隧道人员定位系统方案

北京新锐科创科技有限公司1隧道人员定位管理系统北京新锐科创科技有限公司联系电话：186-0105-0958 苗经理北京新锐科创科技有限公司2目 录1 概述 32 设计依据 33 系统结构组成 43.1 系统组成 43.2 系统架构 54 系统设备分布 65 系统功能及特点 75.1 系统功能 75.1.1 人员实时定位功能 .85.1.2 紧急报警功能 .85.1.3 人员历史轨迹查询 .95.1.4 区域报警功能 .95.1.5 人员考勤功能 .105.1.6 视频联动功能 105.1.7 有毒有害气体监测 .115.1.8 集成门禁、闸机一卡通功能 .115.2 系统特点 115.3 定位设备介绍 125.3.1 隧道通信网关 125.3.2 隧道定位微基站 135.3.3 定位识别卡 155.3.4 系统管理软件 166 系统安装及施工 176.1 货物准备 176.2 人员安排 176.3 施工前人员培训 176.4 工程职责界面表 177 技术培训 187.1 培训内容及计划 187.2 培训时间安排 187.3 培训项目 197.4 培训内容 198 售后服务 199 项目案例 2010 公司介绍 20北京新锐科创科技有限公司1 概述安全生产事关人民群众的生命和财产安全，各级政府一贯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工作。如何改变目前隧道施工过程安全管理落后的管理模式，实现管理的现代化、信息化成为管理者研究的重要课题。因此，借助以灾害预防、事故救助、电子信息化等先进的管理手段是隧道安全施工管理的必然选择。北京新锐科创科技有限公司根据隧道安全生产管理的需要研发的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的安全管理理念。隧道人员定位管理系统是在 ZigBee技术的基础上，结合先进的通信、计算机及网络技术成功研发的综合管理平台。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、运行稳定、设计专业化的隧道监测系统。使管理人员能够随时掌握施工现场人员、设备的分布状况和每个人员和设备的运动轨迹，便于进行更加合理的调度管理。当事故发生时，救援人员也可根据隧道人员考勤定位及安全监测管理系统所提供的数据、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。这一科技成果的实现，将为隧道建设的安全生产和日常管理再上新台阶提供有力保障。2 设计依据1) 实现直观的、实时的现场施工画面数字化管理。2) 实现隧道生产作业人员进出的有效识别，实现施工人员分布的可视化，并使系统管理充分人性化、信息化和高度自动化。3) 为管理人员提供考勤作业、人员进出限制等多方面的信息查询。4) 一旦发生安全事故，通过该系统立刻可以知道隧道作业面工作人员的数量，被困人员的位置，保证抢险救灾和安全救护工作的高效运作。北京新锐科创科技有限公司5) 系统设计的安全性、可扩容性、易维护性和易操作性。6) 标准化：监控系统可以实现数据在网络上的传输和共享。本系统采用的产品均遵循标准协议和传输标准的要求。7) 稳定可靠性原则：系统的稳定、可靠性是系统的重要指标，直接影响系统的各项功能的发挥和系统寿命。因此从系统设计到设备选型，都应遵守这一原则。我们的方案在充分考虑用户实际情况的基础上，所有系统中的硬件设备均经过严格测试使用，减少了环境因素造成故障的可能性。设备选用国际知名品牌，技术采用国标领先、稳定的新技术。比如无线设备我们选用 IEEE802.11标准的无线设备，实践证明，它抗干扰性、传输稳定性要明显优于其它无线传输设备，有力的保障了这一点。8) 易用性和先进性结合原则：充分利用当代先进的技术和手段，建成一套先进实用的监控系统，是我们这次设计的根本目的。软件使用界面良好，用户安装相应软件后就可进行实现监控，实现智能控制，不用单独设置。因此，从用户角度出发，特别注重系统的易用、方便和直观，强调系统的综合能力和总体性能。3 系统结构组成3.1 系统组成新锐科创隧道人员定位系统主要由定位设备和定位系统软件两大部分组成。