隧道人员定位监控系统双向卡.docx
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隧道人员定位监控系统双向卡
隧道人员定位监控系统
方案
版本V2.0
山东科一力电气有限公司
1概述
1.1系统背景
铁路是国民经济的重要命脉，由于其特有的灵活性和优越性，发挥着其他运输方式不可替代的作用。
隧道是铁路工程结构的重要组成部分之一，随着技术的不断发展，隧道建筑规模越来越大，长度越来越长。
然而隧道规模越大，技术难度也相应加大，由于其施工环境复杂，风险相对较高，管理难度较大，因此施工人员的安全问题永远是隧道施工的重中之重。
在现阶段，隧道施工过程中，有越来越多的农民工参与其中，由于其所经受得培训少、缺乏施工经验等原因造成施工过程中安全意识淡薄，而现有的管理系统无法实时地获取施工信息，更不能对施工方信息和施工人员有一个全面、及时、准确的掌握，从而导致很多事故的发生。
如何改变目前隧道施工过程中安全管理落后的管理模式，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，借助以信息采集处理、无线数据传输、网络数据通讯等多学科技术综合应用为一体的自动识别信息技术产品。
济南科一力软件工程有限公司自主研制出“隧道施工人员定位监控系统”，为隧道建设安全管理提供了崭新的安全管理理念。
1.2系统简介
隧道施工人员定位监控管理系统能够自动感知隧道施工人员进出隧道的情况和人员在隧道中的位置，随时统计隧道内施工人员数量、位置及身份，实现考勤、自动管理、自动定位。
当遇紧急情况时，隧道施工人员可以向外发送携带有求救信息的射频信号，其信息可被分站接收，并上传给控制室计算机，系统软件进行报警提示，实现信息联动，救援人员也可根据隧道施工人员，迅速了解有关人员的基本情况，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系统工作原理及系统设计
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装无线数据接收器，施工人员随身携带人员识别标识卡，人员识别标识卡不断地发射载有目标识别码的无线电射频信号，当施工人员进入到无线数据接收器读取范围内，接收器接收到人员识别标识卡发来的载波信号，经过无线数据接收器接收处理后，将信号进行分析、处理，并通过CAN总线方式将信号发送到洞口的通信接口装置，再转换成RS232信号送给洞口监控室计算机，系统软件自动进行数据分析处理后，将进入隧道施工的人员身份、部门、进出时间等显示到LED屏上去，从而实现隧道施工过程中的自动化管理。
2.2系统设计
图2-1隧道人员定位监控系统设计图
项目部监控室：
在项目部中心，有一个监控室，监控室具有监控电脑；在指挥中心装一个LCD屏，可以显示施工现场的基本情况，也可以播放企业文化，广告等。
它指挥中心的LCD屏与监控里的电脑连接，可以播放每个隧道口里的基本信息。
监控室的电脑可以通过网络与其它项目部的电脑通信。
所以就可以实时知道施工现场的基本情况（总指挥处要有网络）。
洞口监控室：
每个隧道洞口工地都有一个监控室，此电脑上装有考勤定位系统。
当洞口监控室的电脑和项目部网络连通时，考勤定位系统可以被远程防问，查询某隧道洞口的施工人员具体工作情况。
在洞口监控室的外面具有一个单色的LED大显示屏，它与洞口监控室的电脑连接，实时显示隧道内施工人员的基本信息（姓名，职务，进入时间，总人数等）与隧道内部的温湿度等情况。
3主要硬件设备简介
3.1工控机
工控机：
P4/2.6G、512M内存、80G硬盘、19，液晶、双串口。
系统软件：
网络版C/S结构。
操作平台：
Windows2000。
数据库：
SQLServer2000。
3.2通讯接口
（1）主要功能
接收无线数据接收器发送的本安信号，转换成非本安信号发送给主计算机。
接收中心站发送的非本安信号，转换成本安信号发送给井下无线数据接收器。
实现本安和非本安电路的电气隔离。
（2）技术参数
供电电压：
