隧道施工人員精確定位系統(tǒng) -蘇州陸禾

蘇州陸禾隧道人員精確定位監(jiān)控系統(tǒng)是一個涉及視頻監(jiān)控技術(shù)、傳感技術(shù)、LED顯示技術(shù)、UWB無線脈沖技術(shù)等多方面領(lǐng)域的先進技術(shù)，因此總體方案設(shè)計必須具有可靠性、安全性、先進性、靈活擴充性、經(jīng)濟實用性、操作和維護的方便性，更要具有前瞻性的建設(shè)全局統(tǒng)一管理的平臺。

包括：隧道人員精確定位系統(tǒng)、人員/車輛門禁考勤系統(tǒng)、無卡人員報警系統(tǒng)、LED顯示系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、氣體檢測系統(tǒng)以及通話系統(tǒng)組成。

一、系統(tǒng)設(shè)計

1.1 集團公司的集中管理與結(jié)構(gòu)圖

集團監(jiān)公司監(jiān)控中心能看到各項目部現(xiàn)場的施工情況。具體圖如下：

集團監(jiān)公司監(jiān)控中心與各項目部現(xiàn)場結(jié)構(gòu)圖如下:

◇  以本地系統(tǒng)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)各功能模塊數(shù)據(jù)通信；

◇ 可實時查詢當(dāng)前隧道的相關(guān)安全信息；

◇ 采用包括前端工點監(jiān)控、中間通訊層、后臺調(diào)度監(jiān)控的三層體系架構(gòu)

◇ 前端工點監(jiān)控（人員進出定位管理系統(tǒng)、視頻監(jiān)控、車輛門禁管理）以及后臺調(diào)度采用B/S應(yīng)用架構(gòu)。

1.2隧道設(shè)計

正面效果圖如下：

具體功能如下：

原理圖如下：

1.2.1  LED屏顯示效果圖

在顯示上清楚的顯示施工人員的進出情況：包括施工人員的名稱、職務(wù)、進入時間，總?cè)藬?shù)。

同時可以實時顯示隧道里面的各氣體的含量。

  具體實現(xiàn)方式：將LED大屏幕安裝在施工入口附近，靠近門房或是值班室為佳，用于實時顯示地鐵施工人員的信息，使管理先進化，透明化。顯示的內(nèi)容包括：標(biāo)簽號，姓名，時間，總?cè)藬?shù)等，使領(lǐng)導(dǎo)及監(jiān)管人員不用下到隧道下面去，也不必查看監(jiān)控室電腦就能及時了解隧道內(nèi)施工人員情況。有了該LED大屏幕顯示系統(tǒng)不僅可以使洞內(nèi)各區(qū)域內(nèi)施工人員信息形象、直觀、一目了然的體現(xiàn)出來。而且，在開現(xiàn)場會時，也可以在大屏幕上顯示各種歡迎標(biāo)語、宣傳標(biāo)語；在平時可以通過大屏幕提示施工人員注意施工安全，在有高溫、霜凍等惡劣天氣時可以及時進行溫馨提示。這些都能充分體現(xiàn)隧道施工項目部管理上的人性化、現(xiàn)代化、科學(xué)化。

系統(tǒng)組成：服務(wù)器、同步系統(tǒng)卡、LED顯示屏

服務(wù)器：主要實現(xiàn)對顯示內(nèi)容的編輯，控制

同步顯示系統(tǒng)卡：系統(tǒng)的核心部分，同步實現(xiàn)電腦與LED屏的顯示內(nèi)容。對信號進行編譯傳輸

LED顯示屏：由32X16 led燈點（P10單紅）陣組成的模組拼裝而成，根據(jù)實際情況可以選擇拼裝的大小。

場地要求：地面有1米*5米左右的場硬化就可以了，硬化厚度不小于30公分。

1.2.2 考勤精確定位系統(tǒng)

效果圖如下：

實現(xiàn)原理圖如下：

人員進出管理系統(tǒng)可分為人員進出考勤管理、人員定位信息管理以。主要有監(jiān)控主機、讀卡基站、人員識別卡、傳輸數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換器等。

監(jiān)控主機（現(xiàn)場服務(wù)器）：獨立計算機，負責(zé)整個系統(tǒng)設(shè)備及人員檢測數(shù)據(jù)的管理、通訊、統(tǒng)計存儲以及屏幕顯示、查詢打印、畫面編輯、網(wǎng)絡(luò)通訊等任務(wù)。

