第一章 引言
随着国民经济的快速发展，我国隧道建设日新月异。由于城市地铁、铁路隧道和公路隧道改善了路线技术指标，缩短了距离和驾驶时间，提高了运行效率，国家不断加强隧道建设；但隧道建设成本高，运行管理相对复杂，非常重视隧道建设，不敢掉以轻心。
目前，远程信息管理系统往往只管理行政和技术文件，无法实时获取施工信息，更不用说全面、及时、准确地掌握施工现场和施工人员的信息，导致许多事故。为此，各级政府高度重视工程建设安全生产问题，并采取一系列措施不断加强安全生产。如何改变隧道施工过程中安全监督落后的管理模式，实现管理的现代化、信息化和智能化，已成为管理者研究的重要课题。
因此，隧道安全建设的必然选择是实现灾害预防、事故救援、信息管理等先进管理手段。
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、灵活性、经济实用性、操作维护方便性，建设全球统一管理平台更具前瞻性。
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。
软件设计原则
应遵循以下原则：
可靠性和安全性：系统软件应具有较高的可靠性和安全性。
易用性：系统软件操作方便，采用中文图形界面。
标准化：系统软件应符合国家、行业和国际标准，便于新硬件产品的多次升级和支持。
可扩展性：系统软件应具有可扩展性。面向对象的结构设计具有一定的灵活性、可操作性和可扩展性。当未来业务发生变化时，模块的增加和修改不应影响其他模块。
为保证整个工程的质量，总体方案设计原则需要高度统一上述可靠性、安全性、先进性、灵活性、经济实用性、操作维护方便性。
设计依据标准
严格遵守国家、部委、地方有关的设计标准和执行标准
GB/T 2887-2000 电子计算机场地通用规范
YD/T 1666-2007 远程视频监控系统安全技术要求
GB 10111-1988 随机抽样采用随机数骰子的方法
GB/T 12758-2004 城市轨道交通信号系统通用技术条件
YD 5079 通信电源工程安装规范
GBJ79-1985 工业企业通信接地设计规范
GB50168-92 电气设备安装工程电缆线路施工及验收规范
GA/T75-94 安全防范工程的程序和要求
GA/74-94 安全防范系统适用于图形符号
GB50054-95 低压配电设计规范
国家信息产业部YD/T926-2001标准
以太网10Base-T标准
以太网100Base-T标准
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
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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
电子标签并将卡信息传输到后台控制中心。
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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
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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。
第三章 系统功能特性
3.1 核心功能特征
该系统可实现在建铁路全线隧道的控制，从总部到项目部再到隧道站的逐级权限管理。总部统一发卡、设备、管理、高清远程视频墙显示，及时监控隧道人员信息数据。
本系统遵循"统一发卡，统一设备，统一管理"根据允许隧道洞内工作人员和团队实施的原则"一人一卡"该传感器可视为系统"上岗凭证"或"隧道准入证"。
(1)在建铁路隧道的控制
各站、各隧道均与中心平台对接，数据及时上传；
总指挥部可以及时查询任何站或隧道的当前工作状态及相关数据；
可视化电视墙和高性能服务器提供直观的数据和图像信息
(2)洞内危险气体监测功能:
能及时预防，做到早发现、早处理，确保员工健康安全；
数据及时性强，时间段数据报表显示方便；
(3)洞内工作人员实时动态显示功能:
任何时候洞内某个地方的操作人员数量，操作人员数量的具体信息；
查询一个或多个人个人的实际位置；
