高速公路隧道考勤定位技术方案确定样本

高速公路隧道考勤定位系统及环境监测系统（zigBee无线考勤无漏检、定位精准、轨迹演示）7月目录目录1 概述 42 设计根据 43 系统构造构成 53.1 系统构成 53.2 系统架构 63.2.1 工业以太网 63.2.2 CAN总线组网 73.2.3 有线与无线结合组网 74 系统设备分布 85 系统功能及特点 105.1 系统功能 105.1.1 实时监测 105.1.2 查找人员当前位置 115.1.3 隧道下人员跟踪 115.1.4 记录查询进入特殊区域人员 125.1.5 实时报警 125.1.6 行进轨迹异常告警 135.1.7 考勤管理 135.1.8 综合管理功能 145.1.9 历史轨迹 155.1.10 设备管理 165.1.11 人员管理 175.1.12 系统设立 185.1.13 GIS地理信息系统平台 195.1.14 LED屏显示功能 195.1.15 隧道口检卡单元 205.2 系统特点 205.2.1 功耗低 205.2.2 零漏读 205.2.3 预警呼喊 215.2.4 各种组网方式 215.2.5 GIS地理信息系统平台 215.2.6 自动诊断 215.2.7 信息互动功能 215.2.8 数据采集功能 215.2.9 监控系统直观以便 215.2.10 全面报表查询功能 225.2.11 便捷系统管理功能 225.2.12 完善系统告警体系 226 系统重要技术指标 226.1 系统指标 226.2 重要设备指标 236.2.1 传播接口 236.2.2 定位基站 246.2.3 中继基站 246.2.4 采集基站 256.2.5 普通辨认卡 266.2.6 纽扣辨认卡 276.2.7 短信息辨认卡 287 系统安装及施工 287.1 货品准备 287.2 人员安排 297.3 施工前人员培训 297.4 工程职责界面表 298 技术培训 308.1 培训内容及筹划 308.2 培训时间安排 308.3 培训项目 308.4 培训内容 319 售后服务 319.1 产品质量保障 319.2 服务人员组织 319.3 试运营期服务 319.4 保修期内服务 319.5 保修期后服务 329.6 服务响应时间 3210 系统设备清单及预算 3211 成功案例 33概述安全生产事关人民群众生命和财产安全，各级政府一贯高度注重工程建设安全生产问题，并采用一系列办法不断加强安全生产工作。如何变化当前隧道施工过程安全管理落后管理模式，实现管理当代化、信息化成为管理者研究重要课题。因而，借助以灾害防止、事故救济、电子信息化等先进管理手段是隧道安全施工管理必然选取。北京得瑞紫蜂通讯工程技术有限公司依照隧道安全生产管理需要研发隧道人员考勤定位及安全监测管理系统为隧道安全生产管理提供了崭新安全管理理念。隧道人员考勤定位及安全监测管理系统是在ZigBee技术基本上，结合先进通信、计算机及网络技术成功研发综合管理平台。系统是集隧道人员考勤定位，传感器数据采集预警、无线语音通信等功能于一体，也是国内技术领先、运营稳定、设计专业化隧道监测系统。使管理人员可以随时掌握施工现场人员、设备分布状况和每个人员和设备运动轨迹，便于进行更加合理调度管理。当事故发生时，救援人员也可依照隧道人员考勤定位及安全监测管理系统所提供数据、图形，迅速理解关于人员位置状况，及时采用相应救援办法，提高应急救援工作效率。这一科技成果实现，将为隧道建设安全生产和寻常管理再上新台阶提供有力保障。设计根据2.1实现直观、实时现场施工画面数字化管理。2.2实现隧道生产作业人员进出有效辨认，实现施工人员分布可视化，并使系统管理充分人性化、信息化和高度自动化。