隧道施工安全监控系统设计方案2015年3月目录第一章.概况31.1系统介绍41.2设计原则与依据4第二章.系统组成及工作原理62.1 系统组成62.2 系统应用总体平台架构72.3 系统网络结构拓扑图72.4人员进出定位管理系统82.5 人员/车辆门禁通道系统92.6 有害气体监测系统112.7 LED显示系统122.8 视频监控系统132.9 通讯系统及后台系统152.10 指挥部联网-综合远程管理16第三章.系统功能特点173.1 核心功能特点173.2 系统特点18第四章.软件功能184.1 概述194.2 功能描述20第五章.主要设备介绍23第六章.工程注意事项28隧道施工安全门禁系统设计方案第一章.概况近年来，我国高速公路隧道工程建设成就显著，相继建成了秦岭终南山隧道、厦门翔安海底隧道、上海长江隧道等一大批公路隧道工程。

目前，随着我国高速公路建设重心逐步向中西部地区转移, 隧道工程数量不断增多，全国仅高速公路在建特长隧道就达160余座，建设任务更加艰巨，地质条件愈加复杂，工程管理难度明显增大，质量安全管理工作面临严峻挑战。

隧道工程施工环境封闭，隐蔽工程较多，工程质量安全隐患易发难控。

部分地区和项目隧道工程地质勘察不详、设计深度不足；建设管理制度不健全、措施不落实、管理不到位；现场施工组织不力、设备简陋、工艺落后，野蛮施工、偷工减料等现象屡禁不止；施工管理和现场监理缺位，隐蔽工程质量管控薄弱，工程实体质量和结构耐久性受到影响。

为切实规范隧道施工质量安全管理，提升工程质量安全管理水平，交通运输部专门下发《关于进一步加强隧道工程质量和安全监管工作的若干意见》交质监发[2013]549号，要求“推动隧道工程信息化施工。

针对隧道施工的不确定性和高风险性，加强施工信息化系统建设，实行围岩与支护结构监控量测信息化、人员定位与安全管理信息化、施工质量管理信息化，及时有效指导和控制施工，降低质量安全风险。

配置视频系统，实行隐蔽工程施工可视化监控管理。

建立隐蔽工程施工过程照片、影像记录资料库，确保施工过程可溯、可查。

长大隧道宜配置电子门禁、有毒有害气体连续监测信息管理系统”。

1.1系统介绍针对于上述分析的问题情况，我们结合市场以及用户反馈，推出了采用物联网领域内先进的RFID远距离射频识别技术，并整合传感技术、视频技术、多媒体显示技术等多领域内的高新技术的《隧道施工安全门禁系统》：1、实现人员进出自动登记/定位管理---替代原有进隧道翻牌的制度；（包括人员信息日常管理、进出记录，定位信息、数据分析，存储、报表打印等）2、实现车辆进出自动管理，包括进出登记，进出计数等；（特殊功能系统可选）3、隧道危险气体监测，记录，超阀值报警等(特殊气体隧道定制)；4、隧道内外部语音实时通讯，通讯更快捷方便；（特殊功能系统可选）5、24小时视频监控，可以实现1个月历史记录存储，随时查看；可支持手机视频查看6、LED屏显示或是电视墙显示，显示更形象更专业化；7、远程访问管理，实时随地，只要有网络的地方，均可以查看当前隧道施工的各安全信息。

本系统着重解决施工人员进出的自动化识别，替代“人工翻牌进洞”的管理。

并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，利用先进技术对系统进行整合利用，包含人员进出管理、LED大屏显示等。

最大限度的利用资源将隧道工作、管理提升到更搞水平的管理平台上。

1.2设计原则与依据一、总体设计原则总体以客户的需求为基本原则，并充分结合现有成熟完善的技术进行设计。

隧道综合应用系统是一个涉及视频监控技术、传感技术、LED显示技术、射频识别技术等多方面领域的先进技术，因此总体方案设计必须具有可靠性、安全性、先进性、灵活扩充性、经济实用性、操作和维护的方便性，更要具有前瞻性的建设全局统一管理的平台。

在规划设计过程中，系统设计以保障安全生产、提高企业效率，提升企业管理品质为目标，以高质量服务管理者和使用者为基本原则和设计思路。

二、硬件设计原则系统的硬件设计和选型应该遵循如下原则：先进性：系统硬件应具有先进性,避免短期内因技术陈旧造成整个系统性能不高或者过早淘汰。

可靠性：在充分考虑先进性的同时,硬件系统应立足于用户对整个系统的具体需求，应优先选择先进、适用、成熟的技术，最大限度地发挥投资效益。

开放性：计算机网络选择和相关产品的选择要以先进性和适用性为基础,同时考虑兼容性。

扩充性：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，不需较大的改造，增加相应的模块即可。

三、软件设计原则系统的软件设计和选型应该遵循如下原则：可靠性和安全性：系统软件应具有很高的可靠性和安全性。

易用性：系统软件应操作方便,采用中文图形界面。

标准化：系统软件应符合国家、行业标准以及国际标准,便于多次升级和支持新硬件产品。

可扩充性：系统软件应具有可扩充性。

采用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。

在今后业务发生变化时，模块的增加和对模块的修改不应对其他模块产生影响。

为确保整个工程的质量，总体方案设计原则需要达到上述可靠性、安全性、先进性、灵活扩充性、经济实用性、操作和维护的方便性的高度统一。

四、设计依据标准设计标准、依据严格遵守国家或部委或地方相关的执行标准GB/T 2887-2000 电子计算机场地通用规范YD/T 1666-2007 远程视频监控系统的安全技术要求GB 10111-1988 利用随机数骰子进行随机抽样的方法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 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范GA/T75-94 安全防范工程程序与要求GA/74-94 安全防范系统适用图形符号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由人员进出定位管理系统、人员/车辆门禁系统、LED显示系统、视频监控系统以及通讯系统等组成。

