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隧道全程定位技术方案
时间：2017-11-2
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隧道人员定位管理系统
1概述
安全生产事关人民群众的生命和财产安全，各级政府一贯高度重视工程建设安全生产问题，并采取一系列措施不断加强安全生产工作。如何改变目前隧道施工过程安全管理落后的管理模式，实现管理的现代化、信息化成为管理者研究的重要课题。因此，借助以灾害预防、事故救助、电子信息化等先进的管理手段是隧道安全施工管理的必然选择。北京新锐科创科技有限公司根据隧道安全生产管理的需要研发的隧道人员考勤定位及安全监测管理系统为隧道安全生产管理提供了崭新的安全管理理念。
隧道人员定位管理系统是在ZigBee技术的基础上，结合先进的通信、计算机及网络技术成功研发的综合管理平台。系统是集隧道人员考勤定位，传感器数据采集预警、无线语音通信等功能于一体，也是国内技术、运行稳定、设计专业化的隧道监测系统。使管理人员能够随时掌握施工现场人员、设备的分布状况和每个人员和设备的运动轨迹，便于进行更加合理的调度管理。当事故发生时，救援人员也可根据隧道人员考勤定位及安全监测管理系统所提供的数据、图形，迅速了解有关人员的位置情况，及时采取相应的救援措施，提高应急救援工作的效率。这一科技成果的实现，将为隧道建设的安全生产和日常管理再上新台阶提供有力保障。
2设计依据
实现直观的、实时的现场施工画面数字化管理。
实现隧道生产作业人员进出的有效识别，实现施工人员分布的可视化，并使系统管理充分人性化、信息化和高度自动化。
为管理人员提供考勤作业、人员进出限制等多方面的信息查询。
一旦发生安全事故，通过该系统立刻可以知道隧道作业面工作人员的数量，被困人员的位置，保证抢险救灾和安全救护工作的运作。
系统设计的安全性、可扩容性、易维护性和易操作性。
标准化：监控系统可以实现数据在网络上的传输和共享。本系统采用的产品均遵循标准协议和传输标准的要求。
稳定可靠性原则：系统的稳定、可靠性是系统的重要指标，直接影响系统的各项功能的发挥和系统寿命。因此从系统设计到设备选型，都应遵守这一原则。我们的方案在充分考虑用户实际情况的基础上，所有系统中的硬件设备均经过严格测试使用，减少了环境因素造成故障的可能性。设备选用，技术采用国标、稳定的新技术。比如无线设备我们选用IEEE802.11标准的无线设备，实践证明，它抗干扰性、传输稳定性要明显优于其它无线传输设备，有力的保障了这一点。
易用性和先进性结合原则：充分利用当代先进的技术和手段，建成一套先进实用的监控系统，是我们这次设计的根本目的。软件使用界面良好，用户安装相应软件后就可进行实现监控，实现智能控制，不用单独设置。因此，从用户角度出发，特别注重系统的易用、方便和直观，强调系统的综合能力和总体性能。
3系统结构组成
3.1系统组成
新锐科创隧道人员定位系统主要由定位设备和定位系统软件两大部分组成。
主要包括监控服务器主机、客户端电脑、通信网关、定位微基站、定位识别卡、LED显示大屏、GIS监控软件等组成。
系统容量：基站容量256台，识别卡20000张以上；
3.2系统架构
系统具有极大的灵活性，有多种组网方式，可以根据各隧道的实际情况和用户的需要，选择不同的组网方式，构建成不同的系统架构，从而满足不同规模用户的要求。
系统可以采用以太网进行通信连接。以太网可以是光纤，也可以是无线网桥。新锐科创通信网关可以直接通过网线进行通信，通过以太网与监控室进行通信。通信网关和无线基站直接可以通过无线连接，无需布线，施工方便，系统稳定。
以太网结构示意图
4系统设备分布
人员定位系统基站的布置原则是：根据现场情况，结合客户需求，遵循节约成本，易于施工，合理布置基站。本方案采用网络基站，直接通过网线连接。基站布置样图如下图所示，网络基站用来构成人员定位系统，用来接收人员识别卡的信息，采集器用来监控环境数据，用来监控一氧化碳和风速。
5系统功能及特点
5.1系统功能
新锐科创隧道人员定位系统软件采用GIS技术，可以根实际情况，对隧道施工人员进行实时定位，显示人员的实际位置，设置区域限制及移动方案，并记录，方便历史查询，方便管理。同时提供了在应急或事故发生后的历史数据保存查看的功能。极大的提升了事故抢救的工作效率。
系统的主架构分两部分：系统服务器端软件和系统客户端软件。服务器端软件用来收集来自现场的基站和识别卡的数据。客户端用来显示服务器端收集上来的数据。整个系统需要有一个服务器端，可以有多个客户端。
新锐科创隧道人员定位系统主界面
5.1.1人员实时定位功能
1) 查看任一时间洞内某个地点作业人员人数，作业人员人数具体信息；
2) 查询一个或多个人员现在的洞内实际位置；
3) 记录有关人员在任一地点的到/离时间和总工作时间等一系列信息，可以督促和落实重要巡查人员是否按时、到点的进行实地查看，或进行各项数据的检测和处理，从根本上尽量杜绝因人为因素而造成的相关事故；
4) 实现多点共享供多个领导同时在不同地点查看。
人员实时定位界面
5.1.2紧急报警功能
当隧道内工作人员遇到身体不适、紧急状况等危机人身安全的情况时，可按下定位标签上的紧急呼叫按钮，及时向管控中心发送报警指令并对事发状况进行紧急处理。
紧急呼救报警界面
5.1.3人员历史轨迹查询
可查找某个人在某个时间段内所经历的路径，并在图中画出线路轨迹。
5.1.4区域报警功能
可划定特殊区域，人员进入、离开、滞留时间过久等情况下，都会提前发送报警给中控中心，提前做出处理。
5.1.5人员考勤功能
可对出入洞口工作人员进行统计，实现工作人员考勤记录，建立人员出入隧道的各种信息报表(如：进出洞时间报表、出勤月报表、加班报表、缺勤报表等等)。
5.1.6 视频联动功能
系统接口支持主流视频品牌，系统接受到隧道内人员报警后，可直接查看器报警位置附近的监控信息，及时掌控事发地点状况，做出下一步工作批示。
5.1.7有毒有害气体监测
在特定危险区域安装有毒有害气体监测设备，可实时查看监测的气体数值，一旦超标，可及时通知其附近工作人员撤离。
5.1.8集成门禁、闸机一卡通功能
新锐科创定位识别卡内部集成一卡通芯片，支持市场上主流的一卡通技术，工人只需要携带一张卡即可实现人员定位、移动报警和门禁、梯控等功能；
5.2系统特点
功耗低：系统采用2.4GHZ芯片，采用无线定位技术，一体化的电路设计，功耗低，识别卡采用可更换电池，单个电池可持续工作6个月以上。
零漏读：用数据处理技术，准确快速的识别卡，有效的解决了同频干扰问题，解决了同一时间卡量太多，读卡器数据冲突造成错读、漏读识别卡而导致的考勤定位不和人员统计不准确的问题。
施工方便：无线传输，无需布线
多种组网方式：系统提供多种可选择的组网方式，可以直接通过总线传输方式联网；可以通过网络加无线定位的方式(推荐)，可以通过光纤+总线传输方式联网；可以通过工业以太网+现场总线的方式联网。