人员精确定位系统方案第一章引言自十一五以来，我国加大了基础设施建设力度，中国交通建设事业进入了快速发展轨道。

尤其在高速公路、铁路、城市轨道方面的建设突飞猛进。

在公路、铁路建设方面，道路建设路线逐渐由平原、微丘向山区高原挺进，隧道、桥梁等结构物占线路的比重越来越大，隧道建设工程数量持续增长；在城市轨道建设方面，地铁具有节省土地、减少噪音、减少污染、节省资源等优点，成为各城市解决拥堵、提升城市交通运输能力的重要手段。

由于隧道及城市地铁建设的造价高、运营管理相对复杂、施工环境恶劣、事故发生频率较高，常要求对隧道中人员数量进行统计、对施工现场环境进行监控。

目前市场上隧道安全监控系统中都没有与外界直接通话的无线通信系统，在遇到突发事故，如崩塌、涌水涌泥等事故，不能及时向隧道监控室汇报，很容易贻误抢险时机。

如果有无线通信系统，施工人员在隧道中工作，可随时将隧道的掘进和安全情况汇报到隧道监控室，便于调度和及时处理突发事故。

当遇到隧道突发事故，对隧道施工人员的抢救缺乏可靠的位置信息，也缺乏语音通信手段，抢险救灾、安全救护的效率仍然不高，效果不理想。

由于通信网络不畅，通信手段单一，网络承受能力差，往往造成领导层信息不畅通，指挥不足，数字不准，不利于事故的抢险，极易造成事故损失的扩大。

隧道对利用相应的人员跟踪定位设备，全天候对施工人员进行实时自动跟踪和考勤，随时掌握每个员工在隧道的位置及活动轨迹、全隧道人员的位置分布情况等需求迫切。

苏州任辉物联科技有限公司是一家集研发、生产、销售、服务为一体的新型高科技企业，公司多年来专业致力于提供通道闸系统，门禁系统的开发、整合与应用。

凭借多年的经验积累和不断的技术创新，我们有能力为客户提供合理的智能化考勤、门禁、消费、工地门禁通道系统解决方案，建设一流的系统工程，以优质的售后服务和严格的培训机制保证系统长期、连续、稳定运行。

我司致力于隧道安全建设，通过深入研究我国隧道现状，推出了“隧道安全综合监测系统”。

1.1系统简介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zigbee 技术对系统进行整合利用。

包含视频监控、人员考勤和实时精确定位管理、人员 / 车辆门禁系统、 LED大屏同步系统等。

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。

系统设计原则首先根据企业实际需要结合隧道区域现场具体情况，放置一定数量的信息传输分站，形成系统的传输主干网络。

然后根据企业实际需要布置读卡主站（用于人员定位），典型情况下每隔800米布置一台读卡主站，可保证网络覆盖范围内无线手机及人员定位卡。

典型情况下在隧道入口及锚喷面附近各放一台通信基站，可保证网络覆盖范围内无线通信；在隧道口附近放置一个读卡主站，可实现精确考勤管理，在隧道内放置读卡主站，可实现精确定位。

为需要定位的人员佩带一个定位卡，当人员进入隧道以后，只要在隧道网络覆盖范围内，在任何时刻任意一点，基站都可以感应到信号，并上传到信息工作站，经过软件处理，得出各具体信息（如：是谁，在哪个位置，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置，实现隧道内人员精确定位。

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。

另外，系统还具有以下特性：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。

第二章系统组成及工作原理2.1系统组成隧道综合监测系统主要有人员考勤和精确定位管理系统、人员/ 车辆门禁系统、 LED同步显示系统、视频监控系统组成。

人员进出定位考勤管理管理系统精确定位管理人员 / 车辆门门禁道闸管理禁通道系统人员 / 车辆刷卡管理隧道口视频监控视频监控系统掌子面视频监控LED大屏同步实时隧道内人员显示显示系统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1)系统能够覆盖隧道大部分区域。

2)系统能可靠识别静态或≤ 80Km/h的高速移动目标。

3)单台基站可同时识别 200 张以上的人员标识卡。

4) 人员定位标识卡采用有源工作方式（独立供电），超低能耗设计，一次充电可使用 3 个月，可充电 500 次，并具有欠压指示功能，出现欠压报警指示后定位卡可以正常工作 3 天。