●掌子面视频监控●远程视频终端服务通讯系统●光纤传输部分●无线传输部分●其他线缆传输部分●卫星通讯互联网3G/2G微波通讯卫星数据传输监控中心●指挥部监控平台●指挥部监控显示屏可选模块2.2 系统应用总体平台架构◇以本地系统为基础，实现各功能模块数据通信；◇可以拥有远程中心，可实时查询当前隧道的相关安全信息；◇采用包括前端工点监控、中间通讯层、后台调度监控的三层体系架构◇前端工点监控（人员进出定位管理系统、视频监控、人员/车辆门禁管理）以及后台调度（远程中心机房、服务器以及部分外部对接平台）采用B/S应用架构。

2.3 系统网络结构拓扑图2.4人员进出定位管理系统人员进出管理系统可分为人员进出考勤管理、人员定位信息管理。

主要由监控主机、读卡基站、人员识别卡、传输数据接口转换器等组成。

监控主机（现场服务器）：独立计算机，负责整个系统设备及人员检测数据的管理、通讯、统计存储以及屏幕显示、查询打印、画面编辑、网络通讯等任务。

读卡基站（读卡器）：实时采集接收人员卡的信息，并及时通过通信线路实时反馈到系统当中。

可以分为定位基站和识别基站。

人员识别卡：编程有全球唯一的识别码，仅提供给读卡基站去识别，一般在安全帽上安装或是身上佩戴，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，主要实现对信号的转换以便系统更好的接收处理数据大致原理图如下考勤系统：在每个施工隧道内装2台读卡器。

1台读卡器装在隧道洞口的入口处，另一台读卡器装在洞口往里10米处，根据读卡器读到卡的先后顺序来判断施工人员的进出情况，施工人员何时进、何时出、洞内有多少作业人员都能反映到系统软件中，并体现到大屏幕上，使考勤情况一目了然。

施工人员将该系统考勤卡佩戴在安全帽内侧，无须主动刷卡便能实现自动考勤，方便省力、准确度高。

定位系统：在每个施工隧道二衬台车附近安装2台读卡器，一个安装台车前一个安装在台车后，台车前读卡器主要是对掌子面开挖或是其他靠近掌子面工作的人员定位，台车后，主要是负责台车附近工作的人员定位（若要加安装定位读卡器，可以按500米一个点位计算）。

施工人员只要将该系统考勤卡佩戴在安全帽内侧，无须主动刷卡，在每个读卡器的有效识别范围内，根据识别到的人员标识卡的情况对施工人员进行区域定位识别管理，使管理人员在监控室就能及时掌握施工现场的具体情况。

同时特殊人员卡上可以有按钮，实现洞内洞外双向通讯，当洞内有危险情况的时候，可以通过按钮，及时通知洞外值班室，以便做好危险预防及救助。

洞外获取信息后，亦可以通过广播的形式通知到现场所有带识别的人员2.5 人员/车辆门禁通道系统门禁通道系统主要利用自动刷卡机制限制人员的进出，保障禁止非工作人员私自进出施工区域，同时也可用来来保障数据的真实性和有效性，避免因人为因素而导致考勤失效，或是管理出错。

车辆的门禁可以提升对现场车辆的及时管控，做到更加有效的车辆利用率主机（现场服务器）：负责整个系统设备及人员检测数据的管理、通讯、统计存储，以及屏幕显示、查询打印、画面编辑、网络通讯等任务。

控制板：实时采集接收人员卡的信息，并及时通过通信线路实时反馈到系统当中并生成控制摆闸的指令，根据数据有效性就行控制，保证人员进出正常。

道闸：主要安装在入口处，对车辆进出限制作用。

地感检测器：及时检测是否有车辆经过，并发送信息至控制系统，产生相关联动三辊闸：也安装在隧道入口处，对人员进出限制作用。

读卡器：远距离读卡器，通过靠近自动刷卡方式，获取人员/车辆携带的电子标签信息，并传输到后台控制中央去。

（人员/车辆门禁通道示意图）利用人员/车辆门禁通道系统可以实现进出人车分流通过，保证一定的进出安全，只要给人员和车辆配置相关电子标签即可。

当人员携带人员卡（即电子标签），靠近人员门禁通道也即三辊闸的时候，内置的读卡器可以及时读取卡片信息，并送交后台核实，运行通过，则发送命令给三辊闸，开启放行，否则不变化。

而对于车辆门禁系统，也需要给每一辆车配置车辆卡，车辆经过通行区域的时候，会触发读卡，同时也有地感触发，当同时读卡和地感触发的时候，系统将判定车辆允许通行，则开启道闸放行。

单单的读卡或是单一的地感触发，系统统一认为不允许通过。

（人员/车辆门禁通道原理图）2.6 有害气体监测系统有害气体监测系统是在隧道应用方面的重要拓展功能，系统主要测定气象参数、瓦斯浓度、风速、风量等参数。

由于瓦斯隧道作业的危险性和特殊情况下的不可预知性，我们组织人员开发了这项安全监控系统，该系统能准确的检测隧道内瓦斯的浓度，一旦瓦斯浓度超过设置的含量值，系统会自动发出报警并且切断隧道内电源！从而防止因瓦斯浓度过高带来的灾害的持续发生，最大限度的避免了人员的伤害和财产的损失。