第一章引言

　　隨著國家經濟的迅速發展，我國的隧道建設更是日新月異。由于城市地鐵、鐵路隧道和高速公路隧道改善了路線技術指標、縮短了路程和行車時間，提高了運營效益，因此國家在不斷加大隧道的建設力度;然而隧道建設的造價高、運營管理相對復雜，所以各地對隧道的建設都十分重視，不敢掉以輕心。

　　目前的遠程信息管理系統往往只是對行政和技術文件的管理，而無法實時地獲取施工信息，更不能對施工現場和施工人員的信息有一個全面、及時、準確的掌握，從而導致很多事故的發生。為此各級政府高度重視工程建設安全生產問題，并采取一系列措施不斷加強安全生產工作。如何改變目前隧道施工過程安全監管落后的管理模式，實現管理的現代化、信息化、智能化，成為管理者研究的重要課題。

　　因此，能夠實現災害預防、事故救助、信息化管理等先進的管理手段將是隧道安全建設的必然選擇。

　　1.1 公司優勢

　　蘇州陸禾電子科技有限公司，成立之初就以隧道安全系統應用為重點研究方向，成功研發了“LOHO-ITMS隧道人員安全系統”，并成功在市場上投入應用，并取得相當不錯的成績，贏得了各隧道建設單位、業主的認可。

　　公司與中鐵、中建、中交集團旗下合作企業共達30多家(如中鐵一局、中鐵四局、中鐵五局、中鐵十二局等等)，其中系統集成商未計入在內;成功在全線鐵路隧道鋪開建設該系統的達6條;總共在開挖隧道中建設使用200多條，其中雙洞隧道按2條來計算;

　　以下列舉部分成功案列(合作單位以及建設的隧道名稱或洞口名稱)

　　中隧三處 杭州秋實路半山隧道

　　中隧集團 杭州慶春路過江隧道

　　中鐵十六局 杭州江干區建華地鐵站

　　中鐵十七局 湖州隧道

　　浙江省交通工程建設集團 景寧縣云景高速隧道

　　中隧一處臺車分公司 重慶豐都隧道

　　中鐵二十四局 福建武夷山隧道

　　中交一公局 甘肅天水隧道

　　中鐵二十五局 江西井岡山鵝嶺隧道

　　中鐵一局四公司 云南紅河州蒙自縣蒙河鐵路

　　中鐵一局五公司 云南紅河州屏邊縣蒙河鐵路

　　中鐵十七局 四川廣元隧道中鐵十六局

　　上海軌道交通13號線隧道

　　中鐵十八局 青海海東民和縣蘭新鐵路甘青段二標段隧道

　　中鐵十局 韶關市贛韶鐵路隧道

　　中鐵十六局 上海青草沙凌橋支線C3標隧道

　　中鐵十七局 蘇州輕軌1、2號線隧道

　　2.2 系統簡介

　　本系統著重解決施工人員進出的自動化識別，替代“人工翻牌進洞”的管理。并綜合隧道管理各項資源，在保證既定的系統功能正常應用的前提下，利用先進技術對系統進行整合利用，包含人員進出管理、LED大屏顯示等。最大限度的利用資源將隧道工作、管理提升到更搞水平的管理平臺上。

　　3.3設計原則與依據

　　總體設計原則

　　確保當前施工隧道的安全，同時不影響當前施工隧道的工作

　　以客戶的需求為基本原則，并充分結合現有成熟完善的技術進行設計。

　　隧道人員進出安全管理系統是一個涉及傳感技術、LED顯示技術、射頻識別技術等多方面領域的先進技術，因此總體方案設計必須具有可靠性、安全性、先進性、靈活擴充性、經濟實用性、操作和維護的方便性，更要具有前瞻性的建設全局統一管理的平臺。

