隧道工人定位

针对公路隧道施工发生坍塌事故时，无法对被困人员进行被困人员的数量和具体位置进行准确判断的情况，华星智控通过对公路隧道施工人员识别定位系统的系统原理、特点及系统设计等进行研究，设计出适合于公路隧道施工的人员识别定位系统设计方案。

 

随着我国全面建设小康社会工作的深入开展 ，国家对基础设施建设的投入不断增加，特别是西部大开发、中部崛起、东北振兴等战略的进一步实施，将会修建更多的公路。我国是一个多山的国家，许多地区崇山峻岭，山区面积占国土面积的69％，这就意味着我国公路隧道的建设将进入一个崭新的高潮阶段。

 

 

在公路隧道施工的日常安全管理中，对施工作业人员进行考勤还普遍采用纸质登记的形式，进出隧道记录容易丢失，且管理成本较高。同时，当公路隧道施工发生意外事故时，救援人员往往无法准确判断被困人员的数量和具体位置 ，给救援工作带来了极大的困难。如何实现对进出公路隧道 的施工人员进行自动化考勤 ，对施工人员的运行轨迹进行准确定位，对提高公路隧道施工安全管理和应急救援水平具有很好 的现实意义。

 

近年来随着无线传感器技术的发展，用于区域无线定位的 WIFI定位技术、Bluetooth 定位技术、红外定位技术、RFID (射频技术 )定位技术及ZigeBee定位技术等得到全面应用。尤其是ZigBee定位技术具有功耗小、成本低、延时短、容量大及高可靠性等优势，且定位精度可达1m以内，故得到了广泛应用与推广目前，市场上的人员识别定位系统所采用的定位方法主要有 以下两种 ：

 

①场强定位法：2 台基站信号的交叠区域才能实现精确定位，如图 1。在 2 台基站中间的部分可以实现精确定位，而两端无法实现精确定位。

②信号飞行时间定位法 ：单基站定位 ，不需要多台基站信号交叠，可实现施工面的精确定位 ，且整套系统的定位基站数量更少，系统更精简 ，定位效果更精准，如图2。因此，本系统将采用信号飞行时间定位法来对隧道施工人员进行准确识别与定位。

 

 

定位原理如下图所示，人员佩戴定位信标，在隧道安装信号接收基站，信标发送脉冲，基站接收信号脉冲从而实现对人员的实时精确定位，定位精度30厘米。

如下图所，定位系统主要由信标，定位基站，网桥（信号传输）定位引擎服务器组成。

 

唯一 ID 标识：人员、车辆、工程机械安装标签，在此定位物联网每标签都有唯一 ID；

全局位置显示：指挥中心可实时显示数万个标签的实时位置，显示在监控室的 CAD\GIS\BIM 图中；

实时轨迹跟踪：人员、车辆、工程机械的运动位置可以以轨迹形式显示，方便进行人员管理，对危险行为及时进行管理；

历史数据回放：位置服务器存储长达几个月的历史位置数据，可回放查询关键时间点人员的动态情况；

电子围栏报警：轻松划定安全区电子围栏、警报区和禁区电子围栏，进入或离开时触发相应级别的报警；

施工区超员报警：软件可以划定施工区超员报警区域，区域内人数超过规定人数时，即可触发报警

人员考勤管理：巡检维护人员均佩戴拥有唯一 ID 的定位标签；

基站设备管理：实时在线检测基站设备在线状态； 区域统计和电子点名：任意区域内人数实时动态点名，联动缺勤人员快速定位；

 

如下图所示为定位管理平台软件，实时显示每个人的精确位置

 

如下图所示可以为不同的人选择不同的图标显示

 

历史轨迹回放，可以查看任意人员某一时间段的运动轨迹

 

人员佩戴的电子标签都具有一键呼救功能，如果遇到意外情况的时候可以通过按下电子标签上的一键呼救按钮求救，监控中心人员将会第一时间收到求救报警信息，第一时间知道求救人员位置信息实施快速准确的救援人员佩戴的电子标签具有长时间静止报警功能，如果工人有出现意外昏迷，受伤连续2分钟以上长时间静止不动将会触发静止报警机制，为突发意外做到快速处理。

通过识别人员定位信息能够实现自动考勤，自动生成人员考勤报表，无需人工干预。

 

定位基站的安装方式如下图所示，平均间隔安装方式间隔300米安装一台，最大间隔安装方式间隔600米安装。

 

 

定位基站实际安装图