设计方案
第一章 引言
1.1 系统简介
该系统专注于综合隧道管理资源，在保证既定系统功能正常应用的前提下，利用先进技术整合系统。包括视频监控、人员进出定位管理、人员/车辆门禁系统、隧道气体监控等。最大限度地利用资源将隧道工作和管理提升到更高水平的管理平台。
1.2 设计原则和依据
总体设计原则
以客户需求为基本原则，充分结合现有成熟完善的技术进行设计。
隧道综合应用系统涉及视频监控技术、传感技术LED显示技术、射频识别技术等领域的先进技术，因此总体方案设计必须具有可靠性、安全性、先进性、灵活扩展性、经济实用性、操作维护方便性，建立全球统一管理的前瞻性平台。
在规划设计过程中，系统设计的基本原则和设计理念是确保安全生产，提高企业效率，提高企业管理质量。
硬件设计原则
系统的硬件设计和选择应遵循以下原则：
先进性：系统硬件应先进，避免整个系统性能低或短期内过早淘汰。
可靠性：硬件系统在充分考虑先进性的同时，应根据用户对整个系统的具体需求，优先考虑先进、适用、成熟的技术， 充分发挥投资效益。
开放性：计算机网络和相关产品的选择应基于先进性和适用性，并考虑兼容性。
可扩展性：系统数据采集设备采用模块化结构和总线通信方式，在系统规模扩展时，可增加相应的模块。
第二章 系统组成及工作原理
2.1 系统组成
隧道综合应用系统主要包括人员进出定位管理系统、人员/车辆门禁系统、LED由显示系统、视频监控系统和通信系统组成。
人员进出定位管理系统
考勤管理
定位管理
远程管理系统
人员/车辆门禁通道系统
门禁管理
人员/车辆刷卡管理
气体监测
气体监测
LED显示系统
LED大屏显示
视频监控系统
隧道入口视频监控
视频监控掌面
远程视频终端服务
通讯系统
光纤传输部分
无线传输部分
其它电缆传输部分
2.2 整体平台架构体系应用
可拥有远程中心，可实时查询当前隧道的相关安全信息；
三层系统架构，包括前端工点监控、中间通信层和后台调度监控
前端工点监控(人员进出定位管理系统、视频监控、人员/车辆门禁管理)、后台调度(远程) 采用中央机房、服务器和一些外部对接平台B/S应用架构。
2.3 系统网络结构拓扑图
2.3人员进出定位管理系统
人员进出管理系统可分为人员管理和人员定位信息管理。主要包括监控主机、读卡基站、人员识别卡、传输数据接口转换器等。
监控主机（现场服务器）：独立计算机，负责管理、通信、统计存储、屏幕显示、查询打印、图片编辑、网络通信等任务。
读卡基站(读卡器):实时收集接收人员卡信息，通过通信线路及时反馈给系统。可分为定位基站和识别基站。
人员识别卡：编程拥有世界上唯一的识别码，仅供读卡基站识别，一般安装在安全帽上或佩戴，健康认证，安全可靠
传输数据接口转换器：包括一些信号转换器，主要实现信号转换，使系统能够更好地接收和处理数据
一般原理图如下
考勤系统：每条施工隧道内安装2台读卡器。一个读卡器安装在隧道入口处，另一个读卡器安装在入口处200米处。根据读卡器读卡的顺序，判断施工人员的进出情况。施工人员何时进出，洞内有多少操作人员可以反映在系统软件中，并反映在大屏幕上，使考勤情况一目了然。施工人员在安全帽内佩戴系统考勤卡，无需主动刷卡即可实现自动考勤，方便省力，精度高。