记录相关人员在任何地方的到达/离开时间和总工作时间等一系列信息，督促和落实重要检查人员是否按时到达现场检查，或检测和处理各种数据，从根本上杜绝人为因素造成的相关事故
实现多点共享，让多个领导同时在不同的地方查看。
(4)自动报警功能:
如有人员进入，可设置特殊禁区，实时报警，并显示进入禁区的人员；或设置特殊危险区域，当工作人员超过规定数量时自动报警，并及时向高级管理人员发送报警信息。
(5)人员轨迹查询:
你可以找到一个人在一定时间内经历的路径，并在图中画出线路轨迹
(6)考勤能力丰富:
可统计出入口人员，实现考勤记录，建立出入口隧道的各种信息报表（如进出口时间报表、出勤月报表、加班报表、缺勤报表等）
(7)灾后急救信息:
一旦发生各种事故，事故现场的人员数量、人员信息、人员位置等信息可以立即显示在上位机上，大大提高了救援效率和救援效果
(8)车辆及设备管理:
车辆进出统计、定位等重要设备的具体位置
3.2 系统特点
1、安全稳定性高：健康资质认证，具有防爆防尘、抗干扰的特点
2.多卡快速识别:100张卡信息可以在50米范围内同时识别，物体的识别速度可以达到200公里/小时
3.适应性强:可配合光强、以太网、485总线等各种传输网络
4.丰富的查询报告:最大限度地方便管理人员操作
5、双向报警功能：施工人员可通过标签按钮呼叫监控中心；监控中心也可以向标签发送信息。（双向卡功能，单向卡无此功能）
6.远程接入:无需到达现场，就可以在任何可以上网的电脑上远程查看隧道的实时情况。
7.视觉性强:外置超大LED屏幕显示可以随时知道洞里现在有多少人，这些人是谁
第四章 软件功能
4.1 概述
隧道人员定位系统软件采用目前先进的VC.net开发平台，结合强大的功能SQL SERVER数据库B/S结构网络监控软件可以通过IE浏览器在网络上浏览、查询、打印施工人员定位、考勤管理等相关信息，并根据不同的权限进行限制操作，以确保系统的稳定运行
4.2 功能描述
隧道人员安全进出管理系统集考勤定位功能、视频监控、环境气体监测功能于一体LED显示了隧道内人员及其他监控对象的动态分布、数量和位置四个功能，以及选择跟踪、实时跟踪、位置查询和个人定位。
选择跟踪：选择各部门工种等具体人员，掌握现场工作
实时跟踪：实时显示隧道内人员的位置和来源。能够清楚地反映其活动
位置跟踪：选择监控段或监控点，显示该区域的人员或车辆分布
个人定位：显示特定人员的运动轨迹和历史运动方向
考勤统计功能
通过记录和统计进出隧道的工作人员的出入时间和停留在隧道各区域的工作时间，完成个人、部门和干部的考勤信息查询和统计，并按要求输出各种信息报表（如时间报表、出勤月报表等）
视频监控
监控位置的图像实时显示，监控更加直观清晰
提供云台查看，监控更具体、更立体
视频存储方便，一个月内可以查看视频。
强大的外部性能功能。可与系统实现报警联动。
环境气体监测
当前隧道内的气体成分和比例根据时间段实时获取
图表显示更客观、更直接
可查询历史记录信息
报警阀值可以设置，管理更方便
LED大屏显示
同步显示系统监控数据，更直接、更生动
节目安排丰富，人性化极高
易用，易懂，操作方便快捷
员工管理功能
员工管理功能 ：增加、删除、修改和查询员工
硬件信息管理功能：管理读卡器基站和分站名称，输入人员识别卡信息
实时报警功能
具有实时报警信息显示和历史报警查询功能，包括读卡器基站故障、卡电池电量不足、危险区域加班、禁区闯入等重要内容
安全监测功能
跟踪隧道内安全监测人员的运动轨迹，记录各区域和监测点的停留时间，确保安全监测工作的严格执行
区域禁止管理功能
当非授权人员被禁止进入一些重要地方或危险场所时，系统会给出提示和警告，并保存相关信息记录
协助处理紧急事件的功能
如果隧道发生紧急情况，系统可以及时统计丢失人员，查询事故现场附近的人员信息，快速确定人员的准确位置，及时有效地开展搜救工作
查询和报告打印历史数据的功能
长期保存隧道人员定位、人员跟踪、考勤统计、安全监控管理、系统运行管理等信息，便于查询历史记录。
根据时间和部门查询和打印信息
信息网络功能
通过建立WEB服务器可以通过浏览网页来共享信息。客户端不需要添加任何软件来提供WEB访问浏览器，确保远程用户能够及时了解和掌握现场的实际情况，安排和指导未来的生产工作。
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