堤防道路超限远程监控系统.docx

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1、堤防道路超限远程监控系统黄河南岸的黄河大堤是去往花园口风景区的必经之路，但是近些年来，时常存在运送大型建材的车辆，由于其载重量较大且车速较快，车身高且宽，长期碾压道路造成严重损坏，影响了景区公共出行的安全与便捷，在车辆交通高峰期时危险性更高。因此，曾在主要路口设置限高杆及隔离墩，由于装置屡遭破坏，在消防等特种车辆应急救援工作时需租用吊车调离，影响了公共出行便捷，成为一个难题。网同时，此黄河大堤作为“防洪保障线、抢险交通线、生态景观线”的标准化堤防，滩区防护任务艰巨。堤顶道路建设统一采用沥青路面，设计载重量有限，由于大型车辆的不断增多，且载重量也越来越大，给道路造成严重损坏，每年因为路面修复或重

2、建消耗了大量的资金。此外，由于大型车辆多夜间行驶并不加覆盖，沿路抛洒大量垃圾渣土及路边墩的损坏等给工程养护增加了工作量，所以限制大型车辆的通行已经迫在眉睫。1超限远程控制系统研究所解决的具体问题由于整治大型超限车辆问题迫在眉睫，且旧式超限墩治理效果有限，有必要开展新型超限系统的研究与应用。网为此，需要认真对超限车辆进行调查，从限制车辆高度入手开展堤顶道路超限控制的研究，经过反复研究、实验、修改，最终治黄工作者于2015年6月成功研制了“黄河堤防道路超限远程控制系统”。解决的具体问题如下：(1)限制渣土车辆、违规货运车等车辆上堤，解决了大型车辆碾压堤防路面，道路养护成本较高，发现查处违规倾倒建筑

3、垃圾难度大的问题；(2)灵活控制限高杆升降，构造简单易维护，安装警示标牌最大限度保障车辆的安全，解决了防汛车辆、消防车等特种车辆的通过，超限杆建设成本较高的问题，为基层单位堤防管理提供了可能；(3)设置远程监控指挥中心，实现重要路口24小时高清监控，提高生态环境综合整治工作效率，解决了执法人员执勤强度大，夜间查处违规倾倒垃圾车辆不及时等问题;(4)建立全面堤防路网控制平台，对讲机等方式达到指挥、监控、现场管理无缝隙连接，解决了高峰期道路拥堵、及时疏导保持通畅的问题；黄河堤防道路超限远程控制系统的研制与应用，通过对超限车辆的远程控制，能够延长堤顶路面使用寿命，提升工程管理整体面貌。的该成果对大型

4、渣土车、运沙车、货运车等大型车辆进行综合治理，不仅推进黄河自然生态保护综合整治行动,符合国家加强流域生态环境治理，倡导绿色低碳的要求，并采用工防和人防相结合的原理，切实提高了工程生态环境，为滩区自然资源不受破坏奠定了基础。2超限远程控制系统研究的主要内容该项目具体是以限制车辆高度入手对超限车辆进行控制的系统，采用的是钢结构限高架，辅助安装电动提升机电动葫芦实现限高架高度的升降控制；在限高架上安装摄像头，远程监控中心设置在花园口管理房内，实现超限车辆的远程控制。本项目研究共分四个阶段，即前期准备阶段、研究试验阶段、制作安装阶段、投入试用及改进阶段。1461为加强该项目的领导，2015年2月成立了

5、项目组，对该项目进行了多方考察论证,广泛征求各方意见，研究引入了工程管理人防及工防的概念，利用交通疏堵结合的原理,为该项目的开展做好了前期准备工作。2015年3月完成了该项目的可行性调研，确定该项目需采用电动启闭升降技术、光纤远程传输技术、自动报警装置技术等；制定了具体的研制和试验方案，2015年4月底完成了该项目的研制和试验，为该项目的制作提供了技术保障。研发小组按照设计图纸装配成型。制作过程中，聘请了相关专家，对制做过程中出现的技术问题进行现场指导。经过研发小组及专家的共同努力，产品雏形基本形成。并安装到位进行试用。在试用过程中找出不足，对其加以改进与完善。2015年5月下旬对该项目不足之