交流220V50HZ
传输信号方式：
CAN总线通讯方式。
传输距离：
大于8Km。
信号传输方式：
双向主从半双工
通讯速率：
4800
3.3无线数据接收器
（1）主要功能
无线数据接收器与标识卡之间采用单向传输方式；无线数据接收器接收标识卡发射的数据并暂时保存。
当中心站发出指令后,无线数据接收器通过CAN总线将数据分包上传。
无线数据接收器上的绿、黄、红色信号指示灯闪烁表示读卡、警告、撤离。
无线数据接收器兼容中继功能
（2）技术参数
额定工作电压：
DC12V
额定工作电流：
350mA
允许波动范围：
DC11V～DC13V
信号形式：
CAN总线方式
通讯速率：
5000bps
信息存储量：
≤10000条记录
工作频率：
2.4Ghz
接收灵敏度：
≤-80dBm
与标识卡可靠通讯距离：
≥50m
同时读卡数：
≥200个/s
3.4标识卡
（1）主要功能
长距离无线标识卡是标识下井工作人员身份的电子标签，由施工人员进入隧道随身佩带。
它是一种有源射频标识卡，采用本安电路设计。
该产品最大特点是：
可以传输人员状态信息、发送紧急求救信号、接收紧急撤离指令，多个标签可在较大的范围内同时被识别，并具有无线微功率、稳定可靠等优点，同时体积小便于携带或安放。
（2）技术参数
额定工作电压：
DC3V
工作频率：
2.4GHz
调制方式：
GFSK
传输方向：
单向
发射功率：
-30dBm±15dBm
编码范围：
1-60000
电池寿命：
使用寿命可达2年。
3.5信号线路避雷器
（1）主要功能：
该产品专用于工业控制数据通信线路对计算机等办公设备保护，还可用于电流环中的传感器、二次仪表的保护；能抑制来自信号线上的感应雷电波，以保护系统设备免遭感应雷击。
（2）技术参数
标称导通电压Un：
12V
冲击放电电压Uimp：
≤800V
限制电压Ui：
≤60V
标称放电电流In：
5KA
3.6通讯线缆
分站与井上通讯接口之间的传输介质选用在安标证有效期内的矿用阻燃通讯电缆。
电缆型号：
MHYVR1×2或MHYVR1×2
电缆规格：
2×2×7/0.52
标称截面：
1.5mm2
分布电阻：
≤12.8Ω/Km
分布电容：
≤0.06μF/Km
分布电感：
≤0.8mH/Km
4系统功能及特点
4.1系统功能：
Ø人员进出登录功能：
自动记录所有进出隧道施工人员的的出入时间，有利于管理人员准确、及时地掌握在隧道中施工人员的人数，便于及时发现问题，保证安全施工。
Ø特定区域（危险区域）登录功能：
记录进入危险区域的人员和时间，并同步在值班管理室的系统计算机和LED屏上显示，便于管理人员时刻掌握危险区域人员情况，保证施工人员安全。
Ø安全报警功能：
系统具有人员进入隧道超时报警；洞内值班带班人员发现紧急状况紧急呼叫，系统将自动提示值班管理室内的值班人员，便于及时处理问题。
Ø网络查询功能：
该系统实现与指定局域网的无缝对接，实现远距离对系统数据管理和各部门对系统信息数据资源共享和管理。
Ø日常管理功能：
对于进出隧道的所有人员，进行工作超时、人员清点和考勤管理，实现隧道施工中的排班管理和专业化考勤等。
Ø紧急救援（撤离）功能：
一旦发生紧急情况，监控机立即显示出现场地点的人员数量、人员信息，人员位置等信息，双向可以发送紧急救援或者撤离信息，大大提高了安全系数、抢险效率和救护效果。
Ø数据信息实时上传：
隧道施工现场的人员信息、工程进度等数据信息可实时上传至中国铁路总公司信息中心，实现隧道工程的远程监管。
4.2系统特点：
1）硬件的优势和特点：
Ø高度的识别率：
100%的前端识别率，施工人员只要携带2.4G标识卡（除非坏掉），就能被装在附近的读卡器读到。
Ø识别距离远（0-80米）：
在隧道里面可达到80M的稳定距离，在这个范围内都会读到标标识卡的信息。
Ø极高的防冲突性：
每个检测点可最多同时识别200个施工人员
Ø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。
Ø快速的识别速度（最快可达到200公里/小时的识别速度）：
就是对动态的标签卡也能认识到。
