第一章  概述

1.1系统背景

随着国家经济的迅速发展，我国的隧道建设更是日新月异。由于城市地铁、铁路隧道和高速公路隧道改善了路线技术指标、缩短了路程和行车时间，提高了运营效益，因此国家在不断加大隧道的建设力度；然而隧道建设的造价高、运营管理相对复杂，所以各地对隧道的建设都十分重视，不敢掉以轻心。

目前的远程信息管理系统往往只是对行政和技术文件的管理，而无法实时地获取施工信息，更不能对施工现场和施工人员的信息有一个全面、及时、准确的掌握，从而导致很多事故的发生。为此各级政府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监管落后的管理模式，实现管理的现代化、信息化、智能化，成为管理者研究的重要课题。

因此，能够实现灾害预防、事故救助、信息化管理等先进的管理手段将是隧道安全建设的必然选择。本公司针对以上情况提出了“隧道施工人员安全管理（监控）系统”，为隧道的安全建设提供了崭新的安全管理理念和强有力的保证。

1.2 系统简介

隧道施工人员安全管理（监控）系统是集隧道施工人员考勤、区域定位、视频监控、LED屏显示、安全预警、外来无卡人员报警、灾后急救、日常管理等功能于一体，也是国内技术领先、运行稳定、设计专业化的隧道施工现场监测系统。借助于本系统管理人员能够方便快捷的掌握现场施工人员、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以及安全监控管理。当有事故发生时，救援人员可根据该系统所提供的数据、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，促使隧道建设的安全生产和日常管理再上新台阶。

该系统既可以单纯的实现考勤或定位也可以同时实现考勤和定位两种功能。而且该系统软件我们设计了安装版和网络版两种，既可以进行现场监控也可以实现远程监控，极大的满足了不同用户的不同需求。

 

第二章  系统设计

隧道施工人员安全管理（监控）系统主要包括：视频监控系统、LED大屏显示系统、外来无卡人员报警系统、考勤定位系统。

 

2.1视频监控系统

无线网络视频监控系统包括前端视频采集设备、网络视频编解码、WiFi无线传输设备，以及后端的监控接收客户端软件。前者安装在隧道各主要的监控点执行信号采集传输，后者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、语音、报警联动等功能，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，无线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桌面，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。

该系统中视频采集传输设备主要采用球状云台摄像机

 

通过该视频监控系统在监控室就及时掌握隧道内施工情况，另外，即使不在施工现场，通过远程监控也可实现对现场的实时监控与管理，并且配合视频抓拍功能。

 

 

 

2.2LED大屏显示系统

将LED大屏幕安装在隧道口附近，用于实时显示施工人员的信息，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进入洞内，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，在开隧道现场会时，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。

LED显示屏推荐尺寸：1.92*1.28㎡，也可根据用户需求定制不同尺寸。

  

  

 

2.3外来无卡人员报警系统

该系统有两种实施方案：

1.公路隧道、铁路隧道适合用带有报警功能的读卡器实现无卡人员报警功能 。该读卡器带有红外报警功能，对于外来人员或无卡施工人员独自进入隧道时读卡器通过红外感应到之后会触发报警器报警，从而及时通知管理员。但是该无卡人员和携卡者一起进入时，读卡器就不会报警。

 

公路隧道、铁路隧道专用

 

2.城市地铁施工人员安全管理系统适用于无障碍通道系统。该无障碍通道系统具有以下供能特点：

（1）支持远距离自动刷卡

施工人员只需将识别卡放在安全帽内侧，无需主动刷卡，自然通过即可，快速方便。

（2）非法用户报警功能

外来人员或无卡施工人员通过通道时，通道会发出声光报警，提示保安人员，同时会抓拍无卡通过人员的影像资料。有效的防止非法人员的进入。若该无卡人员与有卡人员一同进入通道，则该系统不会报警。

（3）24小时监控视频联动功能

当有人员通过时，管理人员的电脑马上会显示相应的信息；系统支持远程的视频监控功能，领导可以在办公室内直接监控任意一台摄像机的画面。

（4）远程数据和视频实时监控功能

系统可以对通过通道的人员进行24小时的监控录像，同时具备视频抓拍功能。一旦出现问题，可以很方便地定位到相应的责任人。

 

 

 

   

  

 

2.4考勤、定位系统

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200米处，根据读卡器读到卡的先后顺序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：在每个施工隧道内装4台读卡器。在隧道洞口的入口处安装1台读卡器，在洞口往里300米处安装1台，在洞口往里600米处再安装1台（若要安装定位系统，隧道开挖的长度必须≧600米），还有1台要安装在台车上，随台车作业实时进行识别定位，同时要在台车上安装摄像机，用于实时统计作业面人员数量，并配合摄像抓拍。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，在每个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。

 