2.3为管理人员提供考勤作业、人员进出限制等多方面信息查询。2.4一旦发生安全事故，通过该系统立即可以懂得隧道作业面工作人员数量，被困人员位置，保证抢险救灾和安全救护工作高效运作。2.5系统设计安全性、可扩容性、易维护性和易操作性。2.6原则化：监控系统可以实现数据在网络上传播和共享。本系统采用产品均遵循原则合同和传播原则规定。2.7稳定可靠性原则：系统稳定、可靠性是系统重要指标，直接影响系统各项功能发挥和系统寿命。因而从系统设计到设备选型，都应遵守这一原则。咱们方案在充分考虑顾客实际状况基本上，所有系统中硬件设备均通过严格测试使用，减少了环境因素导致故障也许性。设备选用国际知名品牌，技术采用国标领先、稳定新技术。例如无线设备咱们选用IEEE802.11原则无线设备，实践证明，它抗干扰性、传播稳定性要明显优于其他无线传播设备，有力保障了这一点。2.8易用性和先进性结合原则：充分运用当代先进技术和手段，建成一套先进实用监控系统，是咱们这次设计主线目。软件使用界面良好，顾客安装相应软件后就可进行实现监控，实现智能控制，不用单独设立。因而，从顾客角度出发，特别注重系统易用、以便和直观，强调系统综合能力和总体性能。系统构造构成系统构成系统重要由监控主机、客户端电脑、基站、辨认卡、GIS监控软件、打印机、显示单元等构成。系统容量：基站容量256台，辨认卡0张以上；地面监控系统：包括监控主机、客户端电脑、打印机、显示屏等；监控主机：含互换机（传播接口）、避雷器，对基站进行轮巡，数据采集和控制；保存实时采集辨认分站数据信息，供实时监控，报表查询记录；客户端电脑：进行基本数据录入、发卡，查询，显示等工作；显示单元：显示单元置放于隧道口，实时显示隧道通过人员、隧道内人员数量和位置等信息；打印机：供输出报表；系统架构系统具备极大灵活性，有各种组网方式，可以依照各隧道实际状况和顾客需要，选取不同组网方式，构建成不同系统架构，从而满足不同规模顾客规定。工业以太网系统可以采用以太网进行通信连接。得瑞紫蜂网络基站，具备网络接口。主干以太网，通过互换机，分出网线接口，网络基站可以直接通过网线进行通信，通过以太网与监控室进行通信。施工以便，系统稳定。图3.1以太网构造示意图CAN总线组网基站之间采用现场CAN总线通信连接，基站与地面最远传播距离不不大于10Km，系统采用了阻抗匹配技术，解决了抗干扰问题，从而使施工与维护非常以便。图3.2CAN总线构造示意图有线与无线结合组网系统设计中，基站除采用有线（CAN总线，以太网）方式进行传播外，基站之间还可以采用无线ZigBee方式进行数据传播。系统构造如图1所示。主巷道采用有线基站，末端采用ZigBee无线基站。这样网络，具备稳定，传播速率高，布线以便，升级灵活，延伸性强特点。图3.3有线+无线构造示意图考勤与定位系统考勤在隧道口及隧道里面50米左右地方，安装两个基站（有线或无线基站均可），通过对辨认卡读卡顺序来判断施工人员是进入隧道还是出去离开隧道，当隧道里面50米处基站读取到信息时，算作施工人员入洞并开始记录考勤，出洞则相反。隧道定位隧道内定位技术重要为区域定位法和精准定位法。区域定位法：在隧道内每隔一定距离安装基站，当辨认卡从基站附近通过时，则会被基站读取到信息。在电脑处，就会显示为人员处在这个基站周边。即：人员被基站搜索到后，无论距离多远，都显示在该基站周边。人员辨认卡辨认距离为100米，当基站间隔不不大于200米时，会浮现盲区。但软件解决仍会显示该人在隧道内。精准定位法：当人员辨认卡可以被两个以上基站同步搜寻届时，就可以通过信号强度实现人员精准定位，详细示隧道环境而定。但此规定基站布置距离要近，基站布置较多。区域定位与精准定位选取是一种经济型与精准性平衡。系统设备分布人机定位系统基站布置原则是：依照现场状况，结合客户需求，遵循节约成本，易于施工，合理布置基站。