收稿日期6作者简介王洪战(3)，男，年毕业于武汉大学大地测量学与测量工程专业，工学硕士，助理工程师。
文章编号:1672-7479(2010)04-0045-03
王洪战
(中铁隧道勘测设计院有限公司，天津
300133)
Desig n and App lica ti on s of V i deo M on itor i ng Syste m for Founda ti on
P its of Fu tian Station on Guangz hou-Shenz hen-H ong
Kong Passenger Ded ica ted L i ne
W angH ongzhan
摘
要
以福田站基坑综合视频监控系统设计为例，从系统体系结构、物理结构、软件架构、系统功
能、数据库等方面进行了阐述，设计并实现了基坑视频监控系统。
关键词客运专线视频监控系统安全预警
中图分类号:P208
文献标识码:B
1系统设计
11系统开发环境
本系统的开发遵循多层服务架构开发技术路线，体系结构采用Web 浏览器/服务器(Bro wser/Server ，简称B /S)以及客户端/服务器(Client/Serv er ，简称C /S)相结合的模式，操作系统为L i nux ；开发工具为M i crosoftV isual stud i o .NET 2008;G IS 软件平台统一采用了美国ES R I 公司的产品，包括Arc SDE92、A rc G I S Ser ver92、A rc Engi ne 等；数据库服务器、视频中心服务器、网关服务器以及数据接入服务器采用的是W i n do ws XP 中文版；数据库采用S QL Serv er 2005。
12系统体系结构
福田站基坑视频监控系统是一项复杂的综合集成计算机系统工程，涉及到信息资源、技术、组织机构等组成要素，关键任务是通过对空间数据和业务数据的集成、融合与再处理，实现基于空间位置的集成应用，建立面向福田站基坑整个施工期间的综合监控及监测数据管理与安全预警系统。
软件功能采用模块化开发，各类数据资源统一存储在数据库中，并支持元数据方位功能。系统的体系结构采用分层划分的模式，各层相互独立又互为支撑,
系统核心功能的实现由网络与通信平台、数据平台、应用支撑平台和综合应用来完成。其体系结构如图1
所示。
图1系统体系结构
13系统物理结构
基坑视频监控系统由现场监控中心、前端视频采集点、监控中心、远端监控用户终端设备构成。其中监控中心配备了大屏、应急通信电话、操作终端等设备，并通过数字微波通信网络和现场监控系统相连。系统的物理结构如图2所示。
14系统功能设计
广深港客运专线深圳福田站基坑视频监控系统的功能包括安全监控与预警、监测信息管理、在线视频监控与访问、信息管理与发布等(如图3所示)。
系统的核心应用功能是施工期间的视频监控和数
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广深港客运专线福田站基坑视频监控系统设计和应用：王洪战
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图2
系统物理结构
图3福田站基坑视频监控功能示意
据安全监控与预警，其功能如图4
所示。
图福田站基坑综合监控系统功能应用示意
()视频监控
监控中心集成了对施工期间的工程进度，工地现场
的各种移动设备(龙门吊、机车、车辆等)、固定设施(现场各种材料、电力设施等)，施工环境(自然环境、钢筋加工区等)实时状态等的监测，在福田站电子地图上实现对各类状态、安全、异常信息的实时动态监控功能。
(2)数据安全预警管理
对采集的数据采用一定的方法进行预处理，对超限的数据提出警报，并进行分析和解释，并将预警信息及时通过手机短信的方式发给建设方及相关方负责人。对预处理后的数据，采用合适的模型方法，对基坑开挖过程中相关监测量进行短期或长期预报，对基坑本身的安全状况进行预警。
2系统数据库设计
空间数据是有关位置、专题特征及时间信息符号
记录。广深港客运专线福田站监控中心空间数据库是整个福田站综合监控系统业务信息的基础。根据不同的数据用途和来源，可以将其分为二类。
(1)基础数据
主要是基坑开挖过程中的各项监测数据，包括连续墙墙顶(身)的水平位移、基坑外地表沉降、建筑物沉降及水平位移、坑外水土压力、混凝土支撑内力、钢筋轴力等监测数据。
(2)多媒体数据
主要包括基坑内外的视频录像、声音数据、图片资
料，以及各种固定设施、移动设备、车辆、龙门吊的图片信息等。将施工现场录像存档，提供事故分析依据，以及进行安全预警或应急救援等。
