世界最长跨海桥监控探秘

    世界第一跨海桥--杭州湾跨海大桥，于2008年5月1日正式运营。作为举世瞩目的“数字化大桥”，它的桥上交通、过往船舶的安全，一直被社会各界紧紧关注着。本期《记者体验》栏目采访报道组记者罗超、技术顾问林堪华来到浙江省宁波市杭州湾跨海大桥现场，以“亲历亲为”的体验方式，为行业读者探秘，它的监控建设。

　　一、项目需求：交通监管、设备监控、预留升级

　　宁波，毓秀钟灵，文化璀璨！勤劳聪慧的人们，在这块富饶的土地上繁衍生息，创造出光彩夺目的河姆渡文化。北起嘉兴市海盐，止于宁波慈溪的杭州湾跨海大桥跨越宽阔的杭州湾海域，全长36公里。它的通车，将上海至宁波间的陆路距离缩短了120公里，形成以上海为中心的江浙沪两小时交通圈。当记者吹着迎面来的海风，放眼望去大桥护栏从南到北依次为赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色，看上去就像海上的一条“七彩长虹”。作为工程建设的甲方，杭州湾跨海大桥管理局在土建工程竣工后，意识到大桥存在一些安全隐患。采访中，杭州湾跨海大桥管理局综合执法处处长、教授级高工林文休告诉记者，大桥的监控项目建设是属于机电工程其中的一个建设方面，在项目建设中，所有的硬件与软件均按最新和最成熟的技术进行选型和设计，这是为了考虑到将来系统扩展升级的需要。这一点是他们在建设前期确定的建设原则。如果从跨海大桥建设方的应用需求出发，记者了解到，大致需求表现在：

　　1、能通过先进的监控管理手段，对跨海大桥路段进行协调控制，以确保大桥交通最佳的运行状态，能及时发现并处理路段事故、事件，防止二次事故的发生，及时预告交通拥挤和堵塞并疏散堵塞的交通流，减少交通延误和损失，提高高速公路服务水平。

　　2、跨海大桥能将本路段所有的监控视频信号、外场设备数据和管理数据通过光端机上传到监控分中心，并且所有的监控软件应给浙江省高速公路监控总中心预留接口。监控系统与相邻路段的监控系统联网，进行数据交换，可以根据相邻路段的交通状况制定大桥南北出入口的交通诱导，在进行单向封闭封路时及时通知相邻路段进行相应的交通控制，此外，大桥监控可根据自身交通控制的需要向相邻路段的监控系统传输处于相邻区段可变情报板的显示内容。

　　3、能准确及时地采集管理区域内的监控设备工作状态、大桥路面交通状态、环境参数等信息，建立先进、统一的交通决策系统，各种数据以及视频图像应能上传至监控分中心。

　　4、系统的扩充采取积木式结构，满足系统远期的扩展和升级。如收费机构成时考虑了冗余的标准串行口，为将来系统扩展提供相应接口。

　　二、项目建设：众多系统组建大桥安全防护网

　　“一桥架南北，天堑变通途”，杭州湾跨海大桥是按双向六车道高速公路设计，作为高速公里管理的一部分，杭州湾跨海大桥监控项目工程最主要是用于交通控制管理。林文休介绍说，建设这套监控系统，主要为的就是及时发现道路上发生的任何交通事件，确定事件发生的地点、性质，事件的严重程度，火速救助出事的人员和车辆，尽快疏导和恢复交通。当然，总投资140亿的杭州湾跨海大桥在监控方面的用途不单是交通监管这一方面，下面我们从整个大桥监控系统的构成来分析它是如何建设的。

　　交通监控子系统

　　杭州湾跨海大桥监控工程由交通监控子系统、保安监控子系统、除湿机监控子系统、电力监控子系统和监控分中心的建设构成。宛如一条巨龙横卧在海面上的杭州湾跨海大桥桥面安装了102台摄像机，其中定焦摄像机33台、变焦摄像机35台、视频车检摄像机28台和塔顶摄像机6台。据林文休介绍，跨海大桥管理局和嘉兴海盐县公安局计划不久后将在桥下两侧加装19台摄像机（其中12台红外摄像机）。记者在大桥现场看到，这些摄像机为索尼产品，其中定焦的33台采用SONY SCC-DC593P 1/3’’CCD，水平分辨率为480线，配备图丽镜头，云台的防护罩防护等级为IP66；变焦摄像机与定焦的技术参数基本一致，但是镜头选用的是精工SL10200A镜头，焦距范围10-200mm；用于视频车检的摄像机采用SONY SCC-DC83P 1/2’’CCD配富士康镜头；而安装在塔顶上的摄像机由于安装位置过高和桥上的车辆车往，记者难以与之“亲密接触”。这些安装在杭州湾跨海大桥的摄像机有其自身的特点：

