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1、隧道安全综合监测系统解决方案隧道人员精确定位系统方案建议书目 录前 言 31. 系统简介 41.1. 系统概述 41.2. 系统基本功能 41.3. 拓展功能 51.4. 系统特点 52. 系统设计方案 82.1. 设计原理 82.2. 设备布置规则 82.3. 设计依据 102.4. 设计原则 102.5. 设备布置图 113. 系统技术规格 114. 系统组成 144.1. 系统示意图 14前 言自十一五以来，我国加大了基础设施建设力度，中国交通建设事业进入了快速发展轨道。尤其在高速公路、铁路、城市轨道方面的建设突飞猛进。在公路、铁路建设方面，道路建设路线逐渐由平原、微丘向山区高原挺进，隧

2、道、桥梁等结构物占线路的比重越来越大，隧道建设工程数量持续增长；在城市轨道建设方面，地铁具有节省土地、减少噪音、减少污染、节省资源等优点，成为各城市解决拥堵、提升城市交通运输能力的重要手段。由于隧道及城市地铁建设的造价高、运营管理相对复杂、施工环境恶劣、事故发生频率较高，常要求对隧道中人员数量进行统计、对施工现场环境进行监控。目前市场上隧道安全监控系统中都没有与外界直接通话的无线通信系统，在遇到突发事故，如崩塌、涌水涌泥等事故，不能及时向隧道监控室汇报，很容易贻误抢险时机。如果有无线通信系统，施工人员在隧道中工作，可随时将隧道的掘进和安全情况汇报到隧道监控室，便于调度和及时处理突发事故。当遇到

3、隧道突发事故，对隧道施工人员的抢救缺乏可靠的位置信息，也缺乏语音通信手段，抢险救灾、安全救护的效率仍然不高，效果不理想。由于通信网络不畅，通信手段单一，网络承受能力差，往往造成领导层信息不畅通，指挥不足，数字不准，不利于事故的抢险，极易造成事故损失的扩大。隧道对利用相应的人员跟踪定位设备，全天候对施工人员进行实时自动跟踪和考勤，随时掌握每个员工在隧道的位置及活动轨迹、全隧道人员的位置分布情况等需求迫切。深圳翌日科技致力于隧道安全建设，通过深入研究我国隧道现状，推出了“高精度隧道安全综合监测系统”。1. 系统简介1.1. 系统概述翌日隧道安全综合监测系统利用先进的ZigBee无线技术，结合隧道安

4、全施工企业的技术要求和安全标准而设计，由KJ571人员定位系统、LED同步控制系统及视频监控系统三个子系统组成 。1.2. 系统基本功能1.2.1. KJ571人员定位系统通过给隧道人员佩带定位卡，地面监控人员可在隧道地图实时观测到所有隧道人员的真实分布情况、数量、姓名，可对人员进行区域定位。同时可进行人员考勤管理。1.2.2. LED同步控制系统LED同步控制系统从监控主机调取实时监测到的人员信息数据，实时显示于LED大屏幕上，显示的内容包括：姓名，工种、部门、进入隧道时间，使管理先进化，透明化。1.2.3. 视频监控系统使用隔爆摄像仪录像，以图像方式直观实时监控掘进面、锚喷面等关键生产环节

5、工况。1.3. 拓展功能1.3.1. 无线通信系统为井下人员配备手机，实现井下与地面的内部免费通信。手机之间可互相通话、收发短信，也可井上、井下的固定电话通话。调度中心可与多部手机同时进行通话，可向手机发送短信。系统还支持手机与外线电话的通话。1.3.2. 环境监测系统可方便扩展能监测瓦斯、CO、风速、温度的环境安全监测系统。1.3.3. 数据共享可提供接口与隧道现有办公自动化和人事管理系统联机运行。1.4. 系统特点1.4.1. 精确3M定位全国独有的信号飞信时间定位技术，保证调度中心随时可以知道每个人的具体位置。发生事故时可迅速锁定人员遇难地点,为救援赢得时间。经井下实际测试，96%的误差

6、都在5m之内。1.4.2. 多网合一、高效灵活人员定位系统和无信通信系统共用一套主要设备（信息传输分站、线缆或光缆、电源等），并可在现有基础上直接扩展LED同步控制系统，同样共用主要设备，节省大量成本。后续升级扩容也非常方便，只需要增加相应的终端设备。1.4.3. 信号全覆盖信息传输分站无线覆盖距离可达500米，通过若干信息传输分站就可以保证隧道信号全覆盖。1.4.4. 人员定位独有的定位技术，保证调度中心随时可以知道每个人的区域位置。发生事故时可迅速锁定人员遇难地点,为救援赢得时间。1.4.5. 高速不漏卡ZigBee特殊的碰撞避免策略以及灵活的随机算法保证高速不漏卡。经实践证明200张以6

