修隧道定位系统使用uwb定位技术

  

1.2系统组成

根据项目背景和项目本身的需求，结合我公司多年的项目管理、信息化建设实施经验，针对该隧道设计施工图，特制定隧道施工安全信息化监管方案，总设计方案由以下系统组成：

1、隧道人车分离门禁系统；

2、隧道施工人员定位系统；

3、全彩、单红LED显示系统；

4、隧道风险控制监控系统

5、隧道洞内防爆广播系统；

6、隧道施工有毒有害气体监测系统。

 

 

1.3系统示意图

 

1.4 系统效果图

 

 

第二章 硬件产品介绍 2.1 隧道人车分离门禁系统介绍

 

系统分析描述：

隧道人车分离门禁系统，主要在隧道洞口位置明确采用车行道和人行道的划分。进行人车分流，保证施工人员及施工车辆的安全行进通道。

车行通道采用栅栏道闸，并安装远距离蓝牙自动识别系统，一车一卡，进出自动识别开闸，并自动落杆，系统实时采集进出隧道的施工车辆信息，并可将进入隧道内的车辆数据实时上传至LED大屏进行数据展示，对进出车辆进行有效管控，

系统特点：

采用车辆蓝牙识别，在安全进出的前提下，进出更快速更便捷;

对于授权车辆，授权人员可自由进出，对于非授权人员车辆，及时拦截并告警。

 

人行通道采用智能翼闸、智能摆闸或三辊闸等人员通道闸机。

人员门禁控制系统有多方案可选，目前主流方式采用动态人脸识别+刷卡方式进出，该方案通过采集施工人员人脸信息数据，并录入系统后，施工人员进出隧道，进行远距离刷脸即可进出隧道，对未注册人脸信息的人员，可临时刷卡进出，系统对所有进入隧道施工人员进行实名管理，施工人员通过人脸识别或人员识别卡自动感应验证后，人行通道开门，施工人员方能进出通道，同时系统将自动记录人员姓名、工种、进入时间及人员数量。门禁管理软件通过统计后实时同步显示到LED显示屏上，实现对洞内人员进行实时统计。

 

  2.1.2人员门禁系统

 

2.2.1系统介绍

本系统着重在综合隧道管理各项资源，在保证既定的系统功能正常应用的前提下，利用先进 UWB无线脉冲技术对系统进行整合利用。包含视频监控、人员考勤和实时定位管理、人员/车辆门禁系统、LED大屏同步系统等。大限度的利用资源将隧道工作、管理提升到更高水平的管理平台上。

 

 

 

产品名称	产品型号	主要技术参数		产品图片
UWB高精度人员定位基站	LH8000-D	技术：UWB无线脉冲技术 覆盖直径：600米 工作温度：0℃～80℃ 通信方式：无线网络 定位精度：30cm
UWB高精度人员定位卡	LH8000-B	供电电压：3.7V 可充电锂电池 使用时长：单次充满电可使用1个月，可充10000次 报警功能：支持双向报警 定位精度：30cm
无线网桥	5.8大功率	供电电压：12V1.5A 连接模式：桥接模式/网桥模式 大可视传输距离：3公里

2.2.2 UWB高精度人员定位

 

2.2.2.1 系统特点： 

（1）、系统采用先进的UWB技术TOF算法，对隧道内人员从隧道口到隧道内工作面能全天候不间断地进行实时的定位与跟踪，定位精度达到30厘米;

（2）保证隧道全部位于无信号死角，做到信号全覆盖;

（3）在紧急情况下，可通过定位卡上一键报警按钮，及时通知监控室管理人员；

（4）通过无线方式传输数据到隧道口监控室;

（5）可显示任意选定人员的实时的位置信息，并可按时间段对指定 的隧道内人员的行走轨迹进行历史回放显示单基站定位技术;

（6）可实现考勤、路径跟踪、安全管理、区域统计、数据存储、系 统自诊断、出洞异常提示、数据备份、操作记录、用户权限管理、远 程登录等一系列功能;

（7） 隧道工程施工灾难发生后，系统可实时显示隧道内所有人员地 理位臵信息，并启动相应应急预案；

（8）能够显示隧道图形及隧道内部人员动态分布情况，可对人员进 行查找定位、实时跟踪、历史轨迹回放等;

（9）人员定位系统出口协议应开放，人员的所有信息均可以调用；

（10）人员定位系统服务器应配备外部网络，以供外网用户访问和系 统平台对接；

2.2.2.2设计原则与依据

   系统设计原则

首先根据项目实际需要结合隧道长度等现场具体情况，可作全线覆盖定位和危险施工区域定位（即掌子面定位）两种。

全线覆盖主要针对一些特长隧道，施工条件难度大，项目管理要求高的一些重点隧道工程，采用全线信号覆盖人员定位，每隔600米安装一台定位基站，可做到隧道内的无线定位信号全覆盖，定位精度大可达30CM。