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铁道勘察2010年第4期
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3系统实现及应用
高速球形摄像机设备设置在基坑东西两侧，每侧
每隔100m 设置1台摄像机，共计22台，实现对基坑施工区域的交叉覆盖。基坑东、西两侧每隔500m 各
设置1台主动红外激光一体化摄像机，共计6台，满足夜间监控条件下的可视要求。随着基坑的开挖，在基坑的第一道混凝土支撑上布设摄像头，实现对基坑内的实时监控。高速球形摄像机的分布示意如图5
所示。
图5福田站基坑高速球形摄像机分布示意
视频网络完成前端采集图像与监控中心之间的图像传送。无线数字微波设备负责将采集系统采集到的信息传输到监控中心。
监控中心的设备由引用服务器、存储服务器、视频转发服务器、硬盘录像机、图像编码器设备、大屏显示系统、
三层路由交换系统、防火墙设备、UPS 电源设备构成。
本系统目前已投入到广深港客运专线福田站的施工过程中，在日常数据监测与预警、数据的共享发布、
基坑实时监控等方面起到了较大作用。基坑视频监控系统主界面如图6
所示。
图6福田站基坑视频监控系统主界面
结束语
通过对福田站基坑视频监控系统的初步设计，实
现了对福田站基坑实时监控、数据安全预警管理等功能。系统通过搭建好的无线平台和I 实现远程
(下转第5页)
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广深港客运专线福田站基坑视频监控系统设计和应用：王洪战
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直进行路基稳定性监测。
电渗区每施加一级荷载，表面沉降速率都有明显的增大，并且在随后的两三天内迅速减小。在快速加载
期间，最大沉降速率达到了15c m/d，对应的填砂厚度为194c m。此外，经过4个月的超载预压，本区的沉降已经进入稳定状态，平均总沉降量为239c m。而相邻填砂40m厚的袋装砂井区经过5个多月的预压期，其平均总沉降量仅为190c m。在地质条件差不多的情况下，这个监测结果似乎和前面得到的电渗后软土强度有明显提高的结论相违背，但经过仔细分析，认为造成电渗区在堆载后沉降相对较大的原因可以从以下三个方面去解释。
第一，虽然总体上本段的地质条件比较稳定，但软土层内交互沉积的许多微薄粉砂层的存在影响土层的固结强度[6]。因此，本段沉降大于袋装砂井区，软土力学指标的变化是其中一个原因。
第二，电渗期间，软土中的部分孔隙水在电流的作用下排出，可能在土体中形成非饱和的孔隙，在没有外界荷载作用的情况下，孔隙水排出后形成的孔隙很难闭合，电渗期间软土层的压缩变形很小。在施加填砂荷载后，软土层的非饱和孔隙在附加应力的作用下迅速缩小，导致表面沉降增加。
第三，电渗可能与真空预压具有类似的特点，可以主动排水，固结速率加快。但是，单独应用时加快沉降的效果不显著，与堆载联合应用时加快沉降的效果较好[7]。
8结论与建议
电渗加固方案得到了一些有益的探索，并根据本次设计、施工经验，提出几点具有借鉴意义的建议:
(1)电渗时地下水位普遍下降15~25m，路基中间下降较多。抽水时，电渗状况下水位变化与不电渗状况下水位变化相差较明显。电渗可以加速地基土层的排水速率，可使土体的渗透系数大幅增加。
(2)电流密度随电压增加而增大，随电极间距增大而减小；电极直径越大，电流密度越大[8]。
(3)经过电渗加固后，软土强度提高具有较明显的空间效应：越靠近阳极的位置，软土力学性质增幅越大。电极间距距离越小，软土强度增幅越大[9]。对于类似本工程地质条件的软基，电渗电极间距取1~15 m比较合理。
(4)电渗后，土体强度和地基承载提高，路基填土(砂)可采用快速施工法。电渗可以加速沉降，但是不能减小沉降量。
(5)电渗属于主动排水，堆载联合应用可取得更好的加固效果。
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(上接第47页)
视频监控，无论身在何地，只需一台电脑，便可实现对现场的实时监控。为了实时掌握工程本身质量及人员的安全，综合视频监控系统的对于管理者来说是非常有必要的，对其他建筑工程具有一定的借鉴意义。
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