地下洞库施工管理监控系统方案

1、地下洞库施工管理调度监控系统1 概述地下洞库施工管理系统是一套根据施工管理需求而开发的系统。系统具备施工进度管理、人员设备调度、人员设备监控、安全事故报警等功能。这套系统基于光纤网络通讯和有源RFID射频识别电子标签。通过遍布巷道的光纤网络，实时传输巷道内的各种图像、声音、人员设备位置到地面管理中心。管理人员通过对巷道内的实时情况精确掌握，作出人员设备的科学调度，安全规避等决策，做到安全施工、科学调度，是地下洞库施工的有效管理手段。2 系统功能2.1 视频图像监控通过设置在地下巷道内的摄像头和综合业务光端机，可以传输地下巷道内的多个视频图像画面到地面控制中心，地面控制中心通过视频切换矩阵可以在

2、监视器上实时显示各个监控点的图像。2.2 现场音频广播通过设置在巷道内的广播喇叭，可以随时通过广播喇叭向巷道内的施工人员发送各种通知、调度指令、紧急撤离通知等信息。2.3 人员和设备位置监控定位通过人员和设备佩戴的有源RFID射频识别电子标签，可以实时定位所有进入地下巷道内的人员和设备位置。2.4 应急报警系统可以通过有源RFID识别电子标签上的报警按钮可以向地面监控中心实时发送报警信息，也可以通过巷道内设置的应急报警电话和地面监控中心通讯。2.5 巷道环境监控报警通过设置在巷道内的温度、湿度、气压、有害气体浓度、粉尘浓度等传感器，地面管理和监控中心可以实时掌握巷道内的各种环境参数。如果发现环

3、境参数超限可以及时报警，并通知相关人员撤离。2.6 放炮避让管理监控在需要进行放炮作业的时候，可以实时监控放炮作业面附近的人员和设备是否都已经撤离到安全距离外。2.7 人员和设备考勤管理通过人员和设备佩戴的有源RFID射频电子标签，设置在巷道内的读卡器可以实时读取和记录人员设备的位置时间信息来考勤。2.8 火灾报警通过设置在巷道内的烟雾传感器通过光纤网络可以实时向地面控制中心传输巷道内火情信息。2.9 设备故障报警巷道内设备内置备用电池，如果发现外供交流电源断电会立即切换到备用电池供电，并向地面监控中心报警，通过配置不同的传感器模块可以实时监测洞内各种设备的运作情况。2.10 紧急撤离指示在需

4、要巷道内人员设备紧急撤离的时候可以通过，声音、灯光指示人员的正确撤离线路。2.11 应急照明在巷道内完全断电的条件下可以提供应急照明。2.12 远程监控功能通过地面监控中心接入互联网，使异地的管理人员也能通过网络监控现场情况。2.13 通讯中继 通过遍布洞内的光纤网络，可以实时中继转发无线对讲机信号和手机信号，可实现洞内手机信号和无线对讲机信号无盲区覆盖。3 系统结构系统整体由监控中心+综合业务光端机终端+外部设备+光纤传输网构成，结构如下： 系统结构总图（详细大图请看附件系统结构图.JPG）3.1 监控中心系统结构详解监控中心考虑到占地条件和实际需求，可以配置2-3台电脑和3-5台大屏幕投影

5、仪。电脑尽可能配置大屏幕监视器最好配27寸液晶显示器，这样可以详细显示电子地图和人员设备的位置，方便管理和调度。图像监控可以通过画面合成切换，在一个显示器上显示4-32路摄像头的画面，这样既节约空间又降低成本。3.2 光纤网络分布从施工巷道分布情况，采用2条光缆分别从两条主施工巷道入口进入巷道内敷设。光纤敷设在距离巷道地面2.5M高处。在巷道内每间隔一定距离就设置一个综合业务终端接入箱。综合业务接入箱如下图：按照施工进度，逐步敷设光缆，安装综合业务接入箱，每掘进一定距离就安装一个。每个综合业务接入箱可以接入4路摄像头信号，4路RFID读卡器信号，一个广播喇叭，一路温度湿度传感器，一路烟雾传感器

6、，一路粉尘传感器，一路应急对讲报警电话，一路应急照明灯，一路无线对讲中继信号或一路手机基站中继信号（手机中继信号覆盖需要另外增加设备）。光纤网络的分布和综合业务接入箱的安装具体位置可以参考附件“光纤分布图.jpg”3.3 系统硬件结构详解该系统的核心设备是“综合业务接入箱”，这个设备是这个系统的躯干，监控系统就是通过光纤把这些躯干连接起来，形成一个有机的整体。综合业务接入箱主要包括：1.光纤收发器。通过光纤收发器，把输入的视频信号，音频信号，RFID读卡器信号，各种传感器信号转换成光信号，传输到地面控制中心。2.备用电池。综合业务接入箱内配有12V 7AH蓄电池，在外接交流电断电的情况下可以维