定位系统：在每个施工隧道二衬台车附近安装两个读卡器，一个安装在台车车前读卡器主要是手掌挖掘或其他手掌工作人员定位，车后，主要负责车附近的人员定位（如果安装定位读卡器，可按200米计算，建议隧道挖掘长度≧1000米，开挖部分超过600米)，两个洞口也可以实现定位功能，洞内定位随台车实时识别定位。只要施工人员在安全帽内佩戴系统考勤卡，就不需要主动刷卡。在每个读卡器的有效识别范围内，施工人员根据识别的人员标志卡进行区域定位识别和管理，使管理人员能够及时掌握监控室施工现场的具体情况。同时，特殊人员卡上可以有一个按钮，实现洞内外的双向通信。当洞内有危险情况时，可通过按钮及时通知洞外值班室，做好危险防治工作。同时，特殊人员卡上可以有一个按钮，实现洞内外的双向通信。当洞内有危险情况时，可通过按钮及时通知洞外值班室，做好危险防治工作。在洞外获取信息后，您也可以通过广播通知现场所有识别人员
2.4 人员/车辆门禁通道系统
门禁通道系统主要利用自动刷卡机制限制人员进出，确保非工作人员进出施工区域，也可用于确保数据的真实性和有效性，避免因人为因素导致出勤失败或管理错误。车辆门禁可以提高现场车辆的及时控制，实现更有效的车辆利用率
主机（现场服务器）：负责管理、通信和统计存储整个系统设备和人员检测数据
还有屏幕显示、查询打印、图片编辑、网络通信等任务。
控制板：实时收集接收人员卡的信息，通过通信线路及时反馈给系统，生成控制门的指令，根据数据的有效性进行控制，确保人员进出正常。
大门：主要安装在入口处，限制车辆进出
地感检测器：及时检测车辆是否通过，并将信息发送到控制系统，产生相关联动
三辊闸门：也安装在隧道入口处，限制人员进出
读卡器：远程读卡器通过靠近自动刷卡获取人/车辆携带的电子标签卡信息，并传输到后台控制中心。
人员/车辆门禁通道 示意图
使用人员/车辆门禁通道系统，只要人员和车辆配备相关电子标签，就可以实现进出人员和车辆的分流，确保一定的进出安全。当人员携带人员卡（即电子标签），靠近人员访问控制通道，即三辊门时，内置读卡器可以及时读取卡信息，并提交后台验证。如果运行通过，发送命令给三辊门，打开放行，否则不会改变。对于车辆门禁系统，还需要为每辆车配置车辆卡。当车辆通过交通区域时，它会触发读卡，也会触发一些感觉。当读卡和触发时，系统将确定车辆允许通行，然后打开大门放行。单读卡或单感触发，系统统一认为不允许通过。
人员/车辆门禁通道 原理图
2.5 气体监测系统
环境监测系统侧重于危险气体的监测，如气体。在开挖表面需要气体监测的地方，安装相应的气体监测装置，使用气体探测器监测该区域的气体，及时通知实时气体浓度消息，及时预防和安全预警，确保隧道工作更正常、更安全。
环境监测系统主要包括监测服务器、前端感知监测器、传输接口转换器等
监控服务器：主要负责接收、处理和反映前期监控设备返回的相关数据，并进行保存和检查
看
前端感知监测器:一般指数据设备的采集，如瓦斯监测器。现场环境参考可实时采集
通过系统通信系统实时传回服务器
传输接口转换器：包括一些信号转换器，主要实现信号转换，使系统更好地接收
理数据
瓦斯监测原理图
2.6 LED显示系统
将LED大屏幕安装在施工入口附近，最好靠近门房或值班室，实时显示地铁施工人员的信息，使管理先进透明。显示的内容包括：标签号、姓名、时间、总数等，使领导和监理人员不需要下隧道，也不需要检查监控室的计算机，及时了解隧道施工人员。有了该LED大屏幕显示系统不仅能形象、直观、清晰地反映洞内各区域施工人员的信息。此外，在现场会议上，各种欢迎标语和宣传标语也可以显示在大屏幕上；平时可以通过大屏幕提醒施工人员注意施工安全，在高温、霜冻等恶劣天气及时提示温暖。这些都能充分体现隧道建设项目部管理的人性化、现代化、科学化。
系统组成：服务器、同步系统卡LED显示屏
服务器：主要实现显示内容的编辑和控制
同步显示系统卡：计算机和系统的核心部分LED屏幕显示内容。编译和传输信号