　　在規劃設計過程中，系統設計以保障安全生產、提高企業效率，提升企業管理品質為目標，以高質量服務管理者和使用者為基本原則和設計思路。

　　硬件設計原則

　　系統的硬件設計和選型應該遵循如下原則：

　　先進性：系統硬件應具有先進性,避免短期內因技術陳舊造成整個系統性能不高或者過早淘汰。

　　可靠性：在充分考慮先進性的同時,硬件系統應立足于用戶對整個系統的具體需求，應優先選擇先進、適用、成熟的技術， 最大限度地發揮投資效益。

　　開放性：計算機網絡選擇和相關產品的選擇要以先進性和適用性為基礎,同時考慮兼容性。

　　擴充性：系統數據采集設備采用模塊化結構和總線通信方式，在系統規模擴展時，不需較大的改造，增加相應的模塊即可。

　　軟件設計原則

　　系統的軟件設計和選型應該遵循如下原則：

　　可靠性和安全性：系統軟件應具有很高的可靠性和安全性。

　　易用性：系統軟件應操作方便,采用中文圖形界面。

　　標準化：系統軟件應符合國家、行業標準以及國際標準,便于多次升級和支持新硬件產品。

　　可擴充性：系統軟件應具有可擴充性。采用面向對象的結構設計，具有一定的靈活性、可操作性和可擴展性。在今后業務發生變化時，模塊的增加和對模塊的修改不應對其他模塊產生影響。

　　為確保整個工程的質量，總體方案設計原則需要達到上述可靠性、安全性、先進性、靈活擴充性、經濟實用性、操作和維護的方便性的高度統一。

　　設計依據標準

　　設計標準、依據嚴格遵守國家或部委或地方相關的執行標準

　　GB/T 2887-2000　電子計算機場地通用規范

　　YD/T 1666-2007 遠程視頻監控系統的安全技術要求

　　GB 10111-1988 利用隨機數骰子進行隨機抽樣的方法

　　GB/T 12758-2004 城市軌道交通信號系統通用技術條件

　　YD 5079 通信電源工程安裝規范

　　GBJ79-1985 工業企業通信接地設計規范

　　GB50168-92 電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規范

　　GA/T75-94 安全防范工程程序與要求

　　GA/74-94 安全防范系統適用圖形符號

　　GB50054-95 低壓配電設計規范

　　國家信息產業部YD/T926-2001標準

　　以太網10Base-T標準

　　以太網100Base-T標準

　　我單位綜合管理、施工技術、技術水平以及類似工程施工中的經驗和工法成果等

　　第二章 系統組成及工作原理

　　1.1 系統組成

　　隧道綜合應用系統主要有人員進出管理系統、LED顯示系統以及通訊系統組成。

　　人員進出管理系統 進出自動識別管理

　　系統遠程管理

　　LED顯示系統 LED大屏顯示

　　通訊系統 網絡傳輸部分

　　無線傳輸部分

　　其他線纜傳輸部分

　　2.2 系統應用總體平臺擴展架構

　　◇ 以本地系統為基礎，實現各功能模塊數據通信;

　　◇ 可以擁有遠程中心，可實時查詢當前隧道的相關安全信息;

