隧道人员定位监控系统，隧道人员精确定位系统

隧道施工人员定位综合监控系统-

--------------------------陆禾电子隧道信息化智能管控方案

第一章 系统介绍

1.1系统介绍

隧道施工安全监管信息化系统主要以“防”“管”“控”为主，在隧道工作区安装全天候可移动式图像采集摄像头；隧道内安装人员定位、有线电话系统、有毒有害气体监测系统和视频监控；全天候监控洞内各危险源，特别是掌子面现场施工与人员安全施工情况；隧道进出口、安装人车分离门禁设备，对出入重点工区人员行了全封闭的施工区安全管制，对施工车辆配置了通行卡、结合隧道人员定位管理，实行了24小时安全自动通行登记管理，动态登记进出隧道的施工车辆和作业人员，如遇到外来无卡车辆和人员进入隧道时门禁系统会自动阻拦，由监控室值班人员进行询问登记。值班室上方安装LED大屏显示，其中LED大屏分为两块，P10单红大屏显示隧道内人员信息、P5全彩大屏播放企业宣传片、安全宣传片以及洞内视频信息等。

1.2系统组成

根据项目背景和项目本身的需求，结合我公司多年的项目管理、信息化建设实施经验，针对该隧道设计施工图，特制定隧道施工安全信息化监管方案，总设计方案由以下系统组成：

1、隧道人车分离门禁系统；

2、隧道施工人员精确定位系统；

3、全彩、单红LED显示系统；

4、隧道风险控制监控系统

5、隧道洞内防爆电话广播系统；

6、隧道施工有毒有害气体监测系统。

1.3系统示意图

1.4 系统效果图

第二章 硬件产品介绍

2.1 隧道人车分离门禁系统介绍

系统分析描述：

隧道人车分离门禁系统，主要在隧道洞口位置明确采用车行道和人行道的划分。进行人车分流，保证施工人员及施工车辆的安全行进通道。

车行通道采用栅栏道闸，并安装远距离蓝牙自动识别系统，一车一卡，进出自动识别开闸，并自动落杆，系统实时采集进出隧道的施工车辆信息，并可将进入隧道内的车辆数据实时上传至LED大屏进行数据展示，对进出车辆进行有效管控，

系统特点：

采用车辆蓝牙识别，在安全进出的前提下，进出更快速更便捷;

对于授权车辆，授权人员可自由进出，对于非授权人员车辆，及时拦截并告警。

人行通道采用智能翼闸、智能摆闸或三辊闸等人员通道闸机。

人员门禁控制系统有多方案可选，目前主流方式采用动态人脸识别+刷卡方式进出，该方案通过采集施工人员人脸信息数据，并录入系统后，施工人员进出隧道，进行远距离刷脸即可进出隧道，对未注册人脸信息的人员，可临时刷卡进出，系统对所有进入隧道施工人员进行实名管理，施工人员通过人脸识别或人员识别卡自动感应验证后，人行通道开门，施工人员方能进出通道，同时系统将自动记录人员姓名、工种、进入时间及人员数量。门禁管理软件通过统计后实时同步显示到LED显示屏上，实现对洞内人员进行实时统计。

2.1.1 车辆门禁自动识别系统

2.1.2人员门禁系统

2.1.3人车分离通道设计方式

隧道人行通道安装智能翼闸，采用人脸识别+刷卡形式，施工人员远距离刷脸，正常行走即可快速通过，智能闸机配合不锈钢护栏、人行通道或可移动护栏实现人行通道进出管理。

2.2隧道施工人员精确定位系统

2.2.1系统介绍

本系统着重在综合隧道管理各项资源，在保证既定的系统功能正常应用的前提下，利用先进 UWB无线脉冲技术对系统进行整合利用。包含视频监控、人员考勤和实时精准定位管理、人员/车辆门禁系统、LED大屏同步系统等。最大限度的利用资源将隧道工作、管理提升到更高水平的管理平台上。