7、0km/h的速度同时经过一个读卡主辅站时不发生漏卡现象。1.4.6. 自动无线切换当信息传输分站和信息传输分站之间的线缆中段时，系统自动上报链路信息。并同时将信息传输分站和信息传输分站之间的传输方式自动切换到无线工作方式。保证定位数据及时传输。1.4.7. 紧急情况下达撤离和求救报警当发生伤害事故时可以按报警按钮，求救信息随时到达监控中心。下达撤离时，撤离信息能及时通知到每个人。1.4.8. 隧道使用通信线缆，维护方便。信息传输分站和信息传输分站之间使用通信光纤或者线缆，维护方便。1.4.9. 单信息传输分站即可实现通信和定位信息传输分站只要通电就可以支持信息传输分站无线覆盖范围内的手机通信。

8、发生涌水涌泥时即使某个信息传输分站被淹，其余信息传输分站任可组成通信网络，继续通话和定位。1.4.10. 监控中心向隧道群发短信支持监控中心向隧道内所有手机群发短信。当发生事故时，可以通过群发短信告知事故及最佳逃离路线。2. 系统设计方案2.1. 设计原理首先根据企业实际需要结合隧道区域现场具体情况，放置一定数量的本安型信息传输分站/读卡主辅站。典型情况下在隧道入口及锚喷面附近各放一台信息传输分站，可保证网络覆盖范围内无线通信；在隧道口附近放置一个读卡主辅站，隧道内放置一个读卡主辅站，可实现3米精确考勤管理。为需要定位的人员佩带一个 本安型定位卡，当人员进入隧道以后，只要在隧道网络覆盖范围内，

9、在任何时刻任意一点 ，信息传输分站都可以感应到信号，并上传到信息工作站，经过软件处理，得出各具体信息（如：是谁，在哪个位置，具体时间），同时可把它动态显示（实时）在监控中心的电脑上或隧道外的LED大屏幕上，并作好备份。监管人员可随时了解隧道中人员的状态。管理者也可以根据电脑上的分布示意图查看某一区域，计算机即会把这一区域的人员情况统计并显示出来。管理者能实时的观察到隧道内工作人员的即时区域位置，实现隧道内人员区域定位。另外一旦隧道内发生事故，可根据电脑中的人员定位分布信息马上查出事故地点的人员情况，以便帮助营救人员以准确快速的方式营救出被困人员。一旦隧道内发生突发情况，隧道内人员可通过所携带的

10、定位仪（识别卡）发出警报。 隧道内人员只要按定位仪上的报警按钮即可发出报警。在监控室的动态显示界面会立即弹出红色报警信号。再为需要人员（如当班领导、班组长等）佩备一部本安型手机，当人员进入隧道以后，只要在隧道网络覆盖范围内，就可方便地实现隧道无线手机通话功能。2.2. 设备布置规则2.2.1. 信息传输分站的位置设置原则一般设置的位置： 隧道入口处。 隧道锚喷面附近。特殊设置位置：特定需要的检测位置。2.2.2. 读卡主/辅站的位置设置原则一般设置的位置： 第一个读卡主/辅站安装在隧道口附近。 第二个读卡主/辅站安装在隧道内处。特殊设置位置：特定需要的检测位置。2.2.3. 电源位置设置原则信

11、息传输分站供电原则：一台本安电源给一台信息传输分站供电。2.2.4. 布线的规则通讯线采用的最短布线规则。信息传输分站的通信线最好布在隧道安全逃生管道中，接近锚喷面预留一定长度的线，以便随掘进面的推进而移动信息传输分站位置。2.3. 设计依据GB4208-2008 外壳防护等级（IP代码）GB/T191-2008 包装储运图示标志GB/T 2423.1-2001 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验A：低温GB/T 2423.2-2001 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验B：高温GB/T 2423.4-2008电工电子产品环境试验 第2部分: 试验方法 试验Db 交变湿

12、热（12h12h循环）GB/T 2423.5-1995 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法试验Ea和导则：冲击GB/T 2423.8-1995 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法试验Ed：自由跌落GB/T 2423.10-2008 电工电子产品环境试验 第2部分: 试验方法 试验Fc: 振动(正弦)GB/T10111-2008 随机数的产生及其在产品质量抽样检验中的应用程序GB/T2829-2002 周期检验计数抽样程序及表 (适用于对生产过程稳定性的检验)GB/T 9969-2008 工业产品使用说明书总则AQ1043-2007 本安产品安全标志标识MT209-90 煤矿通讯、检

13、测、控制用电工电子产品通用技术要求MT210-90 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品基本试验方法MT/T286-92 煤矿通信、自动化产品型号编制方法和管理方法MT 1007-2006 本安信息传输接口MT 1005-2006 本安信息传输分站MT/T 772-1998 煤矿监控系统主要性能测试方法MT/T899-2000 矿用信息传输装置2.4. 设计原则1、人员定位考勤系统信号覆盖隧道口及隧道内区域，对每个人员进行精确考勤及定位每个人员的轨迹和区域位置。2、隧道口及隧道内信号覆盖区域都支持手机通话，支持手机之间快速漫游。2.5. 设备布置图如上图所示：代表信息传输分站，在隧道口及隧道内各

