智慧工地之隧道施工可视化管理人员定位系统

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近几年，在隧道的施工中时有崩塌、涌水涌泥、瓦斯
爆炸等安全事故的发生。国家安监总局、铁道部、交通部
等部门联合或单独均下文针对隧道施工安全管理措施进行
过规定并提出具体指导意见。并要求各项目业主和施工单
位多利用科技手段，信息化工具加强施工安全的管理，提 高人员的安全防范意识。
隧道安全管理系统的作用
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隧道施工安全管理系统就是为了将施工现场状况、人员活动情
况实时的、自动的统计并展现到管理人员眼前，其作为施工安全管
理的辅助手段，为隧道施工安全增加更多的保障。
• 系统的具体作用体现在：
1、通过视频，实时掌握隧道施工关键部位（掌子面、二衬等）施 工进展情况，洞内环境（灰尘、光线等）情况，是否按工艺要求施 工等情况。可让管理人员通过远程的方式对现场不安全因素进行预 判提供可能。
隧道施工人员定位子系统--隧道人员分布监控界面
人员进出洞、分布位置查询
施工人员考勤月报表查询
读卡器故障（施工事故）查询
• 如果发生安全事故导致人员被压或掩埋，有可能导致磁卡或读卡器损 坏，这时通过读卡器故障查询，可以知道在事故的最后时刻，人员分 布的情况。
人员信息读卡器、单项天线、人员信息标示卡
5、如发生安全事故，可通过人员定位信息立刻知隧道施工作业面 工作人员的数量，保证抢险救灾和安全救护工作的高效运作。
隧道施工安全管理系统
• 包括三个子系统： 1、隧道施工人员定位子系统 2、隧道施工视频监控子系统 3、隧道逃生声光报警子系统
隧道施工安全管理系统设计特点
系统利用计算机技术、网络技术、信息技术、 视频技术将隧道施工安全和工程管理紧密的结合 在一起，把声音、图像、数据、三种类型的信息， 集成为一个可以实现远程监测、数据分析、调度 指挥的隧道施工和安全智能管理平台。依靠声音、 图像、数据分析，在隧道建设过程中进行全方位 监控，全天候预警，上下联动，管控一体，实现 施工和安全管理的科学化、智能化、信息化目标。
隧道施工视频监控子系统
系统通过在隧道施工中需要进行监控的 部位（如洞外广场、洞内二衬、掌子面附 近等）安装相应的摄像设备，将现场画面 通过无线网桥、有线（光纤）传输到控制 主机、监控中心或指挥中心等处。并可通 过联网方式，实现远程、异地查看施工现 场实时情况的目标。
视频监控子系统采用先进的视频压缩技术、 无线传输技术以及数字视频软件管理技术有机结 合。视频监控子系统物理上由前端、传输、监控 中心三部分组成。前端负责图像、报警信号的采 集，并经过视频服务器编码转换为数字信号。传 输部分用无线网桥或光纤将数字信号以无线的方 式发射、接收、汇集到监控网络。监控中心采用 多级架构技术，分散监控，集中管理，查看实时 图像的同时，并且对每路图像实时录制。
智慧工地隧道施工可视化管理 -----人员定位
隧道施工安全问题
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自十一五以来，我国加大了基础设施的建设力度，铁
路、公路的建设规模逐步加大，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，长、大型隧道越来越多。隧道的施工不同于路基、
桥涵等工程，其不可预见因素太多，其施工中遇到的安全 隐患也是最多的。
主要设备照片---前端视频采集单元
• 隧道口球形摄像机
• 隧道外部枪式摄像 机
主要设备照片---前端视频压缩编码单元
单路WI-FI视频服务器
监控中心监控画面
主要设备照片---前端视频采集单元
无线视频安全帽
主要设备照片---前端视频采集单元
无线视频安全帽
主要设备照片---前端视频采集单元
主要设备照片---前端视频采集单元
三脚架式无线摄像机，可以根据隧道开挖的进度随时灵活移动位置，锂电供电，方便部署
主要设备照片---前端视频采集单元
来自百度文库
无线链路
天线
无线接 收端
无线 网桥
无线链路
无线 网桥
监控中心
• 主监控室采用1台网络视频录像机来显示前端监控 图像。将经过无线传回的信号接入网络视频录像 机，录像机接一台显示器，将图像直接输出，从 而实现网络视频录像机对每路图像的实时录像并 实时监控。另外，可配一台管理主机，加上网络 版视频软件后，可随时查看、管理任何一路视频。
隧道施工安全管理系统结构示意图
隧道施工人员定位子系统
隧道施工人员定位子系统由读卡器、芯片、 软件系统三部分组成。洞内安装读卡器，位置分 别为距洞口和距掌子面相应位置。
系统的核心功能 • 动态显示功能
任一时间查询并显示某个区域人员的身份、数量和分 布情况。
查询一个或多个人员现在的实际位置、活动轨迹。
• 设置报警功能
系统能够根据施工管理的需要通过设置警戒区域。例
如：在隧道内进行爆破时，将距爆破作业面某段距离设置 为警戒区域，如果有非授权人员在该时间段进入警戒区域， 系统自动报警。
• 查询统计功能
施工人员查询
工人分布查询
未到达区域查询
施工人数统计
区域人数统计
• 考勤管理功能
部门考勤查询
员工考勤查询
中间传输部分
• 由于监控区域较大，监控点分布广泛、数据传输工作复杂，所以采用现代高 新技术，视频压缩与合理的传输方式。将前端转换好的网络信号全部汇集到 监控中心，是传输部分的主要任务。
• 采用有线与无线相结合的传输方式，合理配置网络结构，在保证系统稳定运 行的基础上尽量节约成本，达到性价比最高。
无线客 户端
2、保存施工过程影像资料，供以后存档备查。也可作为安全事故 突发时的影像记载，供施救人员参考，将会为施救工作提供莫大的 帮助。
3、系统可对隧道施工作业人员进出的有效识别，实现施工人员分 布的可视化，并使施工人员管理充分人性化、信息化和高度自动化。 4、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。
系统的安装布置示意图
隧道施工视频监控子系统构成
• 1、前端部分 • 2、中间传输部分 • 3、监控中心
前端部分
• 前端的设备根据不同的场所和要求，可安装枪式 摄像机，或者带云台的球型摄像机，经过编码器 编码后，传给控制中心。
在隧道内，由于 没有3G信号 ，可以采用 COFDM绕射 设备，传输距 离可以达到2 公里左右。在 隧道内放置无 线指挥箱，把 信号传输到项 目部，对于隧 道爆破场合， 可以做成防爆 摄像机。