　　1、摄像机布点多、密度高

　　区别于普通高速公路2公里一台摄像机，杭州湾跨海大桥的桥面摄像机布点约500米一台，布置方式为1个变焦+一个定焦摄像机，还可以根据需要在重点位置加设视频检测摄像机，在全桥范围内监控基本无死角。

　　2、时间检测、自动报警

　　对于桥面，共有48个事件检测断面，通过事件检测的视频智能分析，能够对车辆违章、交通拥堵、车辆减速、车辆低速、车辆逆行、行人遗落物、烟雾和火灾等各类交通事故进行检测，并能够通过监控系统及时联动弹出报警画面，提醒在监控分中心的值班人员和交警注意。此外，所有大桥通道的监控内容自动24小时备份，能提供21天的录像查询记录，所有的监控设备也具有自动检测和故障报警功能，发生故障时大桥管理局能够及时采取有效措施。

　　3、配合气象检测器，对交通气象环境进行监控

　　大桥的交通路段除进行交通流的监控外，还针对各个区域的气象进行气象监控和监测，作为恶劣天气突发时间处理的重要依据。目前共设10个气象监控点。

　　保安监控子系统

　　为切实保障航道、广场区域、海中平台及其他区域的安全，杭州湾跨海大桥共安装了49台用于保安的监控摄像机，其中针对通航孔桥及非通航孔桥位置安装了32台航道监控摄像机；在南北服务区安装了4台广场监控摄像机；在海中平台安装8台监控摄像机；在电梯内安装3台监控摄像机；在监控中心安装2台。杭州湾跨海大桥有南、北航道两座斜拉桥，共计5个通航孔，是来往船只的重要通道，但是一些船只不规范运行及装载会对大桥的安全构成威胁，因此，杭州湾跨海大桥管理局需要对航道进行安全监控，考虑到监控及管理的有效性，航道监控由大桥管理局和港务部门共同完成。杭州湾跨海大桥的保安监控子监控系统是对每个通航孔及相邻非通航孔均设置高倍镜头摄像机，其图像直接上传到大桥管理局的监控分中心，并一对一在监视器上显示，同时，通过视频分配器将图像传至港务监控中心，作为通航管理的重要依据。此外，杭州湾跨海大桥监控分中心也能接收港务监控中心传输来的有关数据和信息；在中引桥、南引桥的桥孔，有可能发生船只的不规范停留，以及对大桥蓄意破坏行为的发生，大桥管理局在中引桥、南引桥每隔4公里安装一对高倍镜头摄像机；杭州湾跨海大桥沿线设有服务器、海中平台等设施，其对大桥安全会产生间接影响，所以，他们在大桥服务区单独布设监控摄像机，而海中平台的摄像机与海中平台楼宇自动控制系统集成在一起。

　　除湿机监控子系统

　　“针对杭州湾海域特定的气象条件，比如盐碱度高、湿度大，我们选择的产品对防腐和除湿有特殊的技术指标要求”，林文休告诉记者，杭州湾跨海大桥在航道桥和海中平台匝道桥段设置了除湿机监控子系统，对大桥钢箱梁、索塔锚箱除湿机组输出的数据进行监控。这套监控子系统由设置在除湿机附近的本地控制单元和大桥结构内外的各种传感器组成，本地控制单元可实时采集除湿机的各种参数并对其进行管理，同时提供RS422/485的通信端口，通过通信系统与监控分中心大桥健康与安全检测计算机相连，使监控分中心控制室的值班员可以随时了解除湿机的运行情况和钢箱梁、锚箱的温湿度变化，必要时亦可直接控制除湿机的开启和停止。

　　电力监控控制子系统

　　考虑到大桥的电力供电情况，杭州湾跨海大桥建立了电力监控控制系统，通过该系统，监控分中心可以实时了解大桥各个区段的电力状态，并通过该系统监控分中心可以远程对各个区段进行电力控制，从而实现全桥10KV变电站和全线机电设备的无人值守。

