隧道安全监控管理系统方案

1、云湖2号隧道安全管理系统参考方案绵阳特高科技发展有限公司Chengdu Meye Technology Co., Ltd.地址：绵阳市高新区花园南路2号电话目录第一章 概述21.1 系统简介2第二章 实施方案32.1 视频监控系统42.2 LED大屏显示系统52.3 考勤、定位系统62.4 有害气体监测报警系统82.5 火灾报警系统92.6 广播系统102.7 无线传输系统102.8 监控室12第三章 系统特点163.1 卓越的性能163.2 应用方便、广泛163.3 安全性、稳定性高163.4 操作简单方便163.5 丰富的查询和报表功能17第四章 工程量清单171

2、第一章 概述1.1 系统简介云湖2号隧道位于四川绵竹至茂县公路，该路段经过龙门山中央断裂带，滑坡、泥石流、堰塞湖等地质灾害频生，云湖2号隧道，可以绕避长滩泥石流的危害，对全线道路的深入修建，起着决定性的作用。图1-1 泥石流云湖2号隧道长1773米，在出口方向设一套隧道安全管理系统。云湖2号隧道安全管理系统集隧道施工人员考勤、区域定位、有害气体监测报警、火灾报警、日常管理等功能于一体，是国内技术领先、运行稳定、设计专业化的隧道施工现场监测系统。借助于本系统，管理人员能够方便快捷地掌握现场施工人员、设备的分布状况、每个人员和设备的运动轨迹、施工现场安全状况，便于进行更加合理的调度管理以及安全监控

3、管理。当有事故发生时，救援人员可根据该系统所提供的数据、图形，迅速了解有关人员的位置情况，及时采取相应的救援措施，提高应急救援工作的效率。第二章 实施方案云湖2号隧道安全管理系统主要包括：l 视频监控系统l LED大屏显示系统l 考勤定位系统l 有害气体监测报警系统l 广播系统l 火灾报警系统l 无线传输系统l 监控室管理系统系统构成请参见附件一云湖2号隧道安全管理系统图。2.1 视频监控系统本方案采用网络视频监控系统，包括前端视频采集设备、交换机以及后端的监控计算机及软件。前端视频采集设备采用红外智能网络恒速球形摄像机，其中隧道内在凿岩台车和衬砌台车上安各装一个红外智能网络恒速球形摄像机，用

4、于监控掌子面和二衬作业范围内的空间。图2-1 红外智能网络恒速球形摄像机隧道外安装在项目部驻地材料场，可对重点监控区域进行实时监视。各监控区域的摄像机均输出数字信号，通过无线传输系统传送至监控室控制计算机，并通过解码器处理后，在大屏幕电视墙上显示各监控画面。后端软件可对前端视频点进行多点对多点的实时监控管理，如：视频、云台、放大、录像、语音、报警联动等功能，同时该软件具备远程查看功能，能通过远程IE监视、WEB网页客户端等方式随意切换前端任意监控点的视频。摄像机自带红外灯，可在无光照的情况下输出图像。通过该视频监控系统，管理人员在监控室就能及时掌握隧道内施工情况，另外，即使不在施工现场，通过远

5、程也可实现对现场的实时监控与管理（此功能可选）。图2-2 视频监控 2.2 LED大屏显示系统LED大屏幕安装在监控室旁边，用于实时显示施工人员的信息，显示的内容包括：岗位、姓名、时间、总人数等，使相关管理人员不用进入洞内，也不必查看监控室电脑就能及时了解隧道内施工人员情况。LED大屏幕显示系统不仅可以使洞内各区域内施工人员信息形象、直观、一目了然的体现出来，还使管理先进化，透明化。在开隧道现场会时，也可以在大屏幕上显示各种欢迎标语、宣传标语；在平时可以通过大屏幕提示施工人员注意施工安全，在有高温、霜冻等恶劣天气时可以及时进行温馨提示。这些都能充分体现隧道施工项目部管理上的人性化、现代化、科学