2.2.2 UWB高精度人员定位

自十一五以来，我国加大了基础设施建设力度，中国交通建设事业进入了快 速发展轨道。尤其在高速公路、铁路、城市轨道方面的建设突飞猛进。在公路、 铁路建设方面，道路建设路线逐渐由平原、微丘向山区高原挺进，隧道、桥梁等 结构物占线路的比重越来越大，隧道建设工程数量持续增长；在城市轨道建设方 面，地铁具有节省土地、减少噪音、减少污染、节省资源等优点，成为各城市解 决拥堵、提升城市交通运输能力的重要手段。由于隧道及城市地铁建设的造价高、 运营管理相对复杂、施工环境恶劣、事故发生频率较高，常要求对隧道中人员数 量进行统计、对施工现场环境进行监控。 目前市场上隧道安全监控系统中都没有与外界直接通话的无线通信系统，在 遇到突发事故，如崩塌、涌水涌泥等事故，不能及时向隧道监控室汇报，很容易 贻误抢险时机。如果有无线通信系统，施工人员在隧道中工作，可随时将隧道的 掘进和安全情况汇报到隧道监控室，便于调度和及时处理突发事故。 当遇到隧道突发事故，对隧道施工人员的抢救缺乏可靠的位臵信息，也缺乏 语音通信手段，抢险救灾、安全救护的效率仍然不高，效果不理想。由于通信网 络不畅，通信手段单一，网络承受能力差，往往造成领导层信息不畅通，指挥不 足，数字不准，不利于事故的抢险，极易造成事故损失的扩大。隧道对利用相应 的人员跟踪定位设备，全天候对施工人员进行实时自动跟踪和考勤，随时掌握每个员工在隧道的位臵及活动轨迹、全隧道人员的位臵分布情况等需求迫切。 深圳新程智能致力于隧道安全建设，通过深入研究我国隧道现状，推出了“隧道安全综合监测系统”。

2.2.2.1 系统特点：

（1）、系统采用先进的UWB技术TOF算法，对隧道内人员从隧道口到隧道内工作面能全天候不间断地进行实时的精确定位与跟踪，定位精度达到30厘米;

（2）保证隧道全部位于无信号死角，做到信号全覆盖;

（3）在紧急情况下，可通过定位卡上一键报警按钮，及时通知监控室管理人员；

（4）通过无线方式传输数据到隧道口监控室;

（5）可显示任意选定人员的实时的位置信息，并可按时间段对指定 的隧道内人员的行走轨迹进行历史回放显示单基站定位技术;

（6）可实现考勤、路径跟踪、安全管理、区域统计、数据存储、系 统自诊断、出洞异常提示、数据备份、操作记录、用户权限管理、远 程登录等一系列功能;

（7） 隧道工程施工灾难发生后，系统可实时显示隧道内所有人员地 理位臵信息，并启动相应应急预案；

（8）能够显示隧道图形及隧道内部人员动态分布情况，可对人员进 行查找定位、实时跟踪、历史轨迹回放等;

（9）人员定位系统出口协议应开放，人员的所有信息均可以调用；

（10）人员定位系统服务器应配备外部网络，以供外网用户访问和系 统平台对接；

2.2.2.2设计原则与依据

系统设计原则

首先根据项目实际需要结合隧道长度等现场具体情况，可作全线覆盖精准定位和危险施工区域精准定位（即掌子面定位）两种。

全线覆盖主要针对一些特长隧道，施工条件难度大，项目管理要求高的一些重点隧道工程，采用全线信号覆盖精准人员定位，每隔600-1000米安装一台定位基站，可做到隧道内的无线定位信号全覆盖，定位精度最大可达30CM。

