导语

伴随着国家经济的高速发展,形式多样的隧道建设项目不断增加。

作为交通建设中危险系数较高的隧道建设,完善的施工安全管理体系是保证其建设顺利推进的先决条件。

但传统施工管理模式对安全的管控是事后的、被动的,无法从根本上降低事故发生率。

利用现代信息技术弥补传统管理体系的薄弱环节,打造数字化、信息化的预警式安全管理体系,是解决隧道建设安全问题的重要手段之一。

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强化人员动态管理,夯实施工安全保障

随着国家经济的高速发展,各省市隧道建设项目需求不断增加。作为公共交通的重要组成部分,建设隧道不仅可以缩短地区间的通行距离,还能在空间有限的城市中向下开辟出新的交通网,有效缓解城市交通压力。

但由于隧道建设特殊的施工环境,使得隧道开挖过程中很容易出现工作面坍塌、突泥、涌水等情况,严重威胁施工人员生命安全,制约建设进度。因此,完善施工人员安全保障体系对于隧道建设来说至关重要。

为提高隧道施工的安全性,不仅需要对工地出入口进行严格管控,在隧道建设现场的各个出入口安装通道控制门禁,避免非施工人员未经登记和授权擅自进入洞内施工现场,杜绝安全隐患。同时,还要进一步加强对现场施工人员的动态管理,通过实时准确统计生产现场作业人员数量和实时追踪作业人员位置,为突发情况制定应急预案提供数据支持,提高突发事故应急救援效率。

但是,在卫星信号覆盖极弱的隧道环境中,如何实现对施工人员的精确定位呢?

深耕位置物联网领域多年,四相科技拥有业内领先的厘米级高精度UWB定位技术。与其他无线定位技术相比,UWB定位技术具有定位精度高、功耗低、覆盖距离远、成本适中、多径分辨能力强、穿透能力强、抗干扰能力强、隐蔽性好等优点。在隧道、矿井这一类北斗、 GPS 信号弱的生产场景中,UWB定位技术部署简单且适应性强,不仅可以克服复杂场景中多径和非视距影响,还能实现厘米级精准定位,非常符合复杂场景下对定位技术的要求。

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高精度定位系统,为隧道施工保驾护航

针对隧道施工环境,四相科技基于高精度定位技术,通过无线、光纤、以太网等多种网络部署方式,在隧道内部署定位基站,结合定位标签来实现对人员、车辆、施工机械(挖掘机、装载机)的精确位置定位,打造了以人车定位系统为核心的隧道施工安全管理解决方案。
系统架构

部署方式

该方案以高精度定位系统为核心,集成UWB精确定位、门禁、视频监控、LED大屏等子系统,满足隧道施工安全风险监控管理要求,符合隧道施工安全管理标准,能够轻松实现人车位置实时定位、历史轨迹回放、视频联动跟踪、LED大屏实时统计、门禁联动、跟踪定位、电子围栏、行为分析、多卡判断、灾后急救、日常管理、智能巡检等功能。

人员安全管理系统

人员实时监督:实时查看人员位置、人员数量、人员信息、人员运动轨迹、人员遇突发事情求助、进入危险区域告警信息等;活动轨迹异常告警:作业人员未按照规定线路进行规范作业,系统触发告警,对接巡检系统可实现智能巡检管理;高效智能考勤:自动生成考勤数据,实现考勤设备统计和按区域考勤统计等,减少人力成本投入,提高工作效率;电子围栏:灵活设定电子围栏形状(可添加辅助标记和设置作业区域、危险区域、禁止区域)、报警规则及进出权限,无权限闯入触发报警,确保人员在安全区域活动;寻呼与撤离:系统可针对性下发寻呼指令,调度施工人员,当有危险发生时,系统可按区域对施工人员下发撤离命令;报警呼救:意外发生时人员可通过定位标签卡SOS按键向系统发送报警信息,确保及时救援。

隧道门禁LED系统

智慧门禁:具备无卡报警、人卡合一、人脸识别开门、指纹识别开门、远距离刷卡、安全帽佩戴检测、视频联动等功能;

信息放送: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,内容可自行调整。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。

权限管理:自动远距离采集人员进出信息,不需要人工刷卡,能自动识别进、出隧道人员及车辆,通过确认身份识别限制非工作人员及车辆进出施工区域;

数据统计:通过门禁管理软件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。

车辆安全管理系统

数量监控:通过门禁系统的车辆统计、手动遥控器开闸、蓝牙自动识别、车牌自动识别功能,将车辆信息同步显示到LED屏,便于对洞内车辆具体数量实时掌控;

安全分流:车辆进洞车辆和人员通道完全隔离,洞口管理井然有序,防止人车混流出现交通事故。

辅助保障管理系统

隧道应急电话及广播:系统操作简单,稳定性好,抗干扰能力强,通话清晰,报警器爆闪亮度强,高扩音器广播扩音洪亮;

隧道气体检测:集成有害气体实时检测系统,防止隧道施工过程中有害气体超限带来危险,确保人身、机具和工程安全;

安全步距监测:在二衬或仰拱位置安装基于毫米波雷达的安全步距采集终端,通过系统分析步距信息进行安全预警;

无卡报警:当有人通过时系统启动卡片检测系统,系统检测卡片权限正常予以通过放行,检测到卡片无权限时系统发出声光报警命令,未检测到卡片时系统发出声光报警命令提示注意通行人员;

安全帽佩戴检测:在入口处安装摄像头,利用AI摄像头对异常行为的自主研判能力,判断工人是否佩戴安全帽(未佩戴即报警),有效降低人工监控的漏检率。

AI视频监控系统

包括前端视频采集设备、通讯传输设备以及后端的视频处理服务器,具有实时存储、回放、检索、查询功能。

隧道出入口视频监控:出入口全景一目了然;隧道洞内视频监控:用于监控进入区域内人员情况及开挖面实况;钢筋棚视频监控:防止材料被盗,保护财产安全;手机端视频实时监控:网络配置前提下支持手机远程实时访问,实现远程监管。

覆盖隧道建设全过程,该方案不仅能够有效帮助施工方查找和改进安全管理的薄弱环节,对现场要素实施全天候安全监管,有效防范施工安全事故的发生。 同时,该方案所配置的硬件产品(基站、标签)均采用UWB(定位)+ZigBee(通讯)融合组网。对于重要指令如呼叫、撤离,系统采用双通信技术下发模式,优先ZigBee下发,若ZigBee下发失败转UWB链路下发,为隧道内人员撤离、呼叫增设双保险,确保意外发生时后台能够与被困者进行通讯。

成熟的系统架构,丰富的功能接口,四相科技隧道施工安全管理解决方案应用范围广泛,适用于高速隧道、铁路隧道、地铁隧道和城市管廊等多种场景需求。经历实战考验,四相科技先后在云贵川等地区成功实施60余套隧道施工安全系统。2020年底,该系统成功落地天山胜利隧道项目,为世界最长高速公路隧道的建设提供精确位置服务。

未来,四相科技将持续优化现有隧道施工安全管理解决方案,为施工人员提供全方位、规范化安全保障,助力我国隧道交通建设稳定发展!