隧道施工人员精确定位系统 -苏州陆禾

苏州陆禾隧道人员精确定位监控系统是一个涉及视频监控技术、传感技术、LED显示技术、UWB无线脉冲技术等多方面领域的先进技术，因此总体方案设计必须具有可靠性、安全性、先进性、灵活扩充性、经济实用性、操作和维护的方便性，更要具有前瞻性的建设全局统一管理的平台。

包括：隧道人员精确定位系统、人员/车辆门禁考勤系统、无卡人员报警系统、LED显示系统、视频监控系统、气体检测系统以及通话系统组成。

一、系统设计

1.1 集团公司的集中管理与结构图

集团监公司监控中心能看到各项目部现场的施工情况。具体图如下：

集团监公司监控中心与各项目部现场结构图如下:

◇  以本地系统为基础，实现各功能模块数据通信；

◇ 可实时查询当前隧道的相关安全信息；

◇ 采用包括前端工点监控、中间通讯层、后台调度监控的三层体系架构

◇ 前端工点监控（人员进出定位管理系统、视频监控、车辆门禁管理）以及后台调度采用B/S应用架构。

1.2隧道设计

正面效果图如下：

具体功能如下：

原理图如下：

1.2.1  LED屏显示效果图

在显示上清楚的显示施工人员的进出情况：包括施工人员的名称、职务、进入时间，总人数。

同时可以实时显示隧道里面的各气体的含量。

  具体实现方式：将LED大屏幕安装在施工入口附近，靠近门房或是值班室为佳，用于实时显示地铁施工人员的信息，使管理先进化，透明化。显示的内容包括：标签号，姓名，时间，总人数等，使领导及监管人员不用下到隧道下面去，也不必查看监控室电脑就能及时了解隧道内施工人员情况。有了该LED大屏幕显示系统不仅可以使洞内各区域内施工人员信息形象、直观、一目了然的体现出来。而且，在开现场会时，也可以在大屏幕上显示各种欢迎标语、宣传标语；在平时可以通过大屏幕提示施工人员注意施工安全，在有高温、霜冻等恶劣天气时可以及时进行温馨提示。这些都能充分体现隧道施工项目部管理上的人性化、现代化、科学化。

系统组成：服务器、同步系统卡、LED显示屏

服务器：主要实现对显示内容的编辑，控制

同步显示系统卡：系统的核心部分，同步实现电脑与LED屏的显示内容。对信号进行编译传输

LED显示屏：由32X16 led灯点（P10单红）阵组成的模组拼装而成，根据实际情况可以选择拼装的大小。

场地要求：地面有1米*5米左右的场硬化就可以了，硬化厚度不小于30公分。

1.2.2 考勤精确定位系统

效果图如下：

实现原理图如下：

人员进出管理系统可分为人员进出考勤管理、人员定位信息管理以。主要有监控主机、读卡基站、人员识别卡、传输数据接口转换器等。

监控主机（现场服务器）：独立计算机，负责整个系统设备及人员检测数据的管理、通讯、统计存储以及屏幕显示、查询打印、画面编辑、网络通讯等任务。

读卡基站（读卡器）：实时采集接收人员卡的信息，并及时通过通信线路实时反馈到系统当中。可以分为定位基站和识别基站。

人员识别卡：编程有全球唯一的识别码，仅提供给读卡基站去识别，一般在安全帽上安装或是身上佩戴，健康认证，安全可靠

传输数据接口转换器：包括一些信号转换器，主要实现对信号的转换以便系统更好的接收处理数据

  考勤系统：在每个施工隧道内装2台读卡器。1台读卡器装在隧道洞口的入口处，另一台读卡器装在洞口往里100米处，根据坐标来判断施工人员的进出情况，施工人员何时进、何时出、洞内有多少作业人员都能反映到系统软件中，并体现到大屏幕上，使考勤情况一目了然。施工人员将该系统考勤卡佩戴在安全帽内侧，无须主动刷卡便能实现自动考勤，方便省力、准确度高。