　　◇ 采用包括前端工點監控、中間通訊層、后臺調度監控的三層體系架構

　　◇ 前端工點監控(人員進出定位管理系統、視頻監控、人員/車輛門禁管理)以及后臺調度(遠程 中心機房、服務器以及部分外部對接平臺)采用B/S應用架構。

　　3.3人員進出定位管理系統

　　人員進出管理系統主要為人員進出信息管理。主要有監控主機、讀卡基站、人員識別卡、傳輸數據接口轉換器等。

　　監控主機(現場服務器)：獨立計算機，負責整個系統設備及人員檢測數據的管理、通訊、統計存儲以及屏幕顯示、查詢打印、畫面編輯、網絡通訊等任務。

　　讀卡基站(讀卡器)：實時采集接收人員卡的信息，并及時通過通信線路實時反饋到系統當中。可以分為定位基站和識別基站。

　　人員識別卡：編程有全球唯一的識別碼，僅提供給讀卡基站去識別，一般在安全帽上安裝或是身上佩戴，健康認證，安全可靠

　　傳輸數據接口轉換器：包括一些信號轉換器，主要實現對信號的轉換以便系統更好的接收處理數據

　　大致原理圖如下

　　進出系統：在每個施工隧道口內裝2臺讀卡器。1臺讀卡器裝在隧道洞口的入口處，另一臺讀卡器裝在洞口往里200米(隧道不足時建議不小于100米)處，然后給每一位施工人員或是相關需要進出隧道的人員的安全帽上安裝人員電子標簽。當人員佩戴安全帽進出隧道時，內置的電子標簽發出的信號，可以被讀卡器獲取到，讀卡器根據讀到卡的先后順序來判斷施工人員的進出情況，施工人員何時進、何時出、洞內有多少作業人員都能反映到系統軟件中，同時，利用現場安裝的大型LED屏幕，可以將相關進出隧道的人員信息顯示到大屏幕上，使隧道進出人員情況一目了然。施工人員將該系統考勤卡佩戴在安全帽內側，無須主動刷卡便能實現自動考勤，方便省力、準確度高。

　　4.4 LED顯示系統

　　將LED大屏幕安裝在施工入口附近，靠近門房或是值班室為佳，用于實時顯示地鐵施工人員的信息，使管理先進化，透明化。顯示的內容包括：標簽號，姓名，時間，總人數等，使領導及監管人員不用下到隧道下面去，也不必查看監控室電腦就能及時了解隧道內施工人員情況。有了該LED大屏幕顯示系統不僅可以使洞內各區域內施工人員信息形象、直觀、一目了然的體現出來。而且，在開現場會時，也可以在大屏幕上顯示各種歡迎標語、宣傳標語;在平時可以通過大屏幕提示施工人員注意施工安全，在有高溫、霜凍等惡劣天氣時可以及時進行溫馨提示。這些都能充分體現隧道施工項目部管理上的人性化、現代化、科學化。

　　系統組成：服務器、同步系統卡、LED顯示屏

　　服務器：主要實現對顯示內容的編輯，控制

　　同步顯示系統卡：系統的核心部分，同步實現電腦與LED屏的顯示內容。對信號進行編譯傳輸

　　LED顯示屏：由32X16 led燈點(P10單紅)陣組成的模組拼裝而成，根據實際情況可以選擇拼裝的大小

　　LED大屏系統原理圖

　　第三章 系統功能特點

　　1.1 核心功能特點

　　本系統遵循"統一發發卡、統一裝備、統一管理"的原則，按準許隧道洞內工作人員和班組實行"一人一卡"制，該感應器可視為"上崗憑證"或"隧道準入證"并可配合相關制度政策，以便更好發揮利用系統的優勢。

　　(1)自動翻牌：

　　施工人員進出無需手動翻牌，進出自動登記;

　　(2)自動刷卡：

　　施工人員進出無需手動刷卡，全自動識別;

　　(3)實時在線：

　　施工人員進出實時在線顯示，查看簡單方便;

　　(4)歷史查詢：

　　施工人員進出記錄全程記錄保存，隨時可以調取歷史記錄信息

　　歷史存儲數據體積小，正常可以保存一年以上或更長時間;

　　(5)報表打印：

　　施工人員進出記錄可以根據需要報表打印，供備份查詢

　　(6)災后急救：

　　一旦發生相關事故險情，上位機可以立即顯示當前隧道人員信息，可以提高搶險效率和救護效果;

　　(7)其他拓展功能(可定制)：

　　人員定位;

　　車輛管理;

　　定位軌跡;