主要包括监控服务器主机、客户端电脑、通信网关、定位微基站、定位识别卡、LED 显示大屏、 GIS 监控软件等组成。系统容量：基站容量 256 台，识别卡 20000 张以上；北京新锐科创科技有限公司3.2 系统架构系 统 具 有 极 大 的 灵 活 性 ， 有 多 种 组 网 方 式 ， 可 以 根 据 各 隧 道 的 实 际 情 况 和用 户 的 需 要 ， 选 择 不 同 的 组 网 方 式 ， 构 建 成 不 同 的 系 统 架 构 ， 从 而 满 足 不 同 规模 用 户 的 要 求 。系 统 可 以 采 用 以 太 网 进 行 通 信 连 接 。 以 太 网 可 以 是 光 纤 ， 也 可 以 是 无 线 网桥 。 新 锐 科 创 通 信 网 关 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 。 通 信 网 关 和 无 线 基 站 直 接 可 以 通 过 无 线 连 接 ， 无 需 布 线 ， 施 工 方 便 ， 系统 稳 定 。以太网结构示意图北京新锐科创科技有限公司4 系统设备分布人员定位系统基站的布置原则是：根据现场情况，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，用来接收人员识别卡的信息，采集器用来监控环境数据，用来监控一氧化碳和风速。北京新锐科创科技有限公司5 系统功能及特点5.1 系统功能新锐科创隧道人员定位系统软件采用 GIS技术，可以根实际情况，对隧道施工人员进行实时定位，显示人员的实际位置，设置高级区域限制及移动方案，并记录，方便历史查询，方便管理。同时提供了在应急或事故发生后的历史数据保存查看的功能。极大的提升了事故抢救的工作效率。系统的主架构分两部分：系统服务器端软件和系统客户端软件。服务器端软件用来收集来自现场的基站和识别卡的数据。客户端用来显示服务器端收集上来的数据。整个系统需要有一个服务器端，可以有多个客户端。新锐科创隧道人员定位系统主界面北京新锐科创科技有限公司5.1.1 人员实时定位功能1) 查看任一时间洞内某个地点作业人员人数，作业人员人数具体信息；2) 查询一个或多个人员现在的洞内实际位置；3) 记录有关人员在任一地点的到/离时间和总工作时间等一系列信息，可以督促和落实重要巡查人员是否按时、到点的进行实地查看，或进行各项数据的检测和处理，从根本上尽量杜绝因人为因素而造成的相关事故；4) 实现多点共享供多个领导同时在不同地点查看。人员实时定位界面5.1.2 紧急报警功能当隧道内工作人员遇到身体不适、紧急状况等危机人身安全的情况时，可按下定位标签上的紧急呼叫按钮，及时向管控中心发送报警指令并对事发状况进行紧急处理。紧急呼救报警界面北京新锐科创科技有限公司5.1.3 人员历史轨迹查询可查找某个人在某个时间段内所经历的路径，并在图中画出线路轨迹。历史轨迹查询界面5.1.4 区域报警功能可划定特殊区域，人员进入、离开、滞留时间过久等情况下，都会提前发送报警给中控中心，提前做出处理。区域报警功能界面北京新锐科创科技有限公司5.1.5 人员考勤功能可对出入洞口工作人员进行统计，实现工作人员考勤记录，建立人员出入隧道的各种信息报表（如：进出洞时间报表、出勤月报表、加班报表、缺勤报表等等）。5.1.6 视频联动功能系统接口支持主流视频品牌，系统接受到隧道内人员报警后，可直接查看器报警位置附近的监控信息，及时掌控事发地点状况，做出下一步工作批示。视频联动功能界面北京新锐科创科技有限公司5.1.7 有毒有害气体监测在特定危险区域安装有毒有害气体监测设备，可实时查看监测的气体数值，一旦超标，可及时通知其附近工作人员撤离。气体检测功能界面5.1.8 集成门禁、闸机一卡通功能新锐科创定位识别卡内部集成一卡通芯片，支持市场上主流的一卡通技术，工人只需要携带一张卡即可实现人员定位、移动报警和门禁、梯控等功能；5.2 系统特点1) 功耗低：系统采用 2.4GHZ芯片，采用 ZigBee技术，一体化的电路设计，功耗低，识别卡采用可更换电池，单个电池可持续工作 6个月以上。