本方案采用网络基站，直接通过网线连接。基站布置样图如下图所示，网络基站用来构成人员定位系统，用来接受人员辨认卡信息，采集器用来监控环境数据，用来监控一氧化碳和风速。图4.1设备布置地点图系统功能及特点系统功能得瑞紫蜂隧道人员定位系统具备:实时监测，人员位置定位、携卡人员出入隧道时刻考勤、重点区域出入时刻、限制区域出入时刻及报警、洞内工作时间、洞内和重点区域人员数量、洞内人员活动路线等监测、显示、打印、存储、查询、异常报警、途径跟踪、管理等功能。实时监测对隧道工人分布状况分区域实时监测。实时监测全隧道工人总数，实时监测隧道工作面工人总数，实时监测掘进工作面工人总数以及隧道内其她区域工人总数。依照各隧道实际状况绘制隧道施工图，该图是动态，随着隧道内人员移动，该图显示各区域人数会随时更新。在该图上用鼠标点击，可以显示某个选定区域人员名单；进一步点击还可以显示某个选定人员下隧道后行踪。运营人员考勤定位软件客户端，如图3.1所示。上面一栏为菜单栏，软件所有功能都涉及在这个菜单栏中。菜单栏右侧是两个报警灯，在收到系统报警信息后，报警灯会亮，查看完信息后，报警灯变灰。左侧居上是图层区，可以在这个区域中选取图层，依照选取框勾选状况，分图层显示。左侧居下是人员列表，所有洞内人员均显示在这里。右侧中间大对话框是显示主窗口，所有人员信息，基站信息，地图信息均在这个主窗口中显示。主窗口下侧两个窗口分别为信息窗口和状态窗口，在信息窗口中可以显示人员辨认卡发送上来报警信息，同步可以在这里给辨认卡发送短消息。状态窗口可以显示整个系统中洞内人员个数，基站个数，人员报警信息数，以及故障报警信息报警灯菜单栏显示主窗口状态窗口信息窗口工具栏人员列表图层区报警灯菜单栏显示主窗口状态窗口信息窗口工具栏人员列表图层区图5.1软件示意图查找人员当前位置输入任意人员姓名或编号，可以及时以图形方式显示此人当前所在区域；也可以同步输入各种人员，以文字方式显示这些人各自在隧道下当前位置。隧道下人员跟踪在隧道图上实时动态地显示她们行踪。图5.2人员跟踪示意图记录查询进入特殊区域人员对于隧道内某些特殊区域，例如规定不准普通人员进入危险区域，在行踪保存时段内可以随时进行查询，列出进入该区域人员和出、入时间。实时报警在工具栏点击“实时报警”按钮，如图5.3所示。系统可以进行短消息呼救报警、进入限制区域报警、人员工作超时报警？、设备故障报警、欠电压报警。在人员发送呼救报警信息界面中，可以查看人员发送呼救报警信息。呼救报警指隧道内浮现紧急状况时，隧道内带卡人员可以通过辨认卡呼救按钮，将紧急状况告知地面系统，地面系统接到紧急呼救后，采用应急援救方案。在限制区域报警信息界面，可以查看进入限制区域人员，当工人进入禁区时，系统会告警，提示管理人员采用相应办法。人员超时报警信息界面，可以查看入洞超时人员报警信息，当工人在隧道内停留超过规定期间或没有做够规定期间，系统将告警并记录？。设备报警信息界面，可以查看故障设备信息。当基站故障，或者断电，信号线断开，通信中断时，系统会发出故障报警信息，显示故障基站位置，以便问题及时发现并解决。待问题解决后告警会自动结束并在历史告警中保存历史告警信息。欠电报警信息界面，可以查看欠电设备报警信息。当辨认卡供电电压局限性时，系统均会发出故障报警，告知有关技术人员及时更换电池，避免辨认卡没电时，持卡者自己不懂得，仍旧使用，导致潜在危险。报警分类栏筛选条件信息主窗口报警信息设立记录筛选报警分类栏筛选条件信息主窗口报警信息设立记录筛选图5.3实时报警行进轨迹异常告警当特种人员未按规定行进路线行走，或者在规定期间未到达规定地点。系统将告警并予以提示。考勤管理可以精确记录工人出入隧道时间，并可按班次、按部门生成日考勤、月考勤记录报表。