Ø标识卡电池使用寿命长：
标识卡电路板采用节能化设计方法，一次性电池寿命超过3-4年，比同类标识卡耗电量下降了20%。
Ø完备的应用技术检测:
为了保证标识卡正常工作，对于损坏的或非正常工作标识卡，隧道人员安全监控信息系统专门设备进行报警，提示及时处理。
Ø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，监控中心可以向标签发信息。
2）软件优势和特点：
Ø软件全中文菜单，具有良好的操作界面
Ø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，
Ø可对施工人员、部门以及干部进行分类查询，并且按要求输出各种信息报表。
5软件系统功能
5.1登录功能
5.2员工信息增加
5.3信息导入
5.4信息查询
5.5员工管理
5.6隧道定位实体图
5.7隧道进出口设置
5.8数据管理分析
5.9员工信息的查询
5.10施工人员定位信息显示
6典型人员定位系统配置主要设备清单
设备名称
型号规格
数量
单位
备注
无线数据接收器
TSAQ-F
3
台
标准配置，根据项目具体要求进行配置。
通讯接口
TSAQ-J
1
台
标准配置，根据项目具体要求进行配置。
本安型标识卡
TSAQ-K
200
个
标准配置，根据项目具体要求进行配置。
专用电源
TSAQ-D
3
台
标准配置，根据项目具体要求进行配置。
计算机
启天M4360
1
台
标准配置，根据项目具体要求进行配置。
管理系统软件
1
套
标准配置，根据项目具体要求进行配置。
通信线缆
MHYV1×2×7/0.37
500
米
标准配置，根据项目具体要求进行配置。
LED屏显示系统
P10
1
套
标准屏为3.27*0.87，根据项目具体要求进行配置；
包含屏与电脑对接软件、网线、电缆。
附件
绝缘胶带
2
卷
标准配置，根据项目具体要求进行配置。
附件
防水胶带
1
卷
标准配置，根据项目具体要求进行配置。
配件
标识卡托
220
张
和标示卡配套使用，一般多配几个；
标准配置，根据项目具体要求进行配置。
附件
扎带4×200
1
包
标准配置，根据项目具体要求进行配置。
附件
铆钉枪
1
把
标准配置，根据项目具体要求进行配置。
配件
铆钉3.2mm
1
盒
标准配置，根据项目具体要求进行配置。
附件
钻头3.2/3.5mm
2
个
标准配置，根据项目具体要求进行配置。
附件
手电钻
1
把
标准配置，根据项目具体要求进行配置。
配件
水晶头RJ45
10
个
标准配置，根据项目具体要求进行配置。
配件
网线超五类
100
米
标准配置，根据项目具体要求进行配置。
附件
插排2×4位
2
个
标准配置，根据项目具体要求进行配置。
配件
插头三位
2
个
标准配置，根据项目具体要求进行配置。
附件
内六方M6
1
个
标准配置，根据项目具体要求进行配置。
注：
设备和配件的数量，可根据项目的具体情况确定。
7技术支持与服务内容
7.1技术报务
a.测试期内：
在测试期内系统如果出现故障或不能工作，要及时向我们反馈，我们会提供免费服务以及必要的设备更换。
b.保修期内：
从系统验收之日起，系统进入售后技术服务期，我方提供一年的免费售后技术服务，并提供终身有偿服务。
在保修期内，若设备出现问题，可以进行更换。
若系统出现问题，我们可以通过远程和电话进行技术服务，有必要的话，我们可以免费上门维修。
c.保质期后：
终身免费维修，但是要收取器件的成本和来往的运输费用，若是上门服务要为我公司技术人员提供食宿以及差旅费。
7.2 人员培训
为了使整个工程能更好的使用，我公司制定了相应的培训计划。
a.培训时间安排：
在项目安装完毕后，对负责该项目的技术人员进行培训（时间为1-3天）。
b.培训：
项目理论的培训：
包括整个系统的原理、用到的技术进行培训。
实践培训：
操作过程要注意的问题，紧急处理培训。
维护培训：
要不定期的对系统进行维护，培训他如何维护。
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