定位系统：在每个施工隧道二衬台车上安装2台读卡器，主要是负责台车附近工作人员的定位功能，隧道内定位随台车作业实时进行识别定位。施工人员只要将该系统考勤卡佩戴在安全帽内侧，无须主动刷卡，在读卡器的有效识别范围内，根据识别到的人员标识卡的情况对施工人员进行区域定位识别管理，使管理人员在监控室就能及时掌握施工现场的具体情况。

1.2.3 人员（车辆）门禁系统

效果图如下：

通道闸机：主要安装在入口处，对人员进出限制作用，进入人员必须有卡才能进入。要求不同，可选用三棍闸或翼闸或生物识别。

道闸：主要安装在入口处，对车辆进出限制作用，对于可通行车辆，道闸自动开启，放行车辆进出。

车辆门禁通道系统主要利用道闸系统来实现，当有车辆出入时，工作人员只要按一个遥控器，道闸就可以自动抬起或降落．

 车辆闸与人员通道闸当前计划数量：一个隧道口两个车辆闸，一个人员通道闸；具体按现场在定。

1.2.4 气体采集系统

效果图如下：

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。

环境监测系统主要包含监控服务器、前端感知监测器等

监控服务器：主要负责接收、处理、反映从前段监控设备返回的相关数据，并做保存查看

前端感知监测器：一般多指采集数据设备，如瓦斯监测器等。可以实时采集现场环境参

数，并实时的通过系统通讯系统及时的传回服务器

传输接口转换器：包括一些信号转换器，主要实现对信号的转换以便系统更好的接收处理数据

1.2.5 通话系统

效果图如下：

 在隧道台车处安装报警电话，在监控室安装麦克通话语音．当出现意外情况时，监控可以通过麦克向里面喊话．当隧道有什么情况时，也可以通过电话向监控室打电话．

1.2.6 高清视频监控系统

高清视频效果图如下：可以看到扳手的螺纹。

网络视频监控系统包括前端视频采集设备、通讯传输设备，以及后端的监控接收客户端软件。安装在隧道各主要的监控点执行信号采集传输，软件主要是安装在监控室电脑上，两者之间通过平台管理中心系统授权，对其前端视频点进行多点对多点的实时监控管理。如：视频、云台、放大、录像、等功能，有管理权限的用户还可以对任何点的录像进行设置、下载、实时点播录像等操作；系统还可以通过PC浏览器进行监控。

由此可以看出，网络监控系统采用的是监控摄像机对隧道施工现场各视频点进行24小时的实时监控。对于一些关键视频点可启动视频移动侦测功能和报警功能，系统根据图像移动情况自动识别、触发，并进行录像（有预先录制机制，预录时长能提前20秒以上）；同时系统将图像、声音、报警等实时数据传送到监控室电脑，管理人员可以通过本地监视、远程IE监视、WEB 网页客户端等方式随意切换前端任意监控点的视频，能直观地了解和掌握施工各视频监控点的实时情况，从而达到随时随地及时准确地对其进行监管。

在实际的隧道现在，一般在在掌子面以及洞口附近分别安装摄像头，实时显示查看监控区域的情况，让管理者更直接的了解现场情况。

系统组成：服务器、摄像机、视频服务器、传输数据接口转换器以及通讯传输部分

服务器：监控平台终端，对系统返回的信息进行显示，并通过平台软件对各个监控点位的摄像机进行操控，以及提供录像、播放视频、云台控制等多个功能。

球机：前段监测设备，实时采集信号。提供云台设备，实现摄像角度的改变，提供全方位式立体式监控。

传输数据接口转换器：包括一些信号转换器，主要实现对信号的转换以便系统更好的接收处理数据。

通讯传输：主要是一些RVVP线缆和网线构成，实现视频信号的及时传输。

二 软件功能

2.1 概述

隧道人员管理系统软件为我公司自主开发。采用目前先进VC.net开发平台，结合功能强大的SQL SERVER数据库。基于B/S结构的网络监控软件，可通过IE浏览器在网络上浏览、查询、打印施工人员定位及考勤管理等相关信息，同时根据权限的不同，可以进行相关权限下的限制操作等，保证系统稳定运行