讀卡基站（讀卡器）：實時采集接收人員卡的信息，并及時通過通信線路實時反饋到系統(tǒng)當(dāng)中?？梢苑譃槎ㄎ换竞妥R別基站。

人員識別卡：編程有全球唯一的識別碼，僅提供給讀卡基站去識別，一般在安全帽上安裝或是身上佩戴，健康認證，安全可靠

傳輸數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換器：包括一些信號轉(zhuǎn)換器，主要實現(xiàn)對信號的轉(zhuǎn)換以便系統(tǒng)更好的接收處理數(shù)據(jù)

  考勤系統(tǒng)：在每個施工隧道內(nèi)裝2臺讀卡器。1臺讀卡器裝在隧道洞口的入口處，另一臺讀卡器裝在洞口往里100米處，根據(jù)坐標(biāo)來判斷施工人員的進出情況，施工人員何時進、何時出、洞內(nèi)有多少作業(yè)人員都能反映到系統(tǒng)軟件中，并體現(xiàn)到大屏幕上，使考勤情況一目了然。施工人員將該系統(tǒng)考勤卡佩戴在安全帽內(nèi)側(cè)，無須主動刷卡便能實現(xiàn)自動考勤，方便省力、準確度高。

定位系統(tǒng)：在每個施工隧道二襯臺車上安裝2臺讀卡器，主要是負責(zé)臺車附近工作人員的定位功能，隧道內(nèi)定位隨臺車作業(yè)實時進行識別定位。施工人員只要將該系統(tǒng)考勤卡佩戴在安全帽內(nèi)側(cè)，無須主動刷卡，在讀卡器的有效識別范圍內(nèi)，根據(jù)識別到的人員標(biāo)識卡的情況對施工人員進行區(qū)域定位識別管理，使管理人員在監(jiān)控室就能及時掌握施工現(xiàn)場的具體情況。

1.2.3 人員（車輛）門禁系統(tǒng)

效果圖如下：

通道閘機：主要安裝在入口處，對人員進出限制作用，進入人員必須有卡才能進入。要求不同，可選用三棍閘或翼閘或生物識別。

道閘：主要安裝在入口處，對車輛進出限制作用，對于可通行車輛，道閘自動開啟，放行車輛進出。

車輛門禁通道系統(tǒng)主要利用道閘系統(tǒng)來實現(xiàn)，當(dāng)有車輛出入時，工作人員只要按一個遙控器，道閘就可以自動抬起或降落．

 車輛閘與人員通道閘當(dāng)前計劃數(shù)量：一個隧道口兩個車輛閘，一個人員通道閘；具體按現(xiàn)場在定。

1.2.4 氣體采集系統(tǒng)

效果圖如下：

環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)重點對危險氣體的監(jiān)測，比如CO.瓦斯。在開挖面需要進行氣體監(jiān)測的地方，安裝相應(yīng)的瓦斯監(jiān)測裝置，利用瓦斯檢測儀實現(xiàn)對該區(qū)域瓦斯的監(jiān)測，以便及時將實時氣體濃度消息通知后臺，做到及時防范，安全預(yù)警，保證隧道工作更加正常安全的進行。

環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)主要包含監(jiān)控服務(wù)器、前端感知監(jiān)測器等

監(jiān)控服務(wù)器：主要負責(zé)接收、處理、反映從前段監(jiān)控設(shè)備返回的相關(guān)數(shù)據(jù)，并做保存查看

前端感知監(jiān)測器：一般多指采集數(shù)據(jù)設(shè)備，如瓦斯監(jiān)測器等?？梢詫崟r采集現(xiàn)場環(huán)境參

數(shù)，并實時的通過系統(tǒng)通訊系統(tǒng)及時的傳回服務(wù)器

傳輸接口轉(zhuǎn)換器：包括一些信號轉(zhuǎn)換器，主要實現(xiàn)對信號的轉(zhuǎn)換以便系統(tǒng)更好的接收處理數(shù)據(jù)

1.2.5 通話系統(tǒng)

效果圖如下：

 在隧道臺車處安裝報警電話，在監(jiān)控室安裝麥克通話語音．當(dāng)出現(xiàn)意外情況時，監(jiān)控可以通過麥克向里面喊話．當(dāng)隧道有什么情況時，也可以通過電話向監(jiān)控室打電話．