考勤报表显示窗口考勤条件考勤分类栏考勤报表显示窗口考勤条件考勤分类栏图5.4考勤查询示意图综合管理功能系统可以对工作人员进行综合管理，在综合管理界面中，可以进行综合设立，涉及：公分管理，班次管理，部门管理，工种管理。图5.5综合管理历史轨迹在工具栏点击“历史回放”按钮，进入“历史回放”界面，如图5.6所示。在历史回放界面中，可以按规定查询某人历史轨迹，并进行轨迹回放。通过系统可及时理解事故时入隧道人员总数、分布区域、人员基本状况等。在事故后，可通过软件历史轨迹，判断被困人员大体位置，以便及时搜救和清理。历史回放界面历史位置 回放条件历史回放界面历史位置 回放条件图5.6历史轨迹回放设备管理在菜单栏点击“设备管理”菜单，进入“设备管理”界面，如图5.7所示。在设备管理界面中，可以对基站和辨认卡进行管理，涉及对基站和辨认卡进行添加、修改、查看、删除等操作。筛选条件 高档查询 基站设立 筛选条件 高档查询 基站设立 图5.7设备管理人员管理在菜单栏点击“人员管理”菜单，进入“人员管理”界面，如图5.8所示。在人员管理界面中，可以对人员进行管理，涉及新建人员，修改人员，删除人员。图5.8人员管理系统设立在菜单栏点击“系统设立”菜单，进入“系统设立”界面，如图5.9所示。在系统设立界面中，可以新建顾客，修改顾客，删除顾客，并分派账户权限。图5.9系统设立GIS地理信息系统平台GIS地图缩放功能，能实现隧道内巷道图缩放、显示及隧道内浮现紧急状况后生成逃生路线，并能对GIS地图进行导入、导出和还原地图功能。LED屏显示功能将LED屏安装在隧道口附近，是通过所指定辨认分站读取卡信息，通过软件解决与人员定位系统中人事库和卡表关联。调出辨认卡相应人员信息显示在与电脑相联LED电子屏幕上。它显示隧道内总人数、人员所属部门与部门人数、姓名、标志和卡电量等。用于携卡人员通过该覆盖区域时，系统自动检测辨认卡信息。5.10LED屏显示示意图隧道口检卡单元将检卡查询机安装在隧道口附近，是通过在检卡查询机内安装与电脑相联红外设备，通过将检卡查询机扫描人数与考勤基站扫描人数进行对比。如果检卡查询机扫描数据与基站收到卡个数相似，表达所通过人员都带有辨认卡。如果不相似，表达所进入人中，具有不带卡入隧道状况，便进行报警。系统特点功耗低系统采用2.4GHZ芯片，采用ZigBee技术，一体化电路设计，功耗低，辨认卡采用可更换电池，单个电池可持续工作2个月。零漏读用独特数据解决技术，精确迅速辨认卡，有效解决了同频干扰问题，解决了同一时间卡量太多，读卡器数据冲突导致错读、漏读辨认卡而导致考勤定位不精准和人员记录不精确问题。预警呼喊系统具备呼救、告急功能；遇有紧急状况时，可就地报警，双向发送短消息。各种组网方式系统提供各种可选取组网方式，可以直接通过总线传播方式联网；可以通过光纤+总线传播方式联网；可以通过工业以太网+现场总线方式联网。GIS地理信息系统平台GIS地理信息系统平台，使软件功能丰富，图文并茂；可以对工程图进行矢量化和矢量图属性编辑功能，具备放大、缩小和移动功能；隧道内重要设备、设施也可以显示在GIS电子地图上。自动诊断具备自动诊断功能，并显示在屏幕上，设备故障时，自动报警。信息互动功能本系统内嵌短信平台，能实现与隧道内人员与监控室监控电脑之间互发短消息。数据采集功能能实现数据采集功能，采集器可以采集各种和那个类型传感器。采集器采集传感器信号，通过无线ZigBee方式与基站通讯，通过基站将传感器数据传到监控室。进而实现无线数据采集。监控系统直观以便实时显示隧道内人员数量及分布状况、隧道内指定区域内人员信息、指定部门隧道内人员分布状况及人员信息、干部跟班下隧道状况，可对指定人员行进轨迹查询。