城市地铁施工人员定位门禁系统

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一．概述
地铁开挖作业具有与生俱来的特殊：生产场地范围大，环境条件恶劣，突发性因素多，相互间关联度大，整体性要求高，生产设备多，人员多且情况复杂；地铁开挖安全生产是关系人民群众生命和财产安全的大事。苏州陆禾电子科技有限公司为适应市场需求，以市场反映的优秀的行业产品为主导，开发生产了集人员定位、考勤、硬件设备维护、日常管理等于一体的综合性地铁施工人员安全管理应用系统。该系统采用国际较新RFID技术，通过对坑道远距离移动目标进行非接触式信息采集处理，实现对人、车、物在不同状态下的自动识别，及时、准确的将人员及设备的动态情况反映到地面计算机系统，方便管理人员进行合理的调度安排；并对地上地下人员信息进行收集和整理，通过软件形成各种文件，为管理人员反馈考勤信息；当事故发生时，救援人员也可根据人员定位系统所提供的数据、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，较大限度地减少灾害损失。该人员安全管理系统对于提高企业管理水平、保证企业自动化安全生产有着较其重大的意义。
二、系统构成及工作原理
2.1、系统构成
陆禾地铁人员安全管理系统充分利用先进的工业以太网技术实现了数据的高速传输，结合专有的RFID无线传感器网络技术，实现了对生产现场动态、实时的数据采集分析和高速传输，并充分利用了计算机存贮容量大、处理数据快、精度高和人工智能的特点，使安全管理实时化、系统化、科学化，大大提高了信息资源的利用率和安全工作的效率。必将在国内各城市地铁施工安全生产管理中发挥巨大作用，较大地改善当前的施工安全现状，产生可观的社会效益、经济效益。
系统构成主要包括两个部分：地面部分和地下部分。
1）地面部分
数据库应用服务器、WEB服务器、LED屏应用服务器。均安装有各自**的应用软件，同时可安装所需的通用服务软件以及各种办公软件等。主干传输包括交换机、双向以太网收发器和所需的光纤及网线、LED屏等。
2）地下部分
地下部分主要包括人员标识卡、读卡器、接口模块、光交换机以及所需的电源、线缆和光缆等。

2.2、系统介绍
陆禾地铁人员安全管理系统是由地面监控中心主计算机在系统软件支持下，通过光纤数据传输接口和沿基坑道通道铺设的通讯电缆，定时对地下安装的无线信息识别基站进行数据巡检和信息采集，无线信息识别基站将自动采集有效识别距离内的标识卡的信息，并根据系统指令，通过传输网络将相关数据传送至地面中心站。数据信息经分析处理后，将地下人员（或机车等移动目标）动态分布在主计算机界面中得以实时反映，从而实现地下安全状态在地上数字化管理的目的。
遵循“统一发卡、统一配备、统一管理”的原则，将标识卡视为“上岗证”或“坑道准入证”，按准许上岗人员实行“一人一卡”制。
1）根据地铁施工监测需求，在基坑进出口、地下隧道、地下作业面等地点安装无线信息基站，并通过数据传输接口与地上系统相互连接，从而构成完整通讯线路。
2）地铁施工生产单位输入工作人员相关信息后，向工作人员颁发并装备人员标识卡。
系统数据库记录该标识卡相对应人员的基本信息，包括姓名、年龄、性别、所属班组、所属工种、职务、本人照片、有效期等基本信息。
3）进入地下的工作人员必须随身携带人员标识卡，当持卡人员经过设置识别系统的地点时被系统识别，系统将读取该卡号信息，通过系统传输网络，将持卡人通过的地点、时间等资料传输到地面监控中心进行数据管理。
4）生产单位可根据生产计划，对该标识卡进行授权管理。授权范围包括：该员工可以准入的坑道或作业面、该员工可进行工作的时段等，**出规定工作范围或时间范围的给与警示，严重者可进一步处理。为防止无关人员和非法人员进入坑道或作业面，系统设置该卡准入坑道或作业面的时效管理模块及卡的失效、报失等。
5）一旦发生安全事故，监控中心在**时间内可以知道被困人员所在的位置及事故发生的时间，便于事故救助工作的开展。
6）系统可自动生成考勤作业的统计与管理等方面的报表资料，提高管理效益。
2.3、工作原理