7、持核心部件工作4小时。3.广播喇叭。每个接入箱可以接一个广播喇叭，喇叭可以在监控中心控制下，同时广播或单独广播，可以用于发送调度通知指令，紧急撤离命令等信息。4.闪光指示灯。每个接入箱上配有一个闪光指示灯，可以指示位置，有紧急情况可以闪光报警。5.外置摄像头。一个接入箱可以接入4路摄像头视频信号。考虑到巷道内放炮可能会损坏摄像头，摄像头尽量选用体积较小，有防护罩保护的摄像头。6.外置RFID读卡器天线。一个接入箱可以接入4路RFID读卡天线。考虑到巷道内放炮可能会损坏读卡天线，天线选用辩状天线。7.温度、湿度、瓦斯气体传感器。这些传感器可以及时把巷道内的环境参数送到控制中心，控制中心可以根据设

8、定的报警门限启动报警装置。8火警、粉尘传感器。火警和粉尘传感器可以触发火灾报警和粉尘浓度超限报警。9.应急对讲电话。应急对讲电话可以在紧急情况下直接和监控中心通话，应急对讲电话没有手柄，只要按下对讲按钮就能直接讲话。10.应急照明。在断电时可以启动应急照明灯。11.有源RFID射频定位电子标签。电子标签是人员和设备定位跟踪的核心部件，每个人员和设备上都配备了一个RFID电子标签，每个标签的ID码不同，在配发RFID标签的时候，需要记录每个RFID标签的分配信息，作为人员和设备的识别依据。所以实际使用过程中一定要杜绝人员和设备之间来回互换各自的RFID标签。由于施工巷道很长，为了做到完全覆盖所有

9、巷道，又不用布置过多的RFID读卡器，所以每个RFID标签的发送功率比较大，发射功率为0DBm（1mW），每个标签发射时间小于1mS，这样实际读卡距离在50米左右。标签采用有紧急报警按钮的外壳。系统使用电子标签图片同时按下按键A和按键B标签就会发出紧急报警信号。标签采用ER10270锂亚硫酰氯电池，电池容量为1400mAH，理论使用寿命2年以上。标签电池耗尽前，系统会提示某个标签电量低可以更换电池后继续使用。人员标签要求采用钥匙扣方式挂装随身携带，不得敲击、水泡、火烤，如果标签遗失及时补办。设备标签安装，用尼龙扎带固定在设备上的非金属物体上，注意不能磕碰、剧烈震动、高温、水浸。3.4 系统软件

10、结构详解系统软件包括：1.视频监控录像和视频网络发布软件。2.电子标签定位跟踪管理软件。3.环境参数监控报警软件。系统广播、应急对讲电话、应急照明由对应的硬件实现，不需要软件就能实现对应功能。视频监控录像和视频网络发布软件和环境参数监控报警软件在另外章节说明。这里主要详细说明电子标签定位跟踪管理软件。电子标签定位跟踪软件采用基于C/S结构，安全性高。可扩展B/S结构的网络版，通过IE浏览器即可在网上方便浏览、查询巷道内人员定位信息和考勤管理信息，操作简单直观，安装维护方便，使用安全性稍低。3.4.1电子标签定位跟踪管理软件之地图浏览功能能实现三维二维切换，用户可以对地图进行放大、缩小、平移、漫

11、游、导航浏览等操作。3.4.2电子标签定位跟踪管理软件之地图人员定位系统可实时监控地下巷道人员数量和分布情况。系统可以设置数据刷新间隔时间。每刷新一次，列表和地图区域上的人员数据就得到一次更新，如下图。双击列表里某一区域，对应地图上的区域就能以不同的颜色闪烁显示。实时统计考勤与巷道内人员设备查询功能，主要包括人员以及设备的统计与报告、位置报告、工作时间报告。3.4.3电子标签定位跟踪管理软件之地图区域人员统计双击地图上的区域，可以及时得到当前区域下的人员信息，如下图。也可以双击地图上的基站图标，可以及时得到当前基站下的人员信息。3.4.4电子标签定位跟踪管理软件之放炮安全监控需要放炮作业的时候

12、，需要监控人员和设备是否都已经撤离到安全范围内。通过电子标签实时读取数据，可以监控在放炮作业区域内是否还有人员和设备，如果发现还有人员和设备停留在放炮作业区域内可以立即终止放炮操作。放炮安全监控是零差错容忍，所以监控需要通过电子标签和视频摄像监控配合起来实现双保险。电子标签有时候可能会由于人员设备忘记带电子标签，或电子标签损坏丢失等情况出现监控不到的现象，此时可以通过视频摄像监控来补充。而视频摄像头监控，由于安装在地下巷道内，照明条件差，能见度低，粉尘污染严重，拍摄画面比地面拍摄画面差很多，清晰度也远远不及地面画面清晰，这些缺点正好可以和电子标签监控二者取长补短，实现高安全高可靠放炮管理。3.4.5电子标签定位跟踪管理软件之人员位置查询和轨迹回放为了更好地了解工作人员和设备的具体位置，系统软件可以通过人员的姓名、工号、ID码来查询