全面报表查询功能可准时间、部门或班次对全隧道隧道内人员、下隧道次数、隧道工作时长、下隧道班次等进行记录，并提供丰富查询打印输出功能；可对上下隧道人员进行日考勤记录和月考勤记录，并提供丰富查询打印输出功能。便捷系统管理功能管理软件可以分派各种不同权限顾客，以便各个顾客在网络终端上同步运营软件，查询隧道内实时状况，并可对软件进行分级别操作。完善系统告警体系实时显示辨认卡电量告警，电源工作状态告警、辨认分站不在线告警，通讯接口故障告警、人员违章进入禁入区告警等。系统重要技术指标系统指标系统容量：256台基站CAN现场总线传播速率：20KbpsZigBee通信速率：250Kbps供电电压级别：交流：127/220/380V（＋15%～－20%）海拔高度：不超过4000m；环境大气压：80kPa～110kPa；工作温度：-20℃～+70℃；工作湿度：10%-90%（25℃时）；振动：加速度20m/s2；冲击：峰值加速度500m/s2。基站间通信距离（地上空旷）：1200m；基站与基站（隧道内）：300m-500m；辨认卡与基站(开阔地)：120m；辨认卡与基站(隧道内)：80m；无线发射功率：-7dBmto18dBm；无线频段：2.4GHz设备防护级别：IP65最多辨认卡数量：0个以上漏读率：万分之一基站最大传播距离：30km辨认卡最大移动速度不不不大于15m/s传播误码率：≤10-6重要设备指标传播接口传播接口负责接口转换，下发上位机软件数据，接受系统基站上传数据，同步批示系统工作状态。设备型号ZF-JK102额定工作电压220VAC额定工作电流≤200mA通讯方式RS232、CAN总线、RJ45线缆选取屏蔽双绞线、网线体积280*200*70mm外壳吕壳中继基站中继基站应用于CAN总线网络中，重要有两个方面应用：一是在CAN总线过长时起中继作用，二是在斜井中隧道向两个方向掘进时，中继基站可以起到分线器作用。设备型号ZF-R102额定工作电流≤300mA工作电压220VAC通讯方式CAN总线线缆选取屏蔽双绞线辨认能力不不大于400张工作频率2.4G体积280*200*70mm天线全向外壳铝合金定位基站定位基站重要是定位功能，通过ZigBee与人员辨认卡通讯实现定位功能。基站依照采用通讯方式不同，可分为有线基站、无线基站和网络基站，具备体积小，安装简朴等特点。设备型号ZF-E102额定工作电流≤300mA工作电压220VAC通讯方式CAN总线、ZigBee无线、Ethernet线缆选取屏蔽双绞线、光纤、无线网桥等辨认能力不不大于400张工作频率2.4G体积280*200*70mm天线全向外壳铝合金采集基站采集基站具备定位基站所有功能，此外，采集基站具备数据采集功能，可采集各种传感器信号类型，具备多通道、各种通讯方式等特点。设备型号ZF-D102工作电压220VAC通讯方式ZigBee无线辨认能力不不大于400张工作频率2.4G体积280*200*70mm天线全向外壳工程塑料采集信号类型电压、电流、振弦信号、开关量采集通道8路电压/电流，16路振弦电压、电流量程0-5v、4－20mA测频范畴500－30KHz辨别率16位可采集传感器类型：安全类：瓦斯、CO浓度、烟雾浓度、风压、相对静压、粉尘浓度等；环境类：温度、湿度、风速、照度等；施工类：应力（压力盒、钢筋应力计、孔隙水压力计、支柱压力计、锚杆轴力）、位移（多点杆式或钢丝式位移计、钻孔位移计等）；辅助类：其他有关数据普通辨认卡进入隧道工作人员必要随身携带辨认卡，遵循“统一发卡、统一装备、统一管理”原则，将辨认卡视为“上岗证”或“隧道准入证”，按准许上岗人员实行“一人一卡”制。