首先基坑出入口、地下隧道、施工面分别安装有人员识别基站，出入口的可以以考勤功能为主（也可作为定位使用），地下以定位或运动轨迹功能为主（也可作为考勤）。当带有人员识别卡的员工下基坑时，所带的识别卡的信息就会被安装在出入口的人员识别基站获取，并记录下当时的时间信息，然后通过网络上传给服务器。员工继续下至隧道施工面的人员识别基站站点时，所带的识别卡的信息又会被获取，同时也记录当时的时间信息，通过网络上传至服务器。同样，该员工出基坑时，信息也会被服务器获取。这样，该员工每到一处，信息总能被监控电脑获取。安装在监控电脑上的管理软件，可以实时准确的记录员工的考勤信息及下坑至出坑之间的运动轨迹。也就是说，只要员工在现场，任何时间都可以知道该员工所处的具体位置。
同时位于远方的项目管理部门及安监机构也可以通过Internet网络访问多个监控区，实现了统一监控、统一管理等先进的监控管理模式。
为每位员工所配备的识别卡上面都有一个按键和指示灯，若遇到紧急情况时，现场员工可按键发送呼救信号。该信号即可被覆盖此范围的识别基站获取，并立即上传到监控电脑，后台软件同时立即发出警报（通过地面上的警报控制系统）。从按键到发出警告仅几秒钟的时间。地面工作人员即可立即查看事故地点及被困人员，迅速采取营救措施。从而较大限度的减低了人员的生命安全及各种设备的安全，给整个生产过程提供了安全**，不仅减少了损失，同时也提高了员工的积极性，也创造了各种良好的社会效益。
当监控中心发现紧急情况时，也可以通过控制中心的管理系统向井下的所有矿井工人发出信息，电子标签收到信息后，标签上的指示灯会闪烁，同时识别基站启动报警（识别基站需要额外附加报警设备）。地下工人听到声音以后会迅速撤离现场。如果监控软件发现某几个或者一个人处于危险区域，可以迅速定位出这些人的位置，通过识别基站将命令下达给这些人的安全标示卡，可以起到通知的作用。
之外，还可以通过各种移动设备由专人巡视，来获取地下下环境信息。此法可靠性、实时性较低，并且长时间成本较高。
三、系统指标与功能特点
3.1 主要指标
较多识别卡数量：10000个以上
定位精度5—50米
漏读率：千分之一
有线传输速率：≥5kbps
识别分站并发识别数量大于80
识别分站有效接收距离：接收半径较远80米
被测目标较大移动速度：200km/s
无线工作频率：2.4GHz
传输误码率：≤10-7
3.1 产品主要功能
◆ 人员实时动态跟踪、位置自动显示；
◆ 机车等移动目标跟踪定位；
◆ 人员（含机车等移动目标）运行轨迹回放；
◆ 区域某一历史时刻人员分布；
◆ 特殊区域特殊功能，如危险限入功能、**员告警等
◆ 特殊工种，如瓦斯巡检员、安全员等的到位情况管理；
◆ 考勤、统计、存储、查询、打印；
◆ 自诊断功能，当系统出现故障时，自动提示和报警，以供相关人员及时处理。
◆ 识别卡低电量告警，一键呼救功能
3.2 产品主要特点
1）传输快、速率高
高速工业以太网的应用使整个系统的传输速率由几百字节提高到百兆，实现了传输速率质的飞跃，从而可实现多点并发式查询，即多个采集点同时上传数据，较大的缩短了采集时间，从而较大的提高了实时性。
2）移动动态采集
先进的RFID无线传感器网络技术与所需的传感器相连，从而实现移动动态的采集，如瓦斯、矿压、矿内温湿度等环境参数均可实现移动动态的采集。
3）可靠性高
先进的自有技术RFID的应用，较大的提高了产品的可靠性和产品的识别能力。如专有的时间戳技术，即在每一个接收到的信息基础上加入采集时间信息，使整个系统为可靠。
4）多功能
实现了人员实时跟踪定位、机车实时跟踪定位、辅助考勤、历史查询等四大重要安全管理功能。
5）开放性与兼容性
整个系统留有丰富的软硬件接口，具有较大的开放性，可根据用户的需求作相应的调整。
系统可以根据需要添加各种安监设备，如瓦斯检测仪、通风检测仪、矿压检测仪、矿温矿湿检测仪；人员识别标签也可添加功能为生命感知传感器获取遇险员工的信息，为救援工作提供准确的依据
6）高容量性
陆禾地铁人员安全管理系统在隧道下可容纳不小于100个数据采集器，每个数据采集器可同时采集200张左右标识卡信息，整个系统可容纳标识卡上万个，足以满足现有地铁安全施工的需要。