1.2.6 高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)

高清視頻效果圖如下：可以看到扳手的螺紋。

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括前端視頻采集設(shè)備、通訊傳輸設(shè)備，以及后端的監(jiān)控接收客戶端軟件。安裝在隧道各主要的監(jiān)控點執(zhí)行信號采集傳輸，軟件主要是安裝在監(jiān)控室電腦上，兩者之間通過平臺管理中心系統(tǒng)授權(quán)，對其前端視頻點進行多點對多點的實時監(jiān)控管理。如：視頻、云臺、放大、錄像、等功能，有管理權(quán)限的用戶還可以對任何點的錄像進行設(shè)置、下載、實時點播錄像等操作；系統(tǒng)還可以通過PC瀏覽器進行監(jiān)控。

由此可以看出，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)采用的是監(jiān)控攝像機對隧道施工現(xiàn)場各視頻點進行24小時的實時監(jiān)控。對于一些關(guān)鍵視頻點可啟動視頻移動偵測功能和報警功能，系統(tǒng)根據(jù)圖像移動情況自動識別、觸發(fā)，并進行錄像（有預(yù)先錄制機制，預(yù)錄時長能提前20秒以上）；同時系統(tǒng)將圖像、聲音、報警等實時數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控室電腦，管理人員可以通過本地監(jiān)視、遠程IE監(jiān)視、WEB 網(wǎng)頁客戶端等方式隨意切換前端任意監(jiān)控點的視頻，能直觀地了解和掌握施工各視頻監(jiān)控點的實時情況，從而達到隨時隨地及時準確地對其進行監(jiān)管。

在實際的隧道現(xiàn)在，一般在在掌子面以及洞口附近分別安裝攝像頭，實時顯示查看監(jiān)控區(qū)域的情況，讓管理者更直接的了解現(xiàn)場情況。

系統(tǒng)組成：服務(wù)器、攝像機、視頻服務(wù)器、傳輸數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換器以及通訊傳輸部分

服務(wù)器：監(jiān)控平臺終端，對系統(tǒng)返回的信息進行顯示，并通過平臺軟件對各個監(jiān)控點位的攝像機進行操控，以及提供錄像、播放視頻、云臺控制等多個功能。

球機：前段監(jiān)測設(shè)備，實時采集信號。提供云臺設(shè)備，實現(xiàn)攝像角度的改變，提供全方位式立體式監(jiān)控。

傳輸數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)換器：包括一些信號轉(zhuǎn)換器，主要實現(xiàn)對信號的轉(zhuǎn)換以便系統(tǒng)更好的接收處理數(shù)據(jù)。

通訊傳輸：主要是一些RVVP線纜和網(wǎng)線構(gòu)成，實現(xiàn)視頻信號的及時傳輸。

二 軟件功能

2.1 概述

隧道人員管理系統(tǒng)軟件為我公司自主開發(fā)。采用目前先進VC.net開發(fā)平臺，結(jié)合功能強大的SQL SERVER數(shù)據(jù)庫?；贐/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟件，可通過IE瀏覽器在網(wǎng)絡(luò)上瀏覽、查詢、打印施工人員定位及考勤管理等相關(guān)信息，同時根據(jù)權(quán)限的不同，可以進行相關(guān)權(quán)限下的限制操作等，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行

2.2 功能描述

隧道人員安全進出管理系統(tǒng)集成了人員進出考勤定位功能、視頻監(jiān)控、氣體檢測、以及LED顯示四大功能于一身，對于隧道內(nèi)部人員和或其他監(jiān)控物體的動態(tài)分布情況、數(shù)量以及其所在的位置，同時具有選擇跟蹤、實時跟蹤、位置查詢和個人定位等功能。

人員門禁系統(tǒng)

  定位功能

ü 選擇跟蹤：選擇各部門工種等特定人員，掌握其在現(xiàn)場的工作情況

ü 實時跟蹤：實時顯示隧道內(nèi)部各人員的位置狀態(tài)及其來源地。能夠清楚地反映其活動情況

ü 位置跟蹤：選定某個監(jiān)控段或是監(jiān)控點，可以顯示此段區(qū)域內(nèi)的人員或車輛分布情況

ü 個人定位：顯示特定人員的運動軌跡，并可顯示其歷史運動方向

考勤統(tǒng)計功能

ü 通過對進出隧道的工作人員的出、入時間以及在隧道各區(qū)域的停留工作時間的記錄與統(tǒng)計，完成對全區(qū)個人、部門以及干部的考勤信息查詢、統(tǒng)計

