隧道人員定位監(jiān)控系統(tǒng)(雙向卡)

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人員培訓(xùn)計(jì)劃 131概述1.1系統(tǒng)背景鐵路是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要命脈，由于其特有的靈活性和優(yōu)越性，發(fā)揮著其他運(yùn)輸方式不可替代的作用。隧道是鐵路工程結(jié)構(gòu)的重要組成部分之一，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，隧道建筑規(guī)模越來(lái)越大，長(zhǎng)度越來(lái)越長(zhǎng)。然而隧道規(guī)模越大，技術(shù)難度也相應(yīng)加大，由于其施工環(huán)境復(fù)雜，風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較高，管理難度較大，因此施工人員的安全問(wèn)題永遠(yuǎn)是隧道施工的重中之重。

在現(xiàn)階段，隧道施工過(guò)程中，有越來(lái)越多的農(nóng)民工參與其中，由于其所經(jīng)受得培訓(xùn)少、缺乏施工經(jīng)驗(yàn)等原因造成施工過(guò)程中安全意識(shí)淡薄，而現(xiàn)有的管理系統(tǒng)無(wú)法實(shí)時(shí)地獲取施工信息，更不能對(duì)施工方信息和施工人員有一個(gè)全面、及時(shí)、準(zhǔn)確的掌握，從而導(dǎo)致很多事故的發(fā)生。如何改變目前隧道施工過(guò)程中安全管理落后的管理模式，實(shí)現(xiàn)管理的現(xiàn)代化、信息化、智能化成為管理者研究的重要課題。

因此，借助以信息采集處理、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊等多學(xué)科技術(shù)綜合應(yīng)用為一體的自動(dòng)識(shí)別信息技術(shù)產(chǎn)品。濟(jì)南科一力軟件工程有限公司自主研制出“隧道施工人員定位監(jiān)控系統(tǒng)”，為隧道建設(shè)安全管理提供了嶄新的安全管理理念。1.2系統(tǒng)簡(jiǎn)介隧道施工人員定位監(jiān)控管理系統(tǒng)能夠自動(dòng)感知隧道施工人員進(jìn)出隧道的情況和人員在隧道中的位置，隨時(shí)統(tǒng)計(jì)隧道內(nèi)施工人員數(shù)量、位置及身份，實(shí)現(xiàn)考勤、自動(dòng)管理、自動(dòng)定位。當(dāng)遇緊急情況時(shí)，隧道施工人員可以向外發(fā)送攜帶有求救信息的射頻信號(hào)，其信息可被分站接收，并上傳給控制室計(jì)算機(jī)，系統(tǒng)軟件進(jìn)行報(bào)警提示，實(shí)現(xiàn)信息聯(lián)動(dòng)，救援人員也可根據(jù)隧道施工人員，迅速了解有關(guān)人員的基本情況，及時(shí)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(shí)現(xiàn)，將為隧道建設(shè)的安全生產(chǎn)和日常管理再上新臺(tái)階提供有力保障。2系統(tǒng)工作原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1工作原理在隧道出入口、隧道出入口附近和掌子面附近位置安裝無(wú)線數(shù)據(jù)接收器，施工人員隨身攜帶人員識(shí)別標(biāo)識(shí)卡，人員識(shí)別標(biāo)識(shí)卡不斷地發(fā)射載有目標(biāo)識(shí)別碼的無(wú)線電射頻信號(hào)，當(dāng)施工人員進(jìn)入到無(wú)線數(shù)據(jù)接收器讀取范圍內(nèi)，接收器接收到人員識(shí)別標(biāo)識(shí)卡發(fā)來(lái)的載波信號(hào)，經(jīng)過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)接收器接收處理后，將信號(hào)進(jìn)行分析、處理，并通過(guò)CAN總線方式將信號(hào)發(fā)送到洞口的通信接口裝置，再轉(zhuǎn)換成RS232信號(hào)送給洞口監(jiān)控室計(jì)算機(jī)，系統(tǒng)軟件自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理后，將進(jìn)入隧道施工的人員身份、部門(mén)、進(jìn)出時(shí)間等顯示到LED屏上去，從而實(shí)現(xiàn)隧道施工過(guò)程中的自動(dòng)化管理。