6、处进行了改进，使其功能更加完善，并完成了资料整理工作；6月份正式投入使用。技术人员在项目试用阶段，解决反馈的问题，并总结经验不断改进。本系统主要由电动启闭控制系统、闯岗报警系统、远程监控系统、无线遥控控制系统、钢结构限高架及辅助设施构成。具体原理是安装可靠耐久的钢管超限杆，利用电磁制动器原理实现卷扬机拉动超限杆升降；安装防水防雨的红外线高清摄像头瞄准超限杆，通过千兆光纤通信传输至局机关指挥中心，联通内部局域网，并将监控画面存储于硬盘存储器。监控人员通过对讲机指挥现场管理人员无线遥控超限杆升降。1471黄河堤防道路超限远程控制系统主要设计原理如图K图1黄河堤防道路超限远程控制系统拓扑图电动启闭升

7、降系统：超限架根据所需提升钢结构的重量、高度等指标，在顶部横梁上部设置壹套电动起重装置，由电动机、钢丝绳和滑轮组成，从而实现超限杆升降功能。该系统首先接收到遥控信号后，启动电机，牵引电动葫芦工作进行升降，把重物升起到适当的高度。运行时为防止重物跌落，套用离合器的基本工作原理，在升降设备上安置一个设备控制器，充分借用弹簧的力度作用，在控制器的操作下，通过内盘和外盘压力的变化，实现设备的升降。在电路设计上，制动器的和电动机属于并联线路，控制器和电动机在电源开启后同步工作和运转，进行设备升降的操作；电磁控制器会随着电机的关闭而失去电源连接，之后利用弹簧压力，内外盘运动停止，制动作用开始发挥。钢结构限

8、高架及辅助设施：为满足强度要求，避免大型车辆恶意冲撞损坏，在超限架底部设置有钢筋混凝土基础底座。同时在距限高杆50米处，提前预警，设置警示牌,告知驾驶员前方有超限杆，限高2.6米，请注意慢行，确保限高杆和车辆安全。闯岗报警系统：在超限架上安装红外报警装置，对超高闯岗、外力破坏报警提示，配合加装警示牌、反光漆条等装置，能够对超限车辆起到预警效果。同时监控室内可通过震动报警获得信息。明华北水利水电大学硕士学位论文远程监控系统：在限高杆前后方安装视频监视系统，具体由摄像头、光电交换装置、光纤传输线、硬盘存储器等构成，每个超限杆设一台摄像头监视其工作状态，实时对运行车辆、闯岗车辆进行动态监视，并自动存

9、储超限车辆通行和破坏超限杆行为。辖区现布设8个摄像头以及摄像头交换机和网络录像机组成一个监视网络，监控显示器可以分镜头或满屏切换监控画面，监控网络设计如图2所示。远程操作超限杆升降系统：基于无线信号传输原理,设计远程遥控，可操作限高杆启闭系统的电动启闭开关，提升超限横梁高度；通过安全高度确认后，对车辆予以放行;车辆通过后，通过操控指令，使超限杆启闭系统回降至原来高度。1491指挥机房图2黄河大堤监控布置图该控制系统限高架首套设置在6200天河路北南裹头上堤路口，车辆通行高度可控在2.6米与4.5之间，距限高架20米处安装摄像头，远程监控中心设在花园口管理房内,通过无线对讲机可实现远程控制。试用

10、后，根据实际情况，我局又分别在辖区内7处主要出入滩区及上堤路口（江山路、天河路东西两侧及北侧、湿地公园、花溪路口、马渡下延路口、凌庄路口上下、石桥路口）安装9套可升降钢结构限高架，并根据道路交通情况在限高架一侧或两侧按照规定间距设置监控摄像头及限高警示牌。图3黄河堤防道路超限远程控制路面安装拓扑图电动启闭升降系统：满足车辆通行高度2.6-4.5m之间，通过无线远程遥控启动电动开关，控制限高横梁升降。该装置采用一组功率为1500W的起重电机设置在立柱左侧（起重重量为500-IOOOkg,起重速度为7-14mmin）,固定在1.2Cm厚钢板上，4组规格相同的滑轮分别固定在限高架顶部及限高横梁的两端

