桥等桥梁所处的海域的船舶，向大桥值班VTS系统报告船舶位置，并借助VHF16航海公用频道与驶向大桥船通话，要求按照指挥员指定的航道穿过大桥，促进大桥水域船舶安全管理。

1．7监控航空障碍灯。监控航空障碍灯：航空障碍灯状态监控。

2传输方式

2．1收费系统和道路系统传输方式。前端摄像机与收费站，以及收费站至高速公路监控中心采用光端机传送图象，建设时设置道路监控光纤，以确保交通状况视频图象质量高，实时性好，尤其对违章车辆的图像抓拍更是如此，如果采用压缩图象通过网络传输很难达到要求，收费岛与收费站间距离较近，一般采用同轴电缆或者多模光缆传输。广场光端机应有一路视频+一路反向数据，用于对广场云台图象传输与控制；车道光端机和收费岛内光端机可以采集收费环节的视频和声音进行监控。各个收费站图象通过矩阵输出上传至金塘岛监控分中心，金塘岛监控分中心再通过交通系统SDH传输到以太网交换机传至浙江省交通监控中心，形成树型网络结构。

2．2海上浮标系统传输方式。遥测的数据有航标灯器工作电压、电流、充电电压和电流、灯质、换泡数量等进行监测，将测得的数据进行打包后，通过发信机以230M的遥控遥测专业频率发至大桥维护中心，再以DDN或者PSTN发至航道管理监控中心，通过监控中心人机界面MTV上机，管理人员即可以实时监控航标工作状态。

2．3道路和桥梁监控。将桥梁和道路上的监控摄像机的信号通过预埋光缆传输到大桥管理中心服务器。钢箱梁内部通过温湿度传感器对环境温湿度自动进行采样、即时监控，当环境湿度高于设定值时，电路启动加热负载工作可达到除湿的作用；当环境温度高于温度上限设定值时，启动降温负载工作,以使环境温湿度保持在要求的区间内，通过设置的接口与启动设备连接，及时启动有关设备，达到钢箱梁内部的湿度和温度要求。

2．4电力系统及有关照明监控。通过继电器或者监控终端将监控变电站的10kV进出线、10kV母联、计量柜、变压器、低压总开关、低压母联、低压出线、电容柜、变电站排风机、站内照明、路灯照明和空障碍灯工作情况等设备有关状况信号由敷设的电缆输送到管理中心。比如HZYN-9800型开关状态智能操控器这种新型多功能、动态模拟指示的自动化设备,采用RS-485数字接口（差分、半双工）；电气隔离：数字接口/仪表，数字接口/信号（1500V/50Hz/1min）；通讯参数可编程：波特率：1200、2400、4800、9600（显示对应12、24、48、96）；仪表地址：1-99地址码；数据格式：1个起始位，8位数据位，1个停位。温度传感器试验：可直接对传感器加温或降温，如果显示有所变化，则传感器为好的。湿度传感器试验：湿度显示值会增大。停止哈气后，湿度会慢慢地返回到环境湿度值。

2．5桥梁结构和道路通行状态监控。利用光纤或者多绞线把全线的各种传感器连接，将各个变化量变换为光或者电信号，集中输送信号调制器，进行模拟与数字信号（A/D）变换，再输送到大桥监控中心服务器上，再经过以太网传到管理公司的各个部门。

3监控管理选择

舟山连岛工程公路路远地偏，组建安全可靠的监控系统，舟山连岛工程的五座大桥和配套公路都修建在岛与岛之间，地处东海洋面,空间跨度大，室外环境恶劣，维护成本高。在设计监控系统的时候应该选用技术成熟，工作稳定的设备。建议采用光端机加硬盘录像机的实现模式。在高速公路的延长线上，铺设光纤，传输视频和反向控制信号。光纤的传输距离远，信号衰减小，价格又便宜，适合于远距离传输。一旦铺设完成，可常年使用，可有效降低维护成本。在前端采用高速球云台对来往车辆进行监控，球云台内置温控调节系统，可以在更大的温度范围内正常工作。而在监控中心可以通过接收光端机将视频信号还原出来输入给硬盘录像机，这套系统均采用成熟可靠的设备实现。

云台遥控摄像到红外摄像机，光端机到网络视频服务器，监控系统到综合指挥平台，并且设计一体化的软硬件产品，更好监控收费系统。

以硬盘录像机为代表的数字化的监控系统，同时也包括了以网络视频服务器、网络一体球为代表的网络化监控系统，并且做到实现两者的兼容，监控系统可以扩容，实现与上级系统的联网，这些都是我们考虑的问题。采用硬盘录像机、嵌入式、网络视频服务器、网络一体球、网络矩阵等。能够对不同时期和不同厂家产品实现了统一兼容。要求设计上采用了模块化的设计理念，引入了设备虚拟层的概念，可以平滑兼容多种类型，多个厂家的设备。

沿线经过的舟山本岛、里钓岛、富翅岛、册子岛、金塘岛和宁波镇海接线，建设收费站或者管理中心，作为各个岛和大陆的末端收费站的监控，在设计上和连岛工程公路则截然不同。它的位置相当分散，如何将这么多分散在各地区的收费站集中起来监控是个难题。建议采用专用监控系统设计利用各个收费站的网络资源实现分布式的网络监控。目前每个收费站须有2M的专线接入，用于公路计费信息管理等。系统设计在每个收费站安装一台网络一体球或网络视频服务器，直接将网络信号接入即可。在监控中心安装一台综合业务管理系统实现收费站的统一集中式监控。

4经济技术比较

金塘大桥和西堠门大桥主塔很高,并且桥长（30公里左右）设备多,桥涵标（灰鳖洋和西堠门航道）范围广，监控桥涵标和其它电器设备将提高工作效率，又减少劳动强度。

利用高速公路本身SDH网络优势，把图象压缩通过网络传输，视频监控系统实现浙江省监控中心与下级的各个运营公司监控分中心、运营公司的道路监控分中心和各个收费站的联忘控制。充分利用现在已经有的网络资源，降低联网成本，系统稳定性也比软件网络提高很大，另外，以太网的普及为系统扩大容量提供了基础。保护了用户的投资，解决了系统兼容性问题。

每一个管理一个监控设备，或者分组监控设备；同时对用户组和设备组之间作权限的映射管理。包括视频浏览的权限、控制的权限、管理的权限等等。在设置权限的时候采取谁管理谁负责的原则，任务单直接下达，并对同样具有管理的人设置权限的级别，这样就可以保证不会出现没人管理或交叉管理的问题，使问题及时处理。舟山连岛工程跨多岛多航道，地形复杂、地理位置分布广泛，事故发生具有不确定性。小岛上的小收费站地处海岛，抢劫、冲关事件也时有发生，为确保收费管理人员生命财产安全，显得更加重要。设置监控系统使电子地图有双屏显示功能，同时显示现场实时的视频和电子地图画面，同时有动感抓拍功能，留住现场照片，并可以分出当前的设备状态。监控人员发现或者系统自动地给责任人发送报警短信。反映迅速，节约维护成本，便于安全管理。

参考文献

1 舟山大陆连岛工程金塘大桥桥涵标工程初步设计，2007

2 江苏省交通规划设计院.舟山大陆连岛工程金塘大桥、西堠门大桥交通工程及沿线设施技术设计（第二册），2005

3 中交公路规划设计院有限公司、上海思索建筑咨询有限公司. 舟山大陆连岛工程西堠门大桥、金塘大桥结构监测管理系统（第一册）研发、实施总体设计方案说明,2007