2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖2-1隧道人員定位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖項(xiàng)目部監(jiān)控室：在項(xiàng)目部中心，有一個(gè)監(jiān)控室，監(jiān)控室具有監(jiān)控電腦；在指揮中心裝一個(gè)LCD屏，可以顯示施工現(xiàn)場(chǎng)的基本情況，也可以播放企業(yè)文化，廣告等。它指揮中心的LCD屏與監(jiān)控里的電腦連接，可以播放每個(gè)隧道口里的基本信息。監(jiān)控室的電腦可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與其它項(xiàng)目部的電腦通信。所以就可以實(shí)時(shí)知道施工現(xiàn)場(chǎng)的基本情況（總指揮處要有網(wǎng)絡(luò)）。洞口監(jiān)控室：每個(gè)隧道洞口工地都有一個(gè)監(jiān)控室，此電腦上裝有考勤定位系統(tǒng)。當(dāng)洞口監(jiān)控室的電腦和項(xiàng)目部網(wǎng)絡(luò)連通時(shí)，考勤定位系統(tǒng)可以被遠(yuǎn)程防問(wèn)，查詢某隧道洞口的施工人員具體工作情況。在洞口監(jiān)控室的外面具有一個(gè)單色的LED大顯示屏，它與洞口監(jiān)控室的電腦連接，實(shí)時(shí)顯示隧道內(nèi)施工人員的基本信息（姓名，職務(wù)，進(jìn)入時(shí)間，總?cè)藬?shù)等）與隧道內(nèi)部的溫濕度等情況。3主要硬件設(shè)備簡(jiǎn)介3.1工控機(jī)工控機(jī)：P4/2.6G、512M內(nèi)存、80G硬盤(pán)、19，液晶、雙串口。系統(tǒng)軟件：網(wǎng)絡(luò)版C/S結(jié)構(gòu)。操作平臺(tái)：Windows2000。數(shù)據(jù)庫(kù)：SQLServer2000。3.2通訊接口（1）主要功能接收無(wú)線數(shù)據(jù)接收器發(fā)送的本安信號(hào)，轉(zhuǎn)換成非本安信號(hào)發(fā)送給主計(jì)算機(jī)。接收中心站發(fā)送的非本安信號(hào)，轉(zhuǎn)換成本安信號(hào)發(fā)送給井下無(wú)線數(shù)據(jù)接收器。實(shí)現(xiàn)本安和非本安電路的電氣隔離。（2）技術(shù)參數(shù)供電電壓：交流220V50HZ傳輸信號(hào)方式：CAN總線通訊方式。傳輸距離：大于8Km。信號(hào)傳輸方式：雙向主從半雙工通訊速率：3.3無(wú)線數(shù)據(jù)接收器（1）主要功能無(wú)線數(shù)據(jù)接收器與標(biāo)識(shí)卡之間采用單向傳輸方式；無(wú)線數(shù)據(jù)接收器接收標(biāo)識(shí)卡發(fā)射的數(shù)據(jù)并暫時(shí)保存。當(dāng)中心站發(fā)出指令后,無(wú)線數(shù)據(jù)接收器通過(guò)CAN總線將數(shù)據(jù)分包上傳。無(wú)線數(shù)據(jù)接收器上的綠、黃、紅色信號(hào)指示燈閃爍表示讀卡、警告、撤離。無(wú)線數(shù)據(jù)接收器兼容中繼功能（2）技術(shù)參數(shù)額定工作電壓：DC12V額定工作電流：350mA允許波動(dòng)范圍：DC11V～DC13V信號(hào)形式：CAN總線方式通訊速率：5000bps信息存儲(chǔ)量：≤10000條記錄工作頻率：2.4Ghz接收靈敏度：≤-80dBm與標(biāo)識(shí)卡可靠通訊距離：≥50m同時(shí)讀卡數(shù)：≥200個(gè)/s3.4標(biāo)識(shí)卡（1）主要功能長(zhǎng)距離無(wú)線標(biāo)識(shí)卡是標(biāo)識(shí)下井工作人員身份的電子標(biāo)簽，由施工人員進(jìn)入隧道隨身佩帶。它是一種有源射頻標(biāo)識(shí)卡，采用本安電路設(shè)計(jì)。