11、.根据机械平衡原理，将30米钢丝绳穿过起重电机连接两侧滑轮，由起重电机带动限高横梁进行升降，升降高度可由电机运行时间进行精确控制。该控制系统可根据实际路口宽度进行设置，南裹头设置的宽度为8m钢结构限高架：立柱为钢管结构，高度6.5米，地面以上高5m,地面以下1.5m,地面以下部分与混凝土基础连为一体，两根立柱之间用较小尺寸钢管连接固定。施工时,在路口两边各开挖一个尺寸为3米X1.5米X0.8米的基坑，下铺75mm角钢焊接成的基础架，立柱2根钢管，固定在角钢基础上，C25混凝土浇筑连接成座体平台，底座平台埋深1.5m。限高横梁为2根焊接钢管结构，两根限高横梁中间用较小尺寸钢管连接固定，保证强度满

12、足需求。顶部横梁2根，采用12mm钢板，中间辅以较小尺寸钢管连接固定。远程监控系统：在限高架上安装230万像素的红外摄像头，型号为海康威视专业红外线摄像头，可照度为30-50m,有效拍车牌距离为20m、车速40码以内，并附带补光灯用于夜间照明，角度及间距科学设置，保证拍摄无死角。立杆一侧安装防水箱用于存放交换机及光纤收发器等设备。其中光纤收发器型号为NET1JNK(HTB-GS03),交换机品牌为TP11NK,型号为T1-SG1008SG1016DTo中间传输信号选用传输距离为20公里，容量为千兆的光纤进行传输。信号传输至监控室，监控室内安装监控专用硬盘存储机，用于存储由光纤收发器及交换机获取

13、的摄像头信号，硬盘存储机选用海康威视品牌，型号为DS-79160。在远程监控中心，管理员可以通过监视电脑屏幕，操作遥控开关，实现超限车辆远程控制。远程监控中心由控制柜存放连接光纤的光电交换机、室内光纤收发器等设备，并通过硬盘存储器接口连接至局域网，设置两台电脑连接至内网1AN终端，由监控人员实时查询路口交通情况，屏幕采用46寸分辨率为19201080飞利浦品牌高清1ED背光高清显示屏，通过HDM1接口连接至硬盘存储器，可多窗口播放各路口超限杆工作录像。限高杆辅助警示装置：在每个超限杆顶部横梁两侧设置超限警示牌6个，包括限高2.6m警示牌2个，限重IOt警示牌2个，限货车通行警示牌2个，限高架整

14、体粘贴反光漆条，并在道路超限远程控制系统附近设置限速带。在距离超限杆50m处安装限高2.6米的警示标牌。为防止限高杆被破坏，在两侧钢架上安装一套红外线语音报警装置18CmXI2cmX12cm,由红外光栅探测器、遥控器、主机、电源等组成，当有人员或物体遮挡两侧红外装置时，通过无线信号传输至执勤室主机内，发出预警，提醒执勤人员应急处理。根据光纤通讯原理、机械受力原理、放行车辆高度统计等科学分析计算，本系统采用以下主要数据参数(详见表I-表2)。表1电动启闭升降系统、限高杆、红外报警主要参数表项目名称单位参数备注最小过车尺寸(高度)m2.6最大过车尺寸(高度)m4.5横梁宽度(根据路口宽度调整设置)

15、U18立柱钢管直径mm219立柱钢管厚度mm4限高横梁钢管直径mm219限高横梁钢管厚度mm4顶部横梁钢板厚度mm12立柱、横梁之间辅助钢管直径mm114立柱、横梁之间辅助钢管厚度mm4钢筋混凝土基础底座m31.512侧电动葫芦型号(cd500-a)额定提升重量kg500-1000电动葫芦型号(cd500-a)额定提升速度m/min7-14红外线报警系统(YH-2008A)MHZ3152侧表2远程监控系统主要参数表项目名称参数单位数量红外摄像头品牌：海康威视像素：230万可照度：30-50米拍摄车速：40kmh以内台5光缆类型：皮线式多模光缆布线标准：802.3z传输距离：300-550米m3600光纤收发器型号：NET1INK(HTB-GS03)传输速度：10/100/1000MbPS接口类型：RJ-45,SC电源功率：3W尺寸：14Omn1XI1OmnIX30mm台10光电交换机型号：T1-SG1008/SG1016DT电源电压：DC9V,O.6A背板带宽：16Gbps端口：8个RJ45端口尺寸：158TmIX1oomnIX25In1n台10硬盘存储器型号：海康威视DS-79160网络协议：NTPSADPD