当持卡人员通过隧道内基站布置地点时被系统辨认，系统将读取该卡号信息，通过系统传播网络，将持卡人通过路段、时间等资料传播到监控中心进行数据管理，并可查询辨认卡相相应人员基本信息，涉及姓名、年龄、性别、所属班组、所属工种、职务、本人照片、联系方式等信息。普通人员辨认卡由隧道普通工作人员佩戴，设计安装在人员皮带上。辨认卡通过和基站双向通讯，得到人员辨认卡区域定位信息。普通辨认卡具备报警功能，在遇到意外状况时，可按下报警按钮报警。工作电压3.3VDC工作电流发送时工作电流：≤30mA；工作频率2.4GHz辨认距离100米电池一次性锂电池尺寸72*43*17佩戴方式穿入裤带式纽扣辨认卡纽扣辨认卡由隧道普通工作人员佩戴，设计安装在人员皮带上。辨认卡通过和基站双向通讯，得到人员辨认卡区域定位信息。纽扣辨认卡具备体积小，携带以便等特点。工作电压3.3VDC工作电流发送时工作电流：≤30mA；工作频率2.4GHz辨认距离100米电池一次性锂电池佩戴方式带入矿帽内系统安装及施工货品准备根据合同清单，做好备货准备，督促各职能部门积极做好合同货品采购与储备；接货、验货：协调甲方负责人准备货品存储地，组织验货人员进行验货入库；积极准备工程中辅助材料，使用工具等，保证工程顺利实行。人员安排甲方与厂家共同成立项目组，设项目经理1名、技术工程师1名，甲方负责人1名，甲方技术工人6名，各成员分工状况如下：项目经理：重要负责工程全面组织、协调工作；辨认分站勘测、安装督导、软件调试。技术工程师：重要负责系统调试、辨认卡登记发放、资料整顿；辨认分站勘测、安装督导、软件调试。甲方负责人：重要负责甲方人员工作分派，协调厂家人员施工过程中需要解决问题等，货品存储领取等。甲方需提供6名技工人员：重要实行电缆敷设，设备安装，接线盒安装、接线。施工前人员培训为了使项目能高质量实行，在施工前必要对甲方参加人员进行统一、系统培训，甲方对施工安全做一次培训，协调好各方在施工中责任。工程职责界面表表7.1工程职责界面表序号工程阶段甲方设备商备注1工程准备√√1.1拟定双方项目负责人√√1.2制定工程实行筹划√√1.3提供设备安装文献√《系统顾客手册》1.4拟定隧道内辨认分站安装地点√√依照设计及现场状况拟定1.5预留地面机房电源√1.6拟定设备安装位置√√1.7安装工具准备√1.8隧道内线缆布放√2设备安装与调试√2.1货品入库清点√√2.2货品保管及出入库管理√√2.3辨认基站安装、线缆连接√√指引安装2.4机房硬件设备安装√2.5机架内设备线缆连接√√2.6机架外设备电源线、接地线√√2.7设备上电√2.8系统调测√3系统验收√√技术培训为了使整个工程能更好使用，我公司制定了相应培训筹划。培训内容及筹划现场工程师结合隧道上现场状况对隧道方有关人员进行培训。隧道方安排有关人员到我公司，系统、全面学习系统原理，使用、维护等内容。培训时间安排在项目安装完毕后，对负责该项目技术人员进行培训。培训项目理论培训，涉及整个系统原理、用到技术进行培训。实践培训，操作过程要注意问题，紧急解决培训。维护培训，要不定期对系统进行维护，培训她如何维护。培训内容系统安装，WindowsXP

/SQL安装和基本系统使用，详细操作阐明。系统登录登录流程，在进入系统前要登录，系统考勤，讲术考勤功能，及如何操作实现，详细有上下班设立，考勤记录，如何查询，修改，添加，人员定位读卡器信息如何写入，如何添加，如何修改。如何对行走路线查询。售后服务产品质量保障设备出厂前，所有设备经搭建模仿现场环境测试后，达到规定后方可出厂，每件设备有唯一SN号，建立了质量跟踪制度。服务人员组织设备售出后，公司将由售后服务部工程师始终与顾客保持密切联系，跟踪合同设备使用状况，回访顾客，如果浮现问题，有专门工程师协助分析、解决设备浮现故障。售后服务中心配备专业技术人员，先进维修检测仪器，并储备有备品、备件。售后服务涉及产品维修、维护；系统运