該產(chǎn)品最大特點(diǎn)是：可以傳輸人員狀態(tài)信息、發(fā)送緊急求救信號(hào)、接收緊急撤離指令，多個(gè)標(biāo)簽可在較大的范圍內(nèi)同時(shí)被識(shí)別，并具有無(wú)線微功率、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)體積小便于攜帶或安放。（2）技術(shù)參數(shù)額定工作電壓：DC3V工作頻率：2.4GHz調(diào)制方式：GFSK傳輸方向：?jiǎn)蜗虬l(fā)射功率：-30dBm±15dBm編碼范圍：1-60000電池壽命：使用壽命可達(dá)2年。3.5信號(hào)線路避雷器（1）主要功能：該產(chǎn)品專用于工業(yè)控制數(shù)據(jù)通信線路對(duì)計(jì)算機(jī)等辦公設(shè)備保護(hù)，還可用于電流環(huán)中的傳感器、二次儀表的保護(hù)；能抑制來(lái)自信號(hào)線上的感應(yīng)雷電波，以保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備免遭感應(yīng)雷擊。（2）技術(shù)參數(shù)標(biāo)稱導(dǎo)通電壓Un：12V沖擊放電電壓Uimp：≤800V限制電壓Ui：≤60V標(biāo)稱放電電流In：5KA3.6通訊線纜電纜型號(hào)：MHYVR1×2或MHYVR1×2電纜規(guī)格：2×2×7/0.52標(biāo)稱截面：1.5mm2分布電阻：≤12.8Ω/Km分布電容：≤0.06μF/Km分布電感：≤0.8mH/Km4系統(tǒng)功能及特點(diǎn)4.1系統(tǒng)功能：人員進(jìn)出登錄功能：自動(dòng)記錄所有進(jìn)出隧道施工人員的的出入時(shí)間，有利于管理人員準(zhǔn)確、及時(shí)地掌握在隧道中施工人員的人數(shù)，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，保證安全施工。特定區(qū)域（危險(xiǎn)區(qū)域）登錄功能：記錄進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域的人員和時(shí)間，并同步在值班管理室的系統(tǒng)計(jì)算機(jī)和LED屏上顯示，便于管理人員時(shí)刻掌握危險(xiǎn)區(qū)域人員情況，保證施工人員安全。安全報(bào)警功能：系統(tǒng)具有人員進(jìn)入隧道超時(shí)報(bào)警；洞內(nèi)值班帶班人員發(fā)現(xiàn)緊急狀況緊急呼叫，系統(tǒng)將自動(dòng)提示值班管理室內(nèi)的值班人員，便于及時(shí)處理問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)查詢功能：該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與指定局域網(wǎng)的無(wú)縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理和各部門(mén)對(duì)系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)資源共享和管理。日常管理功能：對(duì)于進(jìn)出隧道的所有人員，進(jìn)行工作超時(shí)、人員清點(diǎn)和考勤管理，實(shí)現(xiàn)隧道施工中的排班管理和專業(yè)化考勤等。緊急救援（撤離）功能：一旦發(fā)生緊急情況，監(jiān)控機(jī)立即顯示出現(xiàn)場(chǎng)地點(diǎn)的人員數(shù)量、人員信息，人員位置等信息，雙向可以發(fā)送緊急救援或者撤離信息，大大提高了安全系數(shù)、搶險(xiǎn)效率和救護(hù)效果。數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)上傳：隧道施工現(xiàn)場(chǎng)的人員信息、工程進(jìn)度等數(shù)據(jù)信息可實(shí)時(shí)上傳至中國(guó)鐵路總公司信息中心，實(shí)現(xiàn)隧道工程的遠(yuǎn)程監(jiān)管。4.2系統(tǒng)特點(diǎn)：1）硬件的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)：高度的識(shí)別率：100%的前端識(shí)別率，施工人員只要攜帶2.4G標(biāo)識(shí)卡（除非壞掉），就能被裝在附近的讀卡器讀到。