危险施工区域精准定位又称掌子面区域精准定位，即在防水板台车上安装1台高精度定位基站即可，基站将采集到进入该区域内的定位卡信号，通过无线网桥传输到后台管理系统中。

经过软件处理，得出各具体信息（如：是谁，距离洞口多远，具体时间）， 同时可把它动态显示（实时）在监控中心的电脑上或隧道外的 LED大屏幕上，并作好备份。监管人员可随时了解隧道中人员的状态。管理者也可以根据电脑上的分布示意图查看某一区域，计算机即会把这一区域的人员情况统计并显示出来。管理者能实时的观察到隧道内工作人员的即时区域位臵，实现隧道内人员精确定位。另外一旦隧道内发生事故，可根据电脑中的人员定位分布信息马上查出事故地点的人员情况，以便帮助营救人员以准确快速 的方式营救出被困人员。一旦隧道内发生突发情况，隧道内人员可通过所携带的定位仪（识别卡）发出警报。 隧道内人员只要按定位仪上的报警按钮即可发出报警。在监控室的动态显示界面会立即弹出红色报警信号。

2.2.3人员精确定位管理系统

1) 系统能够覆盖隧道大部分区域。

2) 系统能可靠识别静态或≤40Km/h 的移动目标。

3) 单台基站可同时识别 200 张以上的人员标识卡。

4) 人员定位标识卡采用有源工作方式（独立供电），超低能耗设计，一次充电可使用30日，可充电 10000 次，并具有欠压指示功能，出现欠压报 警指示后定位卡可以正常工作 3 天。

5) 系统具有强大实用的隧道人员应急救援功能：当隧道内人员遇险时，可触发“求救”按钮，当工人发现隧道塌方、涌水涌泥时，也可通过定位卡按键向监控中心发出对应报警信号，监控中心将 及时报警，并可查询显示是谁、在什么时间、什么地点发出的报警

6) 能准确地统计全隧道的人员数量。并且知道该人员距离洞口的实时距离，以及桩号。

7) 可实时跟踪查询、打印当前及某时间段隧道内人员数量、活动轨迹及分 布情况。

8) 基站和人员定位标识卡具有完全独立的发射与接收部件，其核心技术均 由嵌入式微处理器和嵌入式软件组成。

9) 人员定位标识卡采用高级嵌入式微处理器，在嵌入式软件的控制下，实现编码、解码、通信及信息碰撞处理等功能。

10) 系统软件具有人员标识卡电池管理功能。

11) 自动识别功能：乘车出入的工作人员无需下车，在车辆进入监测区域后， 就可自动完成人员考勤及定位功能。

12) 系统在进行实时数据采集时，可进行记录、显示、查询、编辑、人工录 入、网络通信等。

13) 系统中心站及网络终端可以联网运行, 使网上所有终端在使用权限范围内都能共享监测信息，查询、打印各类数据报表。

14) 报警功能：可以对进入隧道人员限制出入时间及地点，如果超过授权时间会触发报警设备发出警示，以便控制人员迅速做出反映，采取安全措 施。

15) 系统可自动生成人员信息数据库，实现考勤作业的统计与管理等方面的 报表资料，提高管理效益。

2.2.4精确定位系统功能：

人员实时定位：运用UWB无线脉冲技术实现对人员实时定位的监控。基于实时定位信息，实现人员实时管理。 人员实时定位可提供人员实时位置信息，方便观察其在岗情况，或者方便寻找所需对象；另可对区域进行分类管理，限制未 经授权的人进入危险区域，防止意外事故的发生。

人员考勤：通过给隧道人员佩带定位卡，地面监控人员可在隧道地图实时观测到 所有隧道人员的真实分布情况、数量、姓名，可对人员进行定位，从而可进行人 员考勤管理。

人员轨迹回放：系统通过对采集的数据进行存储，形成了人员历史轨迹数据，该 数据可动画显示人员历史行进路线，其主要作用在于：为已发生的事故提供基础 数据；另一个方便主要是为人员管理提供基础数据，如有无脱岗现象、巡查人员 是否按时巡查等，以提升企业管理效率，提高服务水平。

人员统计：人员定位系统具有数据实时统计功能，可实时统计出人员总数、各区域内人员数量及各班组的人员数量。该功能通过对人员分布的统计分析，为管理者对人员的合理调配提供基础数据。