第三章 系统特点

3.1 卓越的性能

• 高度的识别可靠性：100%的前端识别率，施工人员只要正确佩戴2.4G有源射频卡（除非坏掉），就能被装在附近的读卡器读到。
• 识别距离远（0-50米）：在隧道里面可达到50R的稳定距离，在这个范围内的标签卡发出的信息都会被读到。
• 极高的防冲突性：每个检测点可最多同时识别50个施工人员的信息。

• 高度的识别稳定性（误码率小于十万分之一），真正达到无误码、无漏卡。
• 快速的识别速度：最快可达到200公里/小时的识别速度，即对动态的标签卡也能认识到。
• 双向报警功能：施工人员可以通过标签按钮来向监控中心呼叫；监控中心也可以向标签发信息。（双向卡的功能，单向卡没有这个功能）

3.2 应用方便、广泛

配合隧道现有网络状况，可提供基于光纤、以太网、通信电缆等多种隧道内-隧道外传输方式，适应性强，对现场环境要求不高，避免了由于传输方式单一造成的实施难题及瓶颈。

3.3 安全性、稳定性高

• 具有安全型的防爆、防尘、防水性能
• 高抗干扰性，对隧道干扰源、周围环境无特殊要求，环境适应性强
• 内部电路高度集成化，器件故障率最小化，运行可靠
• 采用有源识别卡，无电磁污染，免维护，使用安全

3.4 操作简单方便

• 软件全中文菜单，具有良好的操作界面
• 无线监测分站一体化结构设计，安装方便快捷
• 识别卡内置电池，超低功耗，无须外接矿灯电源，无须充电
• 双向卡可以更换电池

3.5 丰富的查询和报表功能

• 查询和报表输出、打印功能简单易操作
• 可对施工人员、部门以及干部的考勤信息进行查询
• 可对施工人员运动轨迹进行查询
• 可按要求输出各种信息报表（如：进入隧道时间报表、个人出勤日报表、施工人出勤月报表、部门出勤月报表等）
• 可以在任何一台可以上网的电脑上远程查看隧道的实时情况，无须到现场。（网络版软件功能）
• 可以随时知道目前洞内现在有多少人，这些人是谁，同时可以显示到LED显示屏上，具体显示的内容要根据显示屏的大小来定

第四章  系统软件功能

本系统软件有“安装版”和“网络版”两种版本，所谓安装版，即单机版，是局限于施工现场控制室内一台电脑使用的软件；所谓网络版，就是在任何有网络的地方，都能登录该软件界面，使用该软件的定位、考勤功能进行远程监控（前提：施工现场控制室的那台电脑必须是联网的）。

软件功能如下：

4.1 安装版软件

4.1.1登录功能

 

4.1.2 实体示意图

 

 

 

 

4.1.3 查询考勤数据

 

4.1.4 查询活动轨迹

 

4.1.5 员工管理

 

4.1.6 职务管理

 

4.2  网络版软件

4.2.1 登陆功能

 

4.2.2 隧道定位实体图

 

4.2.3 定位信息显示

 

4.2.4 考勤管理

 

4.2.5 定位跟踪

 

4.2.6 历史数据的查询

 

4.2.7 员工信息的查询

 

4.2.8 员工管理

 

 

4.2.9基站管理（读卡器）

 

 

4.2.10 部门管理

 

 

第五章 硬件设备

5.1 HY-R5000矿用读卡器

 

额定工作电压	+9V到+12V DC
额定工作电流	RAX 500RA
并发识别能力	小于50张识别卡
工作频率	2.4GHz-2.45G
识别距离	2-80R（大于50米的要外置天线）
尺寸	263*260*68RR
重量	0.5千克
通讯接口	RS485

 

5.2 HY-R3000防爆防水读卡器

 

额定工作电压	+24VDC
额定工作电流	≤1A
并发识别能力	小于50张识别卡
工作频率	2.4GHz-2.45G
识别距离	2-80R（大于50米的要外置天线）
尺寸	100*150RR (圆柱形)
重量	1.5千克
通讯接口	RS485

 

5.3  有源射频卡

 

型号	HY-T90
工作方式	单向 只读
发射频率	3次/1s
工作电流	发送时的工作电流：小于15RA； 待机时的工作电流：小于2µA；
工作频率	2.4GHz-2.45GHz
最大输出功率	0dbR；
电池	内置CR2450钮扣型锂电池，电池寿命不大于5年
尺寸	60×35×12RR

 

型号	HY-T80
工作方式	单向 只读
发射频率	3次/1s
工作电流	发送时的工作电流：小于15RA； 待机时的工作电流：小于2µA；
工作频率	2.4GHz-2.45GHz
最大输出功率	0dbR；
电池	内置CR2450钮扣型锂电池，电池寿命不大于5年
尺寸	86×54×5.5RR

备注：HY-T90有源射频卡主要给隧道施工人员佩戴使用，而HY-T80有源射频卡主要是做临时卡或贵宾卡使用