識(shí)別距離遠(yuǎn)（0-80米）：在隧道里面可達(dá)到80M的穩(wěn)定距離，在這個(gè)范圍內(nèi)都會(huì)讀到標(biāo)標(biāo)識(shí)卡的信息。極高的防沖突性：每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)可最多同時(shí)識(shí)別200個(gè)施工人員高度的識(shí)別穩(wěn)定性（誤碼率小于十萬(wàn)分之一），真正達(dá)到無(wú)誤碼、無(wú)漏卡?？焖俚淖R(shí)別速度（最快可達(dá)到200公里/小時(shí)的識(shí)別速度）：就是對(duì)動(dòng)態(tài)的標(biāo)簽卡也能認(rèn)識(shí)到。標(biāo)識(shí)卡電池使用壽命長(zhǎng)：標(biāo)識(shí)卡電路板采用節(jié)能化設(shè)計(jì)方法，一次性電池壽命超過(guò)3-4年，比同類標(biāo)識(shí)卡耗電量下降了20%。完備的應(yīng)用技術(shù)檢測(cè):為了保證標(biāo)識(shí)卡正常工作，對(duì)于損壞的或非正常工作標(biāo)識(shí)卡，隧道人員安全監(jiān)控信息系統(tǒng)專門(mén)設(shè)備進(jìn)行報(bào)警，提示及時(shí)處理。雙向報(bào)警功能：施工人員可以通過(guò)標(biāo)簽按鈕來(lái)向監(jiān)控中心呼叫，監(jiān)控中心可以向標(biāo)簽發(fā)信息。2）軟件優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)：軟件全中文菜單，具有良好的操作界面豐富的查詢和報(bào)表功能，查詢和報(bào)表輸出、打印功能簡(jiǎn)單易操作，可對(duì)施工人員、部門(mén)以及干部進(jìn)行分類查詢，并且按要求輸出各種信息報(bào)表。5軟件系統(tǒng)功能5.1登錄功能5.2員工信息增加5.3信息導(dǎo)入5.4信息查詢5.5員工管理5.6隧道定位實(shí)體圖5.7隧道進(jìn)出口設(shè)置5.8數(shù)據(jù)管理分析5.9員工信息的查詢5.10施工人員定位信息顯示6典型人員定位系統(tǒng)配置主要設(shè)備清單設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量單位備注無(wú)線數(shù)據(jù)接收器TSAQ-F3臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)配置，根據(jù)項(xiàng)目具體要求進(jìn)行配置。通訊接口TSAQ-J1臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)配置，根據(jù)項(xiàng)目具體要求進(jìn)行配置。本安型標(biāo)識(shí)卡TSAQ-K200個(gè)標(biāo)準(zhǔn)配置，根據(jù)項(xiàng)目具體要求進(jìn)行配置。專用電源TSAQ-D3臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)配置，根據(jù)項(xiàng)目具體要求進(jìn)行配置。計(jì)算機(jī)啟天M43601臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)配置，根據(jù)項(xiàng)目具體要求進(jìn)行配置。管理系統(tǒng)軟件1套標(biāo)準(zhǔn)配置，根據(jù)項(xiàng)目具體要求進(jìn)行配置。通信線纜MHYV1×2×7/0.37500米標(biāo)準(zhǔn)配置，根據(jù)項(xiàng)目具體要求進(jìn)行配置。LED屏顯示系統(tǒng)P101套標(biāo)準(zhǔn)屏為3.27*0.87，根據(jù)項(xiàng)目具體要求進(jìn)行配置；包含屏與電腦對(duì)接軟件、網(wǎng)線、電纜。附件絕緣膠帶2卷標(biāo)準(zhǔn)配置，根據(jù)項(xiàng)目具體要求進(jìn)行配置。附件防水膠帶1卷標(biāo)準(zhǔn)配置，根據(jù)項(xiàng)目具體要求進(jìn)行配置。配件標(biāo)識(shí)卡托220張和標(biāo)示卡配套使用，一般多配幾個(gè)；標(biāo)準(zhǔn)配置，根據(jù)項(xiàng)目具體要求進(jìn)行配置。附件扎帶4×2001包標(biāo)準(zhǔn)配置，根據(jù)項(xiàng)目具體要求進(jìn)行配置。附件鉚釘槍1