6、化。LED显示屏尺寸为3(长)×2(宽)（尺寸可根据现场要求定制）。 图2-3 LED大屏及现场效果图LED大屏室外安装最佳视距15-100米，不用到监控中心即可查看隧道内人员信息。2.3 考勤、定位系统考勤系统：在主洞洞口装1台考勤读卡器，往里100米左右再安装1台考勤读卡器。根据考勤读卡器读到卡的先后顺序来判断施工人员的进出情况，施工人员何时进、何时出、洞内有多少作业人员都能反映到系统软件中，使考勤情况一目了然。图2-4 读卡器（基站）l 识别距离280m。l 尺寸：263×260×68mm，安装方式灵活，可以悬挂、可以固定，方便现场的移动。系统能可靠识别静态

7、或最快200公里/小时的高速移动目标。单台读卡器可同时识别50张人员标识卡。除了可以对人员进行考勤定位外，还可对通信的车辆进行考勤定位管理。图2-5 标识卡（双向）施工人员将安全标识卡佩戴在安全帽内侧，无须主动刷卡便能实现自动考勤，方便省力、准确度高。安全标识卡具有以下特点：l 功耗低，内置七号电池，可更换。根据电池使用情况的不同，大约1年更换一次电池。l 与基站通信距离为80米。l 可实现双向通讯，可向监控中心报警。l 防水、防尘设计；无辐射伤害。l 尺寸：86×54×5.5mm。图2-6 标识卡（单向）可根据需要，配备单向标识卡，用于普通工作人员考勤定位，以及领导或外来

8、人员参观用。单向卡内置CR2450钮扣型锂电池，电池寿命5年左右。尺寸：60×35×12mm。进入时间离开时间图2-7 人员考勤记录定位系统：主洞内衬砌台车（隧道开挖的长度必须300米）和凿岩台车上分别安装2台定位基站，随台车作业实时进行识别定位。求救报警：隧道内出现异常情况时,现场人员可通过双向定位卡（安全员或管理人员佩戴）向系统发出报警求救信号,隧道监控界面立即显示出报警提示。监控室可通过对应区域的摄像机查看现场情况，通过广播系统向现场发出指令。紧急撤离：当监控人员掌握到异常情况，指挥隧道内人员迅速撤离时，可通过系统向所有人员发出紧急指令，并可动态掌握撤离进行情况。图2

9、-8 人员位置示意图施工人员只要将安全标识卡佩戴在安全帽内侧，无须主动刷卡，在每个定位基站的有效识别范围内，根据识别到的人员标识卡的情况对施工人员进行区域定位识别管理，使管理人员在监控室就能及时掌握施工现场的具体情况。2.4 有害气体监测报警系统根据云湖2号隧道地质特点，隧道内有瓦斯、硫化氢等有害气体，故在凿岩台车、二衬台车上设置有害气体检测报警装置,对瓦斯、硫化氢、一氧化碳、氧气进行监测。可实时不间断地监测掌子面到二衬之间区域内的气体含量，当发现某种监测气体值超出警戒线时，会发出声光报警，并自动切断台车上的电源，防止产生更大的衍生灾害。现场的测量值通过无线系统，传入监控室内的主机，管理人员在

10、主机上可以随时监控现场的有害气体值，当发现异常时，可以自动或手动切断现场台车上的电源，防止灾害事件产生。监控室内还可以在线定义或修改系统中的各种传感器、分站及控制器的类型、安装位置及控制通道；对模拟量传感器的上/下限报警、断电值可多级别定义。系统配置灵活，允许用户随时接入或删除分站、传感器、断电器。也可在监控室内监控主机上在线监视井下各隔爆兼本安型电源的工作情况、电池剩余电量、远程手动或自动定时维护备用电池。矿用隔爆兼本安型直流稳压电源可满足在满负载的情况下，维持4小时以上的备用电池续航供电能力。断电器自带馈电功能，执行断电时，在监控主机上可显示是否断电成功，当断电与馈电信号不一致时，系统自动