危险施工区域定位又称掌子面区域定位，即在防水板台车上安装1台高精度定位基站即可，基站将采集到进入该区域内的定位卡信号，通过无线网桥传输到后台管理系统中。

经过软件处理，得出各具体信息（如：是谁，距离洞口多远，具体时间）， 同时可把它动态显示（实时）在监控中心的电脑上或隧道外的 LED大屏幕上，并作好备份。监管人员可随时了解隧道中人员的状态。管理者也可以根据电脑上的分布示意图查看某一区域，计算机即会把这一区域的人员情况统计并显示出来。管理者能实时的观察到隧道内工作人员的即时区域位臵，实现隧道内人员定位。另外一旦隧道内发生事故，可根据电脑中的人员定位分布信息马上查出事故地点的人员情况，以便帮助营救人员以准确快速 的方式营救出被困人员。一旦隧道内发生突发情况，隧道内人员可通过所携带的定位仪（识别卡）发出警报。 隧道内人员只要按定位仪上的报警按钮即可发出报警。在监控室的动态显示界面会立即弹出红色报警信号。

  2.2.4定位系统功能：

人员实时定位：运用UWB无线脉冲技术实现对人员实时定位的监控。基于实时定位信息，实现人员实时管理。 人员实时定位可提供人员实时位置信息，方便观察其在岗情况，或者方便寻找所需对象；另可对区域进行分类管理，限制未 经授权的人进入危险区域，防止意外事故的发生。

人员考勤：通过给隧道人员佩带定位卡，地面监控人员可在隧道地图实时观测到 所有隧道人员的真实分布情况、数量、姓名，可对人员进行定位，从而可进行人 员考勤管理。

人员轨迹回放：系统通过对采集的数据进行存储，形成了人员历史轨迹数据，该 数据可动画显示人员历史行进路线，其主要作用在于：为已发生的事故提供基础 数据；另一个方便主要是为人员管理提供基础数据，如有无脱岗现象、巡查人员 是否按时巡查等，以提升企业管理效率，提高服务水平。

人员统计：人员定位系统具有数据实时统计功能，可实时统计出人员总数、各区域内人员数量及各班组的人员数量。该功能通过对人员分布的统计分析，为管理者对人员的合理调配提供基础数据。

求救报警：当员工遇到紧急情况时，可按下定位卡上的求救报警按钮，报警信息 可以立刻传送到监控室，并进行声光报警提示，管理人员可根据报警信息及报警位置，迅速做出响应。

2.2.5定位系统主要产品介绍：

定位基站

 

1）、设备描述

LH8000-D定位基站用于隧道内人员考勤、定位，单台基站可覆盖600米直径范围，在该区域内的任意位置，基站都可识别到定位卡信号，并通过无线网桥将该区域内所有定位卡的数据上传到后台管理系统，定位精度可达30CM。

2)、设备特点

● 大范围内同时快速、可靠地识别大量标识卡。

● 微功率、识别率高、高抗干扰性、稳定可靠。

● 小巧，轻便，非常便于安装和维护。

3) 、技术参数

 

工作电压	DC 24-48V
工作电流	≤200mA
接口	1 个24-48VDC电源接口 1个RJ45网口
外形尺寸	210mm x 210mm x 70mm
外壳材质	冷轧钢
重量	1.8kg

 

定位卡

 

1)、设备描述 

定位卡相当于“隧道内身份证”，所有隧道内人员和机车各携一张，该卡不 断地自动向读卡主站发送信号，报告其实时地理位臵信息，使系统全程掌握人员 的活动路线和时间。

2)、定位卡特点

● 功耗低，并且可充电。

● 与定位基站通信距离远可达300米。

● 可向隧道外报警。

● 具有低电报警功能。

● 防水、防尘设计；无辐射伤害。

3)、技术参数                                                                 

定位技术	UWB
通信协议	(IEEE802.15.4)
电池类型	锂聚合物充电电池
电池规格	600mA/H
电池寿命	充满电使用1个月,充电大次数：10000次
外形尺寸	45 mm×50 mm×17 mm
外壳材质	阻燃ABS塑脂
重量	95g
携带方式	安全帽上佩戴

 

 

卡片佩戴方法（仅供参考）：

                

 

 

2.3其它系统介绍

将LED大屏幕安装在隧道口或值班室附近，靠近值班室为佳，用于实时显示隧道内施工人员的统计信息、施工工序、安全公告及洞内各参数信息，同时还可以显示欢迎领导检查等内容；显示内容用户可根据需要自行调整。LED显示屏的尺寸大小可以根据用户实际需要量身定制。能充分体现隧道施工项目部管理上的施工信息透明化、信息实时性、科学施工。