隧道全程定位技術(shù)方案
隧道人員定位管理系統(tǒng)
1概述
安全生產(chǎn)事關(guān)人民群眾的生命和財產(chǎn)安全，各級政府一貫高度重視工程建設(shè)安全生產(chǎn)問題，并采取一系列措施不斷加強安全生產(chǎn)工作。如何改變目前隧道施工過程安全管理落后的管理模式，實現(xiàn)管理的現(xiàn)代化、信息化成為管理者研究的重要課題。因此，借助以災(zāi)害預(yù)防、事故救助、電子信息化等先進的管理手段是隧道安全施工管理的必然選擇。北京新銳科創(chuàng)科技有限公司根據(jù)隧道安全生產(chǎn)管理的需要研發(fā)的隧道人員考勤定位及安全監(jiān)測管理系統(tǒng)為隧道安全生產(chǎn)管理提供了嶄新的安全管理理念。
隧道人員定位管理系統(tǒng)是在ZigBee技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合先進的通信、計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成功研發(fā)的綜合管理平臺。系統(tǒng)是集隧道人員考勤定位，傳感器數(shù)據(jù)采集預(yù)警、無線語音通信等功能于一體，也是國內(nèi)技術(shù)、運行穩(wěn)定、設(shè)計專業(yè)化的隧道監(jiān)測系統(tǒng)。使管理人員能夠隨時掌握施工現(xiàn)場人員、設(shè)備的分布狀況和每個人員和設(shè)備的運動軌跡，便于進行更加合理的調(diào)度管理。當事故發(fā)生時，救援人員也可根據(jù)隧道人員考勤定位及安全監(jiān)測管理系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)、圖形，迅速了解有關(guān)人員的位置情況，及時采取相應(yīng)的救援措施，提高應(yīng)急救援工作的效率。這一科技成果的實現(xiàn)，將為隧道建設(shè)的安全生產(chǎn)和日常管理再上新臺階提供有力保障。
2設(shè)計依據(jù)
實現(xiàn)直觀的、實時的現(xiàn)場施工畫面數(shù)字化管理。
實現(xiàn)隧道生產(chǎn)作業(yè)人員進出的有效識別，實現(xiàn)施工人員分布的可視化，并使系統(tǒng)管理充分人性化、信息化和高度自動化。
為管理人員提供考勤作業(yè)、人員進出限制等多方面的信息查詢。
一旦發(fā)生安全事故，通過該系統(tǒng)立刻可以知道隧道作業(yè)面工作人員的數(shù)量，被困人員的位置，保證搶險救災(zāi)和安全救護工作的運作。
系統(tǒng)設(shè)計的安全性、可擴容性、易維護性和易操作性。
標準化：監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸和共享。本系統(tǒng)采用的產(chǎn)品均遵循標準協(xié)議和傳輸標準的要求。
穩(wěn)定可靠性原則：系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠性是系統(tǒng)的重要指標，直接影響系統(tǒng)的各項功能的發(fā)揮和系統(tǒng)壽命。因此從系統(tǒng)設(shè)計到設(shè)備選型，都應(yīng)遵守這一原則。我們的方案在充分考慮用戶實際情況的基礎(chǔ)上，所有系統(tǒng)中的硬件設(shè)備均經(jīng)過嚴格測試使用，減少了環(huán)境因素造成故障的可能性。設(shè)備選用，技術(shù)采用國標、穩(wěn)定的新技術(shù)。比如無線設(shè)備我們選用IEEE802.11標準的無線設(shè)備，實踐證明，它抗干擾性、傳輸穩(wěn)定性要明顯優(yōu)于其它無線傳輸設(shè)備，有力的保障了這一點。
易用性和先進性結(jié)合原則：充分利用當代先進的技術(shù)和手段，建成一套先進實用的監(jiān)控系統(tǒng)，是我們這次設(shè)計的根本目的。軟件使用界面良好，用戶安裝相應(yīng)軟件后就可進行實現(xiàn)監(jiān)控，實現(xiàn)智能控制，不用單獨設(shè)置。因此，從用戶角度出發(fā)，特別注重系統(tǒng)的易用、方便和直觀，強調(diào)系統(tǒng)的綜合能力和總體性能。
3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成
3.1系統(tǒng)組成
新銳科創(chuàng)隧道人員定位系統(tǒng)主要由定位設(shè)備和定位系統(tǒng)軟件兩大部分組成。
主要包括監(jiān)控服務(wù)器主機、客戶端電腦、通信網(wǎng)關(guān)、定位微基站、定位識別卡、LED顯示大屏、GIS監(jiān)控軟件等組成。
系統(tǒng)容量：基站容量256臺，識別卡20000張以上；
3.2系統(tǒng)架構(gòu)
系統(tǒng)具有極大的靈活性，有多種組網(wǎng)方式，可以根據(jù)各隧道的實際情況和用戶的需要，選擇不同的組網(wǎng)方式，構(gòu)建成不同的系統(tǒng)架構(gòu)，從而滿足不同規(guī)模用戶的要求。