ü 按照要求輸出各種信息報表（如：時間報表、出勤月報表等）

視頻監(jiān)控

ü 實時顯示監(jiān)控位置的圖像，監(jiān)控更直觀清晰

ü 提供云臺方式查看，監(jiān)控更具體更立體

ü 視頻存儲方便，可以查閱一個月內(nèi)的視頻錄像。

ü 外接性能功能強大?？梢耘c系統(tǒng)實現(xiàn)報警聯(lián)動。

LED大屏顯示

ü 同步顯示系統(tǒng)各監(jiān)測數(shù)據(jù)，更直接更形象

ü 可以進行豐富的節(jié)目安排，人性化極高

ü 上手容易，簡單易懂，操作性方便快捷

員工管理功能

ü 員工管理功能 ：員工的增加、刪除、修改和查詢

ü 硬件信息管理功能：對讀卡器基站站、分站名稱進行管理，對人員識別卡信息進行錄入

區(qū)域禁入管理功能

ü 當(dāng)有非授權(quán)人員進入一些重要地方、或是危險場所等禁止進入?yún)^(qū)域時，系統(tǒng)給出提示和警告，同時將相關(guān)信息記錄保存

緊急事件協(xié)助處理功能

ü 當(dāng)隧道發(fā)生緊急事件時系統(tǒng)可以及時對丟失人員進行統(tǒng)計，查詢事故現(xiàn)場附近的人員信息，快速確定人員的準確位置，以便及時有效地開展搜救工作

ü 當(dāng)系統(tǒng)停電、斷電時，門禁系統(tǒng)自動放行功能。備用電源自動開啟。

歷史數(shù)據(jù)的查詢和報表打印功能

ü 可對隧道人員定位、人員跟蹤、考勤統(tǒng)計、安全監(jiān)測管理、系統(tǒng)運行管理等信息進行長期保存，并可方便地查詢歷史記錄。

ü 能按時間、部門等對信息進行查詢和打印

信息聯(lián)網(wǎng)功能

ü 通過建立WEB服務(wù)器，可以以瀏覽網(wǎng)頁的方式實現(xiàn)信息共享，客戶端無須另加任何軟件，提供WEB瀏覽器方式訪問，保證遠程用戶可以及時的了解和掌握現(xiàn)場的實際情況，進行未來生產(chǎn)工作安排和指導(dǎo)

氣體采集檢測系統(tǒng)功能

說明：軟件部分插圖僅供參考，由于軟件版本的更新，可能發(fā)生些許變動，恕不另行通知

三、案例介紹

部分業(yè)績案例介紹：

中交一公局哈達鋪隧道項目

中交一公局橋隧道舟曲項目

中交三公局循隆隧道項目

中交一公局隴南隧道項目

中鐵十九局秦峪隧道項目

中鐵四局白水川隧道項目

中交路橋化馬隧道項目

中鐵四局官鵝溝隧道項目

福建路橋楓木項目

中國水電十五局尖坪隧道項目

中鐵三局集團石鼓山隧道項目

中鐵呂家溝隧道項目

中鐵十九局包家?guī)X隧道項目

中鐵港航局段家梁隧道項目

中鐵十八局石門隧道項目

中鐵十七局石樓道項目

浙江省交通工程建設(shè)集團云景高速隧道項目

中鐵隧道集團一處有限公司臺車分公司重慶隧道項目

甘肅天水隧道項

中鐵二十五局江西井岡山鵝嶺隧道項目

中鐵十六局集團上海軌道交通13號線隧道項目

陜西葆嵐實業(yè)工程建設(shè)有限公司蘭新鐵路甘青段第二標(biāo)段隧道項目

中鐵隧道集團一處有限公司四分公司永定縣隧道項目

中鐵十局集團有限公司贛韶鐵路隧道項目

中鐵十六局集團青草沙凌橋支線C3標(biāo)隧道項目

中鐵隧道股份有限公司寧德寧武高速公路隧道項目

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