2) 零漏读：用独特的数据处理技术，准确快速的识别卡，有效的解决了同频干扰问题，解决了同一时间卡量太多，读卡器数据冲突造成错读、漏读识别卡而导致的考勤定位不精确和人员统计不准确的问题。3) 施工方便：无线传输，无需布线4) 多种组网方式：系统提供多种可选择的组网方式，可以直接通过总线传输北京新锐科创科技有限公司方式联网；可以通过网络加 ZigBee无线方式（推荐），可以通过光纤+总线传输方式联网；可以通过工业以太网+现场总线的方式联网。5) 定位精度高：区域定位精度 5-10m，精确定位精度 3-5m。5.3 定位设备介绍5.3.1 隧道通信网关隧道通信网关是新锐科创科技有限公司基于 ZigBee IEEE 802.15.4 协议开发的一款新型产品。它以中央处理器 ARM407为数据处理中心，外围包括 12V供电电路部分，网口传输电路部分，ZigBee 无线收发数据模块。除此之外，还预留有以太网（Power Over Ethernet) POE供电功能的扩展通道。是一款功能强大，性能稳定，外观精细的产品。 主要功能1) 实现以太网与无线 ZigBee模块之间的数据转换、处理及中继通信；2) 可下辖 ZigBee无线/有线基站（室内微基站）和 ZigBee终端设备（定位识别卡）；3) 实现主动索取微基站和被动接受服务器连接；4) 具备中继路由和终端设备功能；5) 采用直流 12V电压供电，低功耗，安全；北京新锐科创科技有限公司 产品主要参数1) 工作电压：DC12V；2) 防爆等级：ExdIICT4/ExTD A21IP65T803) 无线频率：2.4GHz；4) 通信方式：TCP/IP,2.4G 无线5) 识别角度：全向型6) 数据接口：RJ45 或 GPRS,7) 频率范围：2.405GHz - 2.480GHz, 8) 发射功率：25dBm9) 接收灵敏度：-94 dbm, 10)天线连接：内置 SMA天线, 11)识别能力：单基站同时识别 250张；12)通信距离：单点通信 100-200米；13)外壳材质：铸铝合金； 14)环境温度：-25+60；15)配件：220V 转 12V 适配器，安装底座；16)设备尺寸：200*200*90mm5.3.2 隧道定位微基站隧道微基站室内微基站是新锐科创研发的一种具有强大的网络传输能力和北京新锐科创科技有限公司负载能力新型定位产品，同时具备广泛的设备兼容性。是本公司新一代的低成本，低功耗，传输高效，性能稳定的 ZigBee通信定位产品。 主要功能1) 采用高性能 ZigBee模块，工作稳定，抗干扰能力强，传输距离远；2) 超低功耗设计，采用低功耗处理器及相应的休眠处理方式，最大限度的降低功耗；3) 整体设计为模块化设计，结构清晰，避免相互影响，更方便后续的功能升级及扩展；4) 网络工作方式简单易用，上电即可自行组网，支持 MESH网络模式；5) 集考勤，定位，通信等功能为一体，数据传输精确度高达 95%以上；6) 内部器件均采用坚固耐用的工业级标准器件，性能稳定，安全可靠； 产品主要参数1) 工作电压：DC12V；2) 防爆等级：ExdIICT4/ExTD A21IP65T803) 无线频率：2.4GHz；4) 通信方式：TCP/IP,2.4G 无线5) 识别角度：全向型6) 数据接口：RJ45 或 GPRS,7) 频率范围：2.405GHz - 2.480GHz, 8) 发射功率：25dBm9) 接收灵敏度：-94 dbm, 10)天线连接：内置 SMA天线, 11)识别能力：单基站同时识别 250张；12)通信距离：单点通信 100-200米；13)外壳材质：铸铝合金； 北京新锐科创科技有限公司14)环境温度：-25+60；15)配件：220V 转 12V 适配器，安装底座；16) 设备尺寸：200*200*90mm5.3.3 定位识别卡新锐科创 XR-ZB1001帽卡识别卡可以实现人员定位、发送/接收呼救信息、人员紧急情况报警、电池电量不足报警等功能。该卡性能稳定，操作维护简单，信号传输能力强，便于人员携带。 