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1、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63.2.2CAN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175.1.1
2、2系统设立185.1.13GIS地理信息系统平台195.1.14LED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215.2.5GIS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
3、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331 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
4、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
5、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。2 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
6、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
7、.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。3 系统构造构成3.1 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
8、，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；3.2 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。3.2.1 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3.2.2 CAN总线组网基站之间采用现场CA
9、N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3.2 CAN总线构造示意图3.2.3 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4 考勤与定位4.1 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
10、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。4.2 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
11、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。5 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6 系统功能及特点6.1 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
12、储、查询、异常报警、途径跟踪、管理等功能。6.1.1 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
13、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图5.1 软件示意图6.1.2 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
14、人各自在隧道下当前位置。6.1.3 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6.1.4 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。6.1.5 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