5) 系统具有强大实用的隧道人员应急救援功能：A、当隧道内人员遇险时，可触发“求救”按钮，当工人发现隧道塌方、涌水涌泥时，也可通过定位卡按键向监控中心发出对应报警信号，监控中心将及时报警，并可查询显示是谁、在什么时间、什么地点发出的报警6)B、在隧道内某区域有危险需要撤离人员时，在监控中心的调度人员或系统管理人员可向隧道内危险区域人员群发紧急撤离通知，隧道内人员即可通过定位卡震动或声音、指示灯及时收到“撤离”信号；7)能准确地统计全隧道及某个区域（如：掌子面）的人员数量。

8)可实时跟踪查询、打印当前及某时间段隧道内人员数量、活动轨迹及分布情况。

9)基站和人员定位标识卡具有完全独立的发射与接收部件，其核心技术均由嵌入式微处理器和嵌入式软件组成。

10)人员定位标识卡采用高级嵌入式微处理器，在嵌入式软件的控制下，实现编码、解码、通信及信息碰撞处理等功能。

11)系统软件具有人员标识卡电池管理功能。

12)自动识别功能：乘车出入的工作人员无需下车，在车辆进入监测区域后，就可自动完成人员考勤及定位功能。

13)隧道人员定位基站与监控中心站失去联系时，基站仍能独立工作，自动存储人员监测数据，当通讯恢复后监控主机可提取数据自动完成数据修复，存储数据不小于 2 小时。

14)系统在进行实时数据采集时，可进行记录、显示、查询、编辑、人工录入、网络通信等。

15)系统中心站及网络终端可以联网运行 , 使网上所有终端在使用权限范围内都能共享监测信息，查询、打印各类数据报表。

16)报警功能：可以对进入隧道人员限制出入时间及地点，如果超过授权时间会触发报警设备发出警示，以便控制人员迅速做出反映，采取安全措施。

17)系统可自动生成人员信息数据库，实现考勤作业的统计与管理等方面的报表资料，提高管理效益。

18)系统具有自诊断功能。

当系统中基站等设备发生故障时，报警并记录故障时间和故障设备，可供查询及打印。

2.4.1 精确定位系统拓扑图精确定位系统拓扑图2.4.2 精确定位系统功能：人员实时定位：运用无线 ZigBee 识别技术实现对人员实时位置的监控。

基于实时位置信息，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。

区域超时报警：系统根据监控区域的不同，可设置人员停留在监控区域的时间。

如系统监控到员工在危险区域停留时间过长，可能会出现危险时，会向系统发出报警信息，以提示管理人员注意查看。

2.4.3 精确定位系统主要产品介绍：本安型读卡主站1）、设备描述读卡主站用于隧道内人员考勤、定位，可接收、存储标识卡的无线信号，通过传输分站上传到隧道外，读卡主站也可向标识卡发送无线信号。

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 12V工作电流≤ 200mA断电后工作时间不小于 2 小时1 个总线缆接口1 个天线接口接口1 个 12VDC电源接口1 个远程供电接口 ( 给读卡辅站供电 )2 个百兆光口3 个百兆电口外形尺寸280mm x 190mm x 136mm 外壳材质冷轧钢重量 1.8kg防爆型式矿用本质安全型防爆标志ExibI读卡主站与标识卡通信：无线频段 2.4GHz通信协议ZigBee(IEEE802.15.4)发射功率不大于 +18dBm接收灵敏度≤ -85dBm无线通信距离500 米（可视距离）并发识别200 张卡最大位移速度调制方式20m/s O-QPSK读卡主站与读卡辅站通信：无线频段通信协议2.4GHzZigBee(IEEE802.15.4)发射功率不大于 +18dBm接收灵敏度≤ -85dBm无线通信距离200 米（可视距离）调制方式O-QPSK读卡主站给读卡辅站供电：线缆远程供电距离矿用五芯电缆不大于 50m峰值电压≤ 3.40V矿用本安型读卡辅站1)、设备描述读卡辅站的作用辅助定位，它不能单独对标识卡的进行定位，需要和读卡主站配合使用，读卡辅站仅对标识卡方向进行判别。