　　危險區域限入報警

　　危險氣體監測

　　2.2 系統特點

　　1、安全、穩定性高：健康資質認證，具有防爆防塵、抗干擾的特點

　　2、多卡快速識別：50米范圍內可同時識別100個卡信息，識別物體速度可達到200公里/小時

　　3、適應性強：可以配合現在各種傳輸網絡比如光強、以太網、485總線等

　　4、豐富的查詢報表：最大程度上方便管理人員操作

　　5、遠程接入：可以在任何一臺可以上網的電腦上遠程查看某條隧道的實時情況，無須到現場。

　　6、視覺性強：通過外置的超大LED屏幕顯示，可以隨時知道目前洞內現在有多少人，這些人是誰

　　第四章 軟件功能

　　1.1 概述

　　隧道人員進出管理系統軟件為公司自主開發。采用目前先進VC.net開發平臺，結合功能強大的SQL SERVER數據庫。基于B/S結構的網絡監控軟件，可通過IE瀏覽器在網絡上瀏覽、查詢、打印施工人員定位及考勤管理等相關信息，同時根據權限的不同，可以進行相關權限下的限制操作等，保證系統穩定運行

　　2.2 功能描述

　　目前隧道人員安全進出管理系統集成了人員進出管理，定位管理，歷史軌跡查詢以及LED顯示四大功能于一身，實時監測隧道內部人員和或其他監控物體的動態分布情況、數量以及其所在的位置，同時具有選擇跟蹤、實時跟蹤、位置查詢和個人定位等功能。

　　選擇跟蹤：選擇各部門工種等特定人員，掌握其在現場的工作情況

　　實時跟蹤：實時顯示隧道內部各人員的位置狀態及其來源地。能夠清楚地反映其活動情況

　　位置跟蹤：選定某個監控段或是監控點，可以顯示此段區域內的人員或車輛分布情況

　　個人定位：顯示特定人員的運動軌跡，并可顯示其歷史運動方向

　　考勤統計功能

　　通過對進出隧道的工作人員的出、入時間以及在隧道各區域的停留工作時間的記錄與統計，完成對全區個人、部門以及干部的考勤信息查詢、統計

　　按照要求輸出各種信息報表(如：時間報表、出勤月報表等)

　　LED大屏顯示

　　同步顯示系統各監測數據，更直接更形象

　　可以進行豐富的節目安排，人性化極高

　　上手容易，簡單易懂，操作性方便快捷

　　員工管理功能

　　員工管理功能 ：員工的增加、刪除、修改和查詢

　　硬件信息管理功能：對讀卡器基站站、分站名稱進行管理，對人員識別卡信息進行錄入

　　實時報警功能

　　具有告警信息實時顯示及歷史告警查詢功能，告警內容包括讀卡器基站故障、卡電池電量不足、危險區域超時、禁區闖入等重要內容

　　安全監測功能

　　跟蹤安全監測人員在隧道內的運動軌跡，記錄他們在各區域及各監測點的停留時間，從而保證安全監測工作的嚴格執行

　　區域禁入管理功能

　　當有非授權人員進入一些重要地方、或是危險場所等禁止進入區域時，系統給出提示和警告，同時將相關信息記錄保存

　　緊急事件協助處理功能

　　萬一當隧道發生緊急事件時系統可以及時對丟失人員進行統計，查詢事故現場附近的人員信息，快速確定人員的準確位置，以便及時有效地開展搜救工作

　　歷史數據的查詢和報表打印功能

　　可對隧道人員定位、人員跟蹤、考勤統計、安全監測管理、系統運行管理等信息進行長期保存，并可方便地查詢歷史記錄。

　　能按時間、部門等對信息進行查詢和打印

　　信息聯網功能

　　通過建立WEB服務器，可以以瀏覽網頁的方式實現信息共享，客戶端無須另加任何軟件，提供WEB瀏覽器方式訪問，保證遠程用戶可以及時的了解和掌握現場的實際情況，進行未來生產工作安排和指導