LED显示屏：由32X16 led灯点(P10单红)阵组成的模块组装可根据实际情况选择组装尺寸
LED大屏系统原理图
2.7 视频监控系统
网络视频监控系统包括前端视频采集设备、网络视频编解码、通信传输设备、后端监控接收客户端软件。该软件主要安装在装在隧道的主要监控点，软件主要安装在监控室的计算机上。通过平台管理中心系统授权，前端视频点实时监控管理。例如视频、云台、放大、视频等功能，有管理权限的用户也可以设置、下载、实时点播任何点的视频；系统也可以通过PC监控浏览器。
由此可见，网络监控系统采用监控摄像机对隧道施工现场各视频点进行24小时实时监控。对于一些关键视频点，可以启动视频移动检测功能和报警功能，系统可以根据图像移动自动识别和触发视频（预录制机制，预录时间可以提前20秒以上）；同时，系统将图像、声音、报警等实时数据传输到监控室计算机，管理人员可以通过本地监控和远程监控IE监视、WEB 随意切换前端任何监控点的视频，如网页客户端等。能够直观地了解和掌握施工各视频监控点的实时情况，随时随地及时准确地监控。
在实际隧道中，摄像头通常安装在手掌表面和洞口附近，实时显示监控区域，使管理者能够更直接地了解现场情况。
系统组成：服务器、摄像头、视频服务器、传输数据接口转换器、通信部分
服务器：监控平台终端显示系统返回的信息，通过平台软件控制各监控点的摄像头，并提供视频、播放视频、云平台控制等功能。
相机：前期监控设备，实时采集信号。提供云台设备，实现摄像角度的变化，提供全方位的立体监控。
视频服务器：将声音图像的模拟信号转换为数字信号进行传输，并通过通信线回传到监控平台。
传输数据接口转换器：包括一些信号转换器，主要实现信号转换，使系统能够更好地接收和处理数据。
通信传输：主要有一些RVVP由电缆和网线组成，实现视频信号的及时传输。
2.8 通信系统和后台系统
根据现场实际环境，选择包括有线通信、无线通信和光纤通信系统在内的各种通信系统，合理匹配各种通信系统，确保最佳合理的通信传输。
根据需求分析，后台系统采用最前沿的电视墙技术，通过平台服务及时向电视墙呈现数据，供管理员及时分析处理
2.9 综合远程管理系统
利用各隧道口的网络通信，可及时查看远程监控中心的数据。
案例经验丰富：
项目名称
施工单位
项目功能
杭州地铁隧道工程
中铁隧道集团
安全考勤、LED显示
湖州隧道工程
中铁十七局集团
安全考勤、LED显示
景宁县高速隧道工程
浙江省交通工程建设集团
视频监控、安全考勤、LED显示，无卡报警
重庆隧道工程
中铁隧道集团有限公司台车分公司
安全考勤、LED显示，无卡报警
甘肃天水隧道工程
中交二分局
安全考勤、LED显示
江西井冈山隧道工程
中铁二十五局
安全考勤、LED显示
四川广元隧道工程
中铁十七局集团
视频监控、考勤定位、LED显示、管理系统
上海轨道交通13号线隧道工程
中铁十六局集团
视频监控、LED显示、无卡报警、管理系统
青海省海东地区民和县兰新铁路
中铁十八局集团
考勤定位、视频监控、LED显示、管理系统
永定县隧道工程
中铁隧道集团四分公司
视频监控、考勤定位、LED显示、无卡报警、管理系统
韶关铁路隧道工程
中铁十局集团有限公司
视频监控、考勤定位、LED显示、无卡报警、管理系统
上海青草沙凌桥支线C3标隧道项目
中铁十六局集团
视频监控、安全考勤、LED显示、无卡报警、管理系统
宁宁武高速公路隧道工程
中铁隧道有限公司
安全考勤、LED显示、无卡报警、管理系统
山西吕梁隧道工程
中铁十七局集团
视频监控、考勤定位、LED显示、管理系统