11、发出报警提示。在隧道内分站完全断电后又恢复供电或分站与地面监控主机失去通讯的情况下，分站也能够继续独立工作，自动恢复记忆，按照事先给定的要求实现瓦斯超限报警、断电和复电控制及风电瓦斯闭锁断电逻辑全部功能。系统具有严格的安全管理措施，每个值班员有自己独立的密码，只有授权人员才能登录操作，其它无关人员禁止其随意修改系统设置参数。图2-9 有害气体监测系统图2.5 火灾报警系统火灾报警控制系统主要对隧道内掌子面与二衬之间300米的区域进行火灾监测。由洞口监控室内的图像火灾报警主机、衬砌台车上的多频图像火灾探测器组成。当监控区域有明火出现时，系统能扑捉到火焰图像，并结合烟雾等信息，确认火灾后马上向监控

12、室内的图像火灾报警主机报警。图2-10 多频图像火灾探测器多频图像火灾探测器除了能对火灾进行监测外，还可以给监控室传输实时的视频图像信号，使监控室能通过清晰的画面看到隧道内的情况。图2-10火焰报警2.6 广播系统在凿岩台车、二衬台车上各设有一套IP型网络前置寻址功放和高音喇叭，当需要对隧道内播报通知，或紧急情况下需要向作业现场下达指令时，可以在监控室内，通过与主机相连的寻址话筒喊话。通电后几秒钟内即可实现一对一或一对多的广播和讲话。并且，系统具有扩展功能，可根据需要，增加喇叭。2.7 无线传输系统根据施工现场的具体情况，故本方案采用有线和无线相结合的传输方式，通过安装传输线缆和无线接入点设备

13、，建立覆盖本标段的局域网络。隧道内凿岩台车上安装1套长距离室外型无线网桥，该网桥内置14DBI定向天线，用于传输该台车上的摄像机和定位基站信号；衬砌台车上安装2套无线网桥，用于传输该台车上的摄像机和定位基站信号，以及接收和传输凿岩台车的信号；隧道中部安装2套无线网桥，其中一个用来接收来自于台车处的无线信号，通过背靠背的另外一个网桥回传到上一级的无线接收设备，通过多跳的方式回传至隧道口。洞口摄像机处安装2套无线网桥，用于接收和传输隧道内中继点的无线信号，传输洞口摄像机和考勤基站的信号至监控室。隧道外项目经理部材料场附件安装1套无线网桥，用于传输该处摄像机的信号至监控室。监控室内安装2套无线网桥，

14、用于接收来自隧道方向和项目经理部两个方向的无线信号，并解析成像。 在隧道施工现场安装网络监控摄像机，摄像机采集到的视频信号直接以数字信号的形式通过无线网桥传输到监控中心接收网桥，弯道处需增加中继传输网桥。本方案选用5.8G 802.11a长距离室外型无线网桥,内置14DBI定向天线，室外最远传输距离可达30公里，隧道内有效传输距离最远可达2公里。设备采用全天候防水防尘全密闭设计，安装快速方便，具有超强免维护特性。在隧道塌方时，只要石块、泥土等没有把通道形成密闭式阻断，信号通讯就不会中断。由于隧道距离增加会造成信号减弱从而影响图像传输，或者在隧道拐点遇到非直线遮挡时，应选择适当的位置安装中继节点