　　监控中心的建设

　　杭州湾跨海大桥共161个监控点的视频信号，经光端机传输到管理局的监控分中心。这个分中心可实现外场监控图像（收费车道、收费广场、服务区）和内场监控图像（变电所、监控室、财务室等）的接入，同时可实现传输及切换显示，也可接入、传输外场可变情报板、可变信息标志、车辆检测器和气象检测器的数据信号，利用网管软件实现远程控制和信息处理，通过音频传输通道可实现收费广场、服务区的广播功能。在大约400多平米的监控分中心，有两间设备房和一间会议室，会议室主要是出现突发或紧急交通事件时作为制定决策方案的办公场所。在其中的一间设备房，记者能清晰看到由中兴提供的机柜上印有上海电器科学研究所的铭牌，这很显然表明他们是杭州湾跨海大桥监控工程的承建单位。宁波市杭州湾跨海大桥发展有限公司直接负责监控分中心的各项日常管理事务，运营监控部经理吴承隆向记者介绍，这个监控分中心由计算机单元和视频图像单元构成。计算机单元组成部分是计算机主机、磁盘阵列和H3C以太网交换机，而视频图像单元，记者在现场观察了一番，其设备有6台AB埃比矩阵，该矩阵为128路输入X48路输出；11台采用PC架构的同济天跃DVR、北京蛙视一托N的可网管型数字光端机，它是光纤组网结构，可远程控制和访问；一步入近2百平方米的监控大厅，迎面就是一面长约１５米、高约４米的LCD监控墙，这个监控墙由40台创维26寸LCD液晶面板组成，左边为20个外场监控屏，主要监控桥面和南北接线车辆通行情况；右边为20个广场监控屏，主要对收费站点进行监控。此外，监控大厅内还有多台电脑，它们对大桥车辆通行情况、大桥上下振动情况、大桥自身健康情况等实时监控，监控分中心的工作人员在监控大厅内可对大桥的所有动态情况了如指掌。

　　体验结论

　　当永无遮挡的海景，成为某种天然背景时，我们稀缺的是，难以将它永远拥有。蔚蓝宽广的杭州湾跨海大桥“天眼”在护航它的安全，记者在采访即将结束时，想了解这些大桥的监控建设有何效果时，吴承隆介绍说，可以体现在下面几点：

　　1、对桥面动态管理：管理单位对杭州湾跨海大桥桥面情况有了很多了解和掌握，白天每30分钟、晚上每40分钟电子巡逻一次，在监控分中心固定有5名值班员，其中一民交警，使大桥管理投入的人力大大减少；

　　2、对突发事件的检测和预判：现在大桥交通管理中的违章、事故都会经过监控系统扑捉现场画面和自动报警，对事件处理的及时性提高很多；

　　3、气象监控：10个点位的摄像机，对大桥的各个环境因素，如能见度、风速、风向、雨量、道路结冰等自动监控提示。吴承隆还补充道，气象监控是今后跨海大桥监控应用的重点，现在很多建设单位对此很感兴趣。对于项目效果，他还给记者举了个实例：2009年2月14日，宁波方向K62处的监控画面里出现一辆车牌号为冀J67697的大货车缓缓行驶在应急车道上，这一情况引起了杭州湾跨海大桥监控人员的注意。突然，货车掉转车头朝上海方向驶去。监控人员立即通知交警，并调度排障中心北服务区备勤示警车前往拦截，同时修改宁波方向K49-K62所有文字情报板和车道控制器，提醒来车注意避让。15#、14#、13#、12#......监控人员迅速切换监控摄像头进行追踪。7分钟后，货车被拦截在K56处。采取安全措施后，该货车再次掉头正常行驶。记者了解到，至今为止，杭州湾跨海大桥未发生一起因车辆逆向行驶而引起的交通事故。

　　泛红的夕阳洒在蔚蓝的海面，远航的船儿渐行渐远，阵阵海风掠过脸颊时，留下了我们对杭州湾跨海大桥浅浅的惆怅和恋恋的不舍。。。。。。 （本刊记者  罗超）

                        
　　顾问点评

　　杭州湾跨海大桥作为世界第一跨海大桥有着其特殊的管理需求和系统建设特点，结合了视频监控、视频分析、交通监测、环境监测、设施监测于一身，成为名符其实的“数字化大桥”。系统之完备，考虑之周详让人赞叹。其密集的视频监控摄像机配合智能视频分析，充分保障了大桥各处的实时监控和异常情况的监测和预警；与周边道路交通监测管理系统互联互通，灵活安排大桥通行和管制；建设完善的环境及设施监测系统，不但对桥面风速、湿度、雾气情况了如指掌，更通过广布于桥体的大量传感器，实时监测桥体安全和各类设施的工作状态。有一点不解的是，如此大型和功能完备的系统，监控中心居然没有建设拼接大屏显示系统，在日常监看特别是突发状况指挥时仰赖多台独立的26寸液晶监视器尤显不足。海面及近海区域盐碱度高、湿度大，设备的防腐除湿能力如何将直接影响设备的使用寿命和系统的稳定，因而定期针对性的维护保养尤为重要。做为国人建造的世界第一桥，无可置疑地体现了广大人民群众的智慧和国家的繁荣昌盛，在大桥的2期安防建设中，安防工程商需要面对更多的实际问题和困难。

　　林堪华

　　深圳市浩铭安防工程有限公司项目经理

　　中国公共安全杂志社技术顾问
 

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