求救报警：当员工遇到紧急情况时，可按下定位卡上的求救报警按钮，报警信息 可以立刻传送到监控室，并进行声光报警提示，管理人员可根据报警信息及报警位置，迅速做出响应。

2.2.5精确定位系统主要产品介绍：

定位基站

1）、设备描述

LH8000-D精准定位基站用于隧道内人员考勤、定位，单台基站可覆盖600-1000米直径范围，在该区域内的任意位置，基站都可识别到定位卡信号，并通过无线网桥将该区域内所有定位卡的数据上传到后台管理系统，定位精度可达30CM。

2)、设备特点

● 大范围内同时快速、可靠地识别大量标识卡。

● 微功率、识别率高、高抗干扰性、稳定可靠。

● 小巧，轻便，非常便于安装和维护。

3) 、技术参数

定位卡

1)、设备描述

定位卡相当于“隧道内身份证”，所有隧道内人员和机车各携一张，该卡不 断地自动向读卡主站发送信号，报告其实时地理位臵信息，使系统全程掌握人员 的活动路线和时间。

2)、定位卡特点

● 功耗低，并且可充电。

● 与定位基站通信距离最远可达300米。

● 可向隧道外报警。

● 具有低电报警功能。

● 防水、防尘设计；无辐射伤害。

3)、技术参数

卡片佩戴方法（仅供参考）：

2.3全户外LED信息显示系统介绍

将LED大屏幕安装在隧道口或值班室附近，靠近值班室为佳，用于实时显示隧道内施工人员的统计信息、施工工序、安全公告及洞内各参数信息，同时还可以显示欢迎领导检查等内容；显示内容用户可根据需要自行调整。LED显示屏的尺寸大小可以根据用户实际需要量身定制。能充分体现隧道施工项目部管理上的施工信息透明化、信息实时性、科学施工。

现场案例：

2.4隧道风险控制视频监控系统

随着隧道挖掘工程的不断深入，大量的挖掘机器、运输车辆以及施工人员也因为工程的进度而加大了出入的频率，对于一些关键点位安装视频监控也越来越必要。视频监控系统包括前端视频采集设备、通讯传输设备，以及后端的视频处理服务器。该系统具有实时存储、回放、检索、查询功能，值班人员可时时关注洞内外施工情况，从而达到随时随地（可实现手机远程访问）及时准确地对其进行监管，为隧道安全施工保驾护航。

洞口视频监控点一般选择在洞口进方向和洞口出方向分别安装摄像头。

洞内视频监控点一般选择防水板台车安装球式摄像头，对掌子面进行24小时不间断监控。

2.5有线声光报警电话广播系统

系统分析描述：

采用IP网络电话的方式，在台车附近安装防爆式网络IP电话，在值班室安装普通IP网络电话，或是语音通话系统。台车处电话通过定位系统架设的无线网桥线路复用，将通信数据链接至洞口值班室，保证通话实时畅通。防爆电话安装扩音喇叭以及报警灯，当洞口朝里面拨打电话时候，喇叭声+报警灯同时工作，方便工人或是相关人员及时接听电话。同时，洞里往外打的时候，只需提起话筒，自动拨号，减少光线弱或是环境不好导致拨错。

系统特点：

1、无线防爆电话采用防爆、防尘、防水的隧道专业防爆电话；

2、在掌子面、二衬分别安装防爆电话和声光报警器；

3、在隧道值班室安装IP电话；

4、值班室可根据实际情况对左右洞分别语音喊话，左右洞自动接听，隧道内根据实际情况拿起防爆电话话筒，自动接通值班室

2.6有毒有害气体检测系统

系统分析描述

环境监测系统重点对危险气体的监测，比如CO.瓦斯。在开挖面需要进行气体监测的地方，安装相应的瓦斯监测装置，利用瓦斯检测仪实现对该区域瓦斯的监测，以便及时将实时气体浓度消息通知后台，做到及时防范，安全预警，保证隧道工作更加正常安全的进行。