系統(tǒng)可以采用以太網(wǎng)進行通信連接。以太網(wǎng)可以是光纖，也可以是無線網(wǎng)橋。新銳科創(chuàng)通信網(wǎng)關(guān)可以直接通過網(wǎng)線進行通信，通過以太網(wǎng)與監(jiān)控室進行通信。通信網(wǎng)關(guān)和無線基站直接可以通過無線連接，無需布線，施工方便，系統(tǒng)穩(wěn)定。
以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖
4系統(tǒng)設(shè)備分布
人員定位系統(tǒng)基站的布置原則是：根據(jù)現(xiàn)場情況，結(jié)合客戶需求，遵循節(jié)約成本，易于施工，合理布置基站。本方案采用網(wǎng)絡(luò)基站，直接通過網(wǎng)線連接?；静贾脴訄D如下圖所示，網(wǎng)絡(luò)基站用來構(gòu)成人員定位系統(tǒng)，用來接收人員識別卡的信息，采集器用來監(jiān)控環(huán)境數(shù)據(jù)，用來監(jiān)控一氧化碳和風速。
5系統(tǒng)功能及特點
5.1系統(tǒng)功能
新銳科創(chuàng)隧道人員定位系統(tǒng)軟件采用GIS技術(shù)，可以根實際情況，對隧道施工人員進行實時定位，顯示人員的實際位置，設(shè)置區(qū)域限制及移動方案，并記錄，方便歷史查詢，方便管理。同時提供了在應(yīng)急或事故發(fā)生后的歷史數(shù)據(jù)保存查看的功能。極大的提升了事故搶救的工作效率。
系統(tǒng)的主架構(gòu)分兩部分：系統(tǒng)服務(wù)器端軟件和系統(tǒng)客戶端軟件。服務(wù)器端軟件用來收集來自現(xiàn)場的基站和識別卡的數(shù)據(jù)?？蛻舳擞脕盹@示服務(wù)器端收集上來的數(shù)據(jù)。整個系統(tǒng)需要有一個服務(wù)器端，可以有多個客戶端。
新銳科創(chuàng)隧道人員定位系統(tǒng)主界面
5.1.1人員實時定位功能
1) 查看任一時間洞內(nèi)某個地點作業(yè)人員人數(shù)，作業(yè)人員人數(shù)具體信息；
2) 查詢一個或多個人員現(xiàn)在的洞內(nèi)實際位置；
3) 記錄有關(guān)人員在任一地點的到/離時間和總工作時間等一系列信息，可以督促和落實重要巡查人員是否按時、到點的進行實地查看，或進行各項數(shù)據(jù)的檢測和處理，從根本上盡量杜絕因人為因素而造成的相關(guān)事故；
4) 實現(xiàn)多點共享供多個領(lǐng)導(dǎo)同時在不同地點查看。
人員實時定位界面
5.1.2緊急報警功能
當隧道內(nèi)工作人員遇到身體不適、緊急狀況等危機人身安全的情況時，可按下定位標簽上的緊急呼叫按鈕，及時向管控中心發(fā)送報警指令并對事發(fā)狀況進行緊急處理。
緊急呼救報警界面
5.1.3人員歷史軌跡查詢
可查找某個人在某個時間段內(nèi)所經(jīng)歷的路徑，并在圖中畫出線路軌跡。
5.1.4區(qū)域報警功能
可劃定特殊區(qū)域，人員進入、離開、滯留時間過久等情況下，都會提前發(fā)送報警給中控中心，提前做出處理。
5.1.5人員考勤功能
可對出入洞口工作人員進行統(tǒng)計，實現(xiàn)工作人員考勤記錄，建立人員出入隧道的各種信息報表(如：進出洞時間報表、出勤月報表、加班報表、缺勤報表等等)。
5.1.6 視頻聯(lián)動功能
系統(tǒng)接口支持主流視頻品牌，系統(tǒng)接受到隧道內(nèi)人員報警后，可直接查看器報警位置附近的監(jiān)控信息，及時掌控事發(fā)地點狀況，做出下一步工作批示。
5.1.7有毒有害氣體監(jiān)測
在特定危險區(qū)域安裝有毒有害氣體監(jiān)測設(shè)備，可實時查看監(jiān)測的氣體數(shù)值，一旦超標，可及時通知其附近工作人員撤離。
5.1.8集成門禁、閘機一卡通功能
新銳科創(chuàng)定位識別卡內(nèi)部集成一卡通芯片，支持市場上主流的一卡通技術(shù)，工人只需要攜帶一張卡即可實現(xiàn)人員定位、移動報警和門禁、梯控等功能；
5.2系統(tǒng)特點
功耗低：系統(tǒng)采用2.4GHZ芯片，采用無線定位技術(shù)，一體化的電路設(shè)計，功耗低，識別卡采用可更換電池，單個電池可持續(xù)工作6個月以上。
零漏讀：用數(shù)據(jù)處理技術(shù)，準確快速的識別卡，有效的解決了同頻干擾問題，解決了同一時間卡量太多，讀卡器數(shù)據(jù)沖突造成錯讀、漏讀識別卡而導(dǎo)致的考勤定位不和人員統(tǒng)計不準確的問題。
施工方便：無線傳輸，無需布線
多種組網(wǎng)方式：系統(tǒng)提供多種可選擇的組網(wǎng)方式，可以直接通過總線傳輸方式聯(lián)網(wǎng)；可以通過網(wǎng)絡(luò)加無線定位的方式(推薦)，可以通過光纖+總線傳輸方式聯(lián)網(wǎng)；可以通過工業(yè)以太網(wǎng)+現(xiàn)場總線的方式聯(lián)網(wǎng)。