一、行业背景 

在我国大力推进基础交通建设的背景下，高速铁路与高速公路建设进程持续加快。然而，道路建设常面临山区、丘陵等复杂地理环境的挑战，隧道建设因能有效缩短行车里程、提升线型标准、保障运营安全并保护生态环境，成为此类场景中最直接且应用最广泛的穿行解决方案。 

在隧道行业监控系统应用领域，无线传输系统凭借实用性与高效性占据重要地位。针对隧道无线传输需求，方案紧密结合隧道建设全流程与监控运营管理的多维度需求，在适配隧道内部复杂环境的基础上，采用成熟的高带宽数字无线传输设备，融合先进无线网络传输系统与领先视频技术，构建专业隧道安防系统。该系统不仅助力各级主管实时掌控现场情况，提升工作效率，还能节约巡回查看现场产生的差旅、车船等费用，实现管理效率提升与长期管理成本节约的双重效益。 

为保障各无线传输点的有效带宽及整个无线链路的稳定性，方案会依据现场实际情况进行差异化设计，同时通过一体化设计简化安装流程。在隧道建设与运营管理中，该无线传输系统能显著提升安全生产水平，为隧道建设阶段的挖掘车掘进、铺顶车安全监控，以及后期交通监控、环境监控、通风控制、照明控制、视频监控、火灾报警、横通道门监控、中央监控等关键环节提供有力支撑。 

二、项目需求分析 

1. 可视化需求：实现项目部、总部人员及手持终端用户，实时查看现场掌控面作业情况、现场全局作业情况及作业洞口具体情况。

2. 集中监控需求：监控中心需支持大屏拼接功能，可同时显示不同项目部的实时监控画面。

3. 数据调取需求：支持远程调取不同项目部的历史录像信息，满足追溯与复盘需求。

4. 设备控制需求：远端管理人员、项目部人员及移动手持终端用户，可对现场动点摄像机进行远程控制。

5. 权限管理需求：建立分级管理机制，为不同级别工作人员分配差异化操作权限，保障系统安全有序运行。 

三、系统总体设计原则和依据 

为确保隧道工程综合监控系统顺利落地，方案结合现场实际状况定制无线集中监控方案，遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的核心原则，同时兼顾施工与维护便利性，并为未来发展、扩建、改造、移动预留扩展空间，具体原则如下： 

（一）先进性与适用性 

系统采用纯数字高压缩低带宽高清视频信号传输技术，搭配高带宽数字无线调制技术，能在复杂施工环境中稳定实现链路传送，有效规避大型机械作业对线路造成的损伤，既保证技术领先性，又契合现场实际应用场景。 

（二）经济性与便捷性 

充分考量用户实际需求与信息技术发展趋势，针对不同监控位置单独设计设备组合与电气配置，无需大规模布线，降低前期建设成本。同时，系统设备具备可复制性与重复利用性，一个工地施工结束后，设备可转移至下一个工地继续使用，大幅提升资源利用率，减少重复投入。 

（三）开放性 

所有系统传输均以TCP/IP协议为基础，构建开放的网络平台。该平台可兼容门禁、定位、传感等多种设备，实现不同系统间的数据互通与协同工作，为后续功能扩展提供灵活接口。 

（四）可扩充性 

系统设计充分考虑未来技术发展与使用需求变化，预留更新、扩充与升级空间。方案在硬件配置、软件架构等方面保留冗余，可根据工程实际需求随时扩展系统功能，满足长期发展需要。 

（五）可靠性与安全性 

针对现场复杂电路与作业环境，系统各环节均进行直流稳压处理，能抵御大型电器、电弧焊等作业产生的电涌冲击，保护设备不受损坏。同时，配电柜内配备直流备用电源UPS，在现场突发断电情况下，可保障设备连续工作5小时，确保系统运行安全稳定。 

四、系统整体组网方案

（一）隧道基本情况 

本次方案针对的隧道总长6.4km，共划分为5个作业面。其中，进口位置与1#斜井为单项作业面，由一分部负责管理；出口位置与2#斜井由二分部负责，且2#斜井采用双向作业模式。

 （二）一分部（进口与1#斜井）组网设计 

1. 1#斜井组网 

1#斜井最前端作业面配置两类摄像机：一是移动点全方位高清云台摄像机，支持水平360度旋转、上下±90度调整，可实现对前端作业面各角度的全面观察；二是相对固定点高清红外球机，安装在挂布台车上，能随台车位置变动向前移动。 

由于前端移动点位置不固定，设计采用全向天线，将其与挂布台车上的设备信号一同传输至二衬台车，形成“1对2”接收模式。尽管挂布台车与二衬台车距离较近，但考虑到设备重量大，推进过程中若受力不均可能损坏线路，因此两处设备间同样采用无线传输方式。 

二衬台车处的无线设备将信号传递至洞口交叉处，因1#斜井与洞口交叉处存在明显弯道，信号传输受阻，故在两者之间增设一对中继设备。洞口摄像机采用固定安装方式，确保监控视角稳定。此外，由于1#斜井无法与一分部项目部直接直视传输，方案利用一分部搅拌站和附近村民水塔（红色房子）进行两次中继，最终将信号传输至一分部项目部。

 2. 进口组网 

隧道进口内部前端的设备配置与1#斜井一致，差异在于二衬台车与隧道洞口位置之间需增设一次中继设备。进口洞口可与一分部项目部直接实现信号传输，无需额外多次中继。

 3. 共性设计 

进口与1#斜井所有设备安装位置，均配置直流稳压保护装置与直流监控专用不间断供电电源；所有中继位置均配备工业级监控专用交换机，实际安装时，交换机与相关设备统一放置在定制的防水防尘箱内，采用集中供电方式，既保障系统稳定运行，又便于现场维护。 

（三）二分部（2#斜井与出口）组网设计 

2#斜井与出口位置的组网基本思路与进口、1#斜井一致，但因2#斜井为双向施工，额外增加一个作业面，前端作业面设备配置与传输逻辑和前述单项作业面相同。 

在信号传输环节，2#斜井前端作业面信号需先传输至洞口交叉处进行整合，再统一传递至洞口。由于2#斜井洞口与二分部项目部之间有土山阻隔，且山体存在150-200米不同坡度的平面，信号无法直接传输，需在此处额外增设一次中继。考虑到现场无法提供常规供电，该中继设备采用风光互补供电方式，保障持续运行，最终信号经中继后传输至二分部项目部。 

隧道出口处可与二分部项目部直接可视，无需增设中继设备，信号可直接传输至二分部。 

（四）项目部与中心联网设计 

一分部和二分部本地各部署一台数字网络视频存储转发主机，配置一台22寸专业视频监视器，同时配备一台接入层交换机，与项目部内部网络连接。通过项目部的宽带网络（要求上行带宽不低于10M，以保障传输质量），实现与监控中心的互联互通。

（五）系统扩展应用领域 

该隧道无线传输系统具备广泛的适用性，除隧道工程外，还可应用于以下领域： 

• 平安城市、公安系统高清网络视频监控

• 金融银行业高清视频联网监控

• 机场、海关、边防安检高清视频网络监控

• 水利电力、移动基站系统无人值守高清视频网络监控

• 排污、环保监测、森林防火减灾高清视频网络监控

• 大中型连锁超市卖场联网监控

• 校园、工业园区、医院联网监控