主要功能1) 实现识别卡与室内无线 ZigBee微基站之间的实时数据传输通讯；2) 性能稳定，数据传输率达 100%；3) 操作维护简单，电池寿命达 1.5-2年；4) 兼容性强，可集成一卡通、门禁等功能； 产品主要参数1) 识别距离：0 150 米；2) LED指示灯：1 个，运行状态、报警提示；3) 识别速度：80 公里/小时；4) 识别能力：具备 300张/秒的防冲突能力；5) 识别方式：内置全向天线；6) 工作频段：2.4G 无线；7) 外壳材质：ABS 工业塑料；北京新锐科创科技有限公司8) 佩戴方式：胸前佩戴，钥匙链佩戴；9) 电池续航时间：1.5-2年；10)外壳尺寸：90*65*5.5mm5.3.4 系统管理软件系统软件采用 GIS技术，可以根实际情况，对人员或者车辆进行定位，显示人员的实际位置，设置高级区域限制及移动方案，并记录，方便历史查询，方便管理。同时提供了在应急或事故发生后的历史数据保存查看的功能。极大的提升了事故抢救的工作效率。系统的主架构分两部分：系统服务器端软件和系统客户端软件。服务器端软件用来收集来自现场的基站和识别卡的数据。客户端用来显示服务器端收集上来的数据。整个系统需要有一个服务器端，可以有多个客户端。新锐科创隧道人员定位系统主界面北京新锐科创科技有限公司6 系统安装及施工6.1 货物准备依据合同清单，做好备货准备，督促各职能部门积极做好合同货物的采购与储备；接货、验货：协调甲方负责人准备货物存放地，组织验货人员进行验货入库；积极准备工程中的辅助材料，使用工具等，确保工程顺利实施。6.2 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，各成员分工情况如下：项目经理：主要负责工程的全面组织、协调工作；识别分站勘测、安装督导、软件调试。技术工程师：主要负责系统调试、识别卡登记发放、资料整理；识别分站勘测、安装督导、软件调试。甲方负责人：主要负责甲方人员的工作分配，协调厂家人员施工过程中需要处理的问题等，货物的存放领取等。甲方需提供 6名技工人员：主要实施电缆的敷设，设备的安装，接线盒的安装、接线。6.3 施工前人员培训为了使项目能高质量的实施，在施工前必须对甲方参与人员进行统一的、系统的培训，甲方对施工安全做一次培训，协调好各方在施工中的责任。6.4 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 确定双方项目负责人 1.2 制定工程实施计划 1.3 提供设备安装文件 系统用户手册北京新锐科创科技有限公司1.4 确定隧道内识别分站安装地点 根据设计及现场情况确定1.5 预留地面机房电源 1.6 确定设备安装位置 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 货物入库清点 2.2 货物保管及出入库管理 2.3 识别基站安装、线缆连接 指导安装2.4 机房硬件设备安装 2.5 机架内设备的线缆连接 2.6 机架外设备的电源线、接地线 2.7 设备上电 2.8 系统调测 3 系统验收 7 技术培训为了使整个工程能更好的使用，我公司制定了相应的培训计划。7.1 培训内容及计划现场工程师结合隧道上现场情况对隧道方相关人员进行培训。隧道方安排相关人员到我公司，系统、全面学习系统原理，使用、维护等内容。7.2 培训时间安排在项目安装完毕后，对负责该项目的技术人员进行培训。北京新锐科创科技有限公司7.3 培训项目理论的培训，包括整个系统的原理、用到的技术进行培训。实践培训，操作过程要注意的问题，紧急处理培训。维护培训，要不定期的对系统进行维护，培训他如何维护。7.4 培训内容系统安装， Windows XP /SQL2005 的安装和基本系统使用，详细操作说明。系统的登录登录流程，在进入系统前要登录，系统的考勤，讲术考勤的功能，及如何操作实现，具体有上下班设置，考勤统计，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。如何对行走路线的查询。8 售后服务1) 产品质量保障：设备出厂前，所有设备经搭建模拟现场环境测试后，达到要求后方可出厂，每件设备有唯一的 SN号，建立了质量跟踪制度。2) 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用户保持密切的