2.2 功能描述

隧道人员安全进出管理系统集成了人员进出考勤定位功能、视频监控、气体检测、以及LED显示四大功能于一身，对于隧道内部人员和或其他监控物体的动态分布情况、数量以及其所在的位置，同时具有选择跟踪、实时跟踪、位置查询和个人定位等功能。

人员门禁系统

  定位功能

ü 选择跟踪：选择各部门工种等特定人员，掌握其在现场的工作情况

ü 实时跟踪：实时显示隧道内部各人员的位置状态及其来源地。能够清楚地反映其活动情况

ü 位置跟踪：选定某个监控段或是监控点，可以显示此段区域内的人员或车辆分布情况

ü 个人定位：显示特定人员的运动轨迹，并可显示其历史运动方向

考勤统计功能

ü 通过对进出隧道的工作人员的出、入时间以及在隧道各区域的停留工作时间的记录与统计，完成对全区个人、部门以及干部的考勤信息查询、统计

ü 按照要求输出各种信息报表（如：时间报表、出勤月报表等）

视频监控

ü 实时显示监控位置的图像，监控更直观清晰

ü 提供云台方式查看，监控更具体更立体

ü 视频存储方便，可以查阅一个月内的视频录像。

ü 外接性能功能强大。可以与系统实现报警联动。

LED大屏显示

ü 同步显示系统各监测数据，更直接更形象

ü 可以进行丰富的节目安排，人性化极高

ü 上手容易，简单易懂，操作性方便快捷

员工管理功能

ü 员工管理功能 ：员工的增加、删除、修改和查询

ü 硬件信息管理功能：对读卡器基站站、分站名称进行管理，对人员识别卡信息进行录入

区域禁入管理功能

ü 当有非授权人员进入一些重要地方、或是危险场所等禁止进入区域时，系统给出提示和警告，同时将相关信息记录保存

紧急事件协助处理功能

ü 当隧道发生紧急事件时系统可以及时对丢失人员进行统计，查询事故现场附近的人员信息，快速确定人员的准确位置，以便及时有效地开展搜救工作

ü 当系统停电、断电时，门禁系统自动放行功能。备用电源自动开启。

历史数据的查询和报表打印功能

ü 可对隧道人员定位、人员跟踪、考勤统计、安全监测管理、系统运行管理等信息进行长期保存，并可方便地查询历史记录。

ü 能按时间、部门等对信息进行查询和打印

信息联网功能

ü 通过建立WEB服务器，可以以浏览网页的方式实现信息共享，客户端无须另加任何软件，提供WEB浏览器方式访问，保证远程用户可以及时的了解和掌握现场的实际情况，进行未来生产工作安排和指导

气体采集检测系统功能

说明：软件部分插图仅供参考，由于软件版本的更新，可能发生些许变动，恕不另行通知

三、案例介绍

部分业绩案例介绍：

中交一公局哈达铺隧道项目

中交一公局桥隧道舟曲项目

中交三公局循隆隧道项目

中交一公局陇南隧道项目

中铁十九局秦峪隧道项目

中铁四局白水川隧道项目

中交路桥化马隧道项目

中铁四局官鹅沟隧道项目

福建路桥枫木项目

中国水电十五局尖坪隧道项目

中铁三局集团石鼓山隧道项目

中铁吕家沟隧道项目

中铁十九局包家岭隧道项目

中铁港航局段家梁隧道项目

中铁十八局石门隧道项目

中铁十七局石楼道项目

浙江省交通工程建设集团云景高速隧道项目

中铁隧道集团一处有限公司台车分公司重庆隧道项目

甘肃天水隧道项

中铁二十五局江西井冈山鹅岭隧道项目

中铁十六局集团上海轨道交通13号线隧道项目

陕西葆岚实业工程建设有限公司兰新铁路甘青段第二标段隧道项目

中铁隧道集团一处有限公司四分公司永定县隧道项目

中铁十局集团有限公司赣韶铁路隧道项目

中铁十六局集团青草沙凌桥支线C3标隧道项目

中铁隧道股份有限公司宁德宁武高速公路隧道项目

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