15、设备，通过应用实践，在不考虑遮挡的因素下，距离上每2公里架设2个无线网桥，其中一个用来接收台车上的视频数据及控制采集信号，通过背靠背的另外一个无线网桥回传到上一级的无线接收设备，通过多跳的方式回传最前端的无线设备。监控中心通过交换机连接到视频解码器和大屏幕控制计算机，视频解码器把数字信号转换为模拟信号，接入到大屏幕，从而实现前端监控图像的实时查看、云台控制、视频存储和查询管理等操作。图2-11隧道外无线传输示意图 图2-12隧道内无线传输示意图图2-13 设备安装实景图2.8 监控室监控室位于隧道洞口附近。集中处理各个系统的信号，并进行管理。监控室主要包括管理操作台和大屏幕管理显示系统。管理操

16、作台为四位琴台式，主要布设考勤定位工作站、大屏幕控制计算机、火灾报警工作站和有害气体监控工作站（与广播系统主机共用）。大屏幕管理显示系统，主要作用是将各种监控视频、计算机文字、图像信号进行全数字控制和显示。实现对各种系统图像、文字、图片、动画以及视频（DVD、VCD、RMVB）信息的综合显示，形成一套功能完善、技术先进的综合信息显示系统，并提供一个交互式的灵活管理平台。当网络摄像机的视频信号送入大屏后，大屏幕系统可以实现分屏功能，同时显示多路画面，做到同时监控关键点，还可以长时间不关机，结合报警联动、大型矩阵轮询等多种功能显示，做到一屏多系统显示，一人多系统管理。领导和管理人员在监控室内，通过

17、大屏幕显示，就能实时察看施工现场、驻地、料场的图像，掌握隧道内人员、设备分布位置。本方案选用DID 液晶显示面板，结合超窄边拼接技术、信号切换技术、纯数字化拼接技术、无损远程传输技术、图像拼接处理技术等综合应用组成一套功能多样化、控制智能化、操作先进化的液晶拼接显示系统，为客户显示出高亮度、高清晰度、无干扰的优质液晶拼接画面。DID液晶屏与常规显示屏的主要技术指标对比： 类型参数DID液晶普通液晶亮度700cd/250300cd/对比度3000：11000：1彩色饱和度80%92%50%分辨率1920×10801366×768可视角度水平178 度、垂直178 度水平85

18、度、垂直80 度使用寿命6万小时2.5万小时液晶屏主要特点：l 适应24×7×365 长时间工作模式。工业级专业液晶屏，可保证连续运行60000小时。l 液晶屏具有高亮度、高清晰度、高对比度、宽视角、无灼伤以及适用于恶劣环境。l 节能、护眼、画质提升。常规方案大屏幕组成方式为：机柜安装12块40寸窄边液晶单元，排布方式为3行4列，如下图所示图2-14 方案结构图云湖2号隧道视频监控图像为4组，隧道内人员定位图1组，总共5组图可以上监控大屏。故建议采用6块40寸窄边液晶单元，排布方式为3行2列或2行3列。图2-15 方案效果图该方案满足各单元单独显示，也可以每个单元任意拼接组

19、合显示，图中的是2行2列的组合拼接，任意1×2、2×3等等组合都能够轻松实现。显示屏可显示施工面、隧道口、项目部等区域的监控画面，也可显示隧道内人员分布定位图。考虑系统的扩展性，原则上显示屏所在墙面面积不得小于3m（高）×4m（宽）=9m2，显示屏与中控台间距应1.5m。故监控室的高度应3m，面积应48m2（长8m，宽6m）适宜。系统具有远程管理管理功能。可通过互联网对系统进行操作，实现远程（如成都）管理和监控。要求监控现场至少具备6M带宽。17第三章 系统特点3.1 卓越的性能 可以实现人员定位、考勤、外来人员报警、视频监测，有害气体监测报警、火灾报警等功能，真正实现“全方位、全过程”控制。开创了一套独有的隧道施工过程安全监管的管理模式。 全线采用无线传输方式，布线简单方便，且不受雷电影响。 高度的识别可靠性：100%的前端识别率，施工人员只要正确佩戴2.4G有源射频卡（除非坏掉），就能被装在附近的读卡器读到。 极高的防冲突性：经隧道实践证明50张卡以