14、布置一台信息传输分站，用于保证隧道口及隧道内无线信号覆盖，实现无线通信；代表读卡主辅站，在隧道口15米左右和隧道内100米左右各布置一套读卡主辅站，用于实现方向定位和进出隧道考勤。3. 系统技术规格3.1.1. 人员定位系统1) 系统能够覆盖隧道大部分区域。2) 系统能可靠识别静态或80Km/h的高速移动目标。3) 单台读卡主站可同时识别200张以上的人员标识卡。4) 人员定位标识卡采用有源工作方式（独立供电），超低能耗设计，一次充电可使用3个月，可充电500次，并具有欠压指示功能，出现欠压报警指示后定位卡可以正常工作3天。5) 系统具有强大实用的隧道人员应急救援功能：A、当隧道内人员遇险时，

15、可触发“求救”按钮，当工人发现隧道塌方、涌水涌泥时，也可通过定位卡按键向监控中心发出对应报警信号，监控中心将及时报警，并可查询显示是谁、在什么时间、什么地点发出的报警B、在隧道内某区域有危险需要撤离人员时，在监控中心的调度人员或系统管理人员可向隧道内危险区域人员群发紧急撤离通知，隧道内人员即可通过定位卡震动或声音、指示灯及时收到“撤离”信号；6) 能准确地统计全隧道及某个区域（如：掘进面）的人员数量。7) 可实时跟踪查询、打印当前及某时间段隧道内人员数量、活动轨迹及分布情况。8) 信息传输分站和人员定位标识卡具有完全独立的发射与接收部件，其核心技术均由嵌入式微处理器和嵌入式软件组成。9) 人员

16、定位标识卡采用高级嵌入式微处理器，在嵌入式软件的控制下，实现编码、解码、通信及信息碰撞处理等功能。10) 系统软件具有人员标识卡电池管理功能。11) 自动识别功能：乘车出入的工作人员无需下车，在车辆进入监测区域后，就可自动完成人员考勤及定位功能。12) 隧道人员定位信息传输分站与监控中心站失去联系时，信息传输分站仍能独立工作，自动存储人员监测数据，当通讯恢复后监控主机可提取数据自动完成数据修复，存储数据不小于2小时。13) 系统在进行实时数据采集时，可进行记录、显示、查询、编辑、人工录入、网络通信等。14) 系统中心站及网络终端可以联网运行, 使网上所有终端在使用权限范围内都能共享监测信息，查

17、询、打印各类数据报表。15) 报警功能：可以对进入隧道人员限制出入时间及地点，如果超过授权时间会触发报警设备发出警示，以便控制人员迅速做出反映，采取安全措施。16) 系统可自动生成人员信息数据库，实现考勤作业的统计与管理等方面的报表资料，提高管理效益。17) 系统具有自诊断功能。当系统中信息传输分站等设备发生故障时，报警并记录故障时间和故障设备，可供查询及打印。3.1.2. 无线通信系统1) 手机与手机之间可以进行通话。2) 手机与隧道外部固定电话之间可以进行通话。3) 手机与手机之间可以相互发送、接收短信。4) 经授权的手机可以拨打、接听外线电话。5) 手机可在多个信息传输分站之间漫游通信。

18、6) 手机可向监控中心发送短信，有预置的短信模板。7) 系统具有实时监控功能，监控界面以不同的图标表示手机的使用状态，可掌握谁与谁在通话以及通话时长、通话地点。8) 系统可存储所有通话记录（通话号码、时间），并可供查询。9) 系统具有外线拔打、接听权限管理功能。10) 控制台可拆断手机之间的通话。11) 系统能向手机单发短信或群发短信。12) 系统可存储所有短信收、发记录（收发号码、时间、短信内容），并可供查询。13) 手机具有通讯录功能，可增加、删除电话号码，可存储50条电话号码。14) 手机具有通话记录功能，可查看“未接来电”、“已接来电”、“已拔电话”。15) 手机具有日期/时间设置、显

19、示功能。16) 手机具有信号强度显示功能，超过信号覆盖区域显示无信号。17) 手机具有自动锁键盘功能。18) 手机可以设置背光时间。19) 手机来电提醒方式可设置：铃声、振动。20) 手机可设置信息提示音、铃音及音量。21) 手机具有充电完成和充电提示功能。22) 手机配有充电器，保证充电良好并具有充电指示功能。3.1.3. LED同步控制系统1) 与监控主机实时通信，调取监测数据同步显示于LED大屏幕上。2) 支持多种显示方式，可根据隧道实际类型进行调整。3) 可显示各种欢迎标语、宣传标语及温馨提示等。4) 最佳视距15-100米，不用到监控中心即可查看隧道内人员信息。5) 播放内容：文字、图片、时钟、温度湿度、表格等4. 系统组成4.1. 系统示意图