一种隧道施工安全管理系统的制作方法

本实用新型涉及计算机信息与物联网管理技术，具体涉及一种隧道施工安全管理系统。

背景技术：

自从十三五规划以来，我国加大了基础建设的投入，同时针对基础建设的信息化与智能化发展提出了更高的要求，尤其是隧道建设等项目中对人员的科学化、规范化管理。

隧道安全监控系统中缺乏一种隧道内与外界快速、稳定的通信系统，造成隧道施工遇到突发事件时，如工伤意外事故、隧道建设不规范，不能及时向隧道监控室汇报，容易出现贻误最佳事故处理时期。在隧道建设过程中产生的大量数据存在于施工一线，传统的隧道施工建设一般只有最终处理的结果，由于缺乏信息化手段，具有重要价值的施工过程数据不能有效利用。因此，必然需要研制一种能够实现采集与处理隧道施工现场过程数据的管理系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对上述现有技术中的缺陷，提供一种隧道施工安全管理系统，应用于隧道施工现场的安全管理以及隧道施工人员的考勤与工资支付，能够实现实时的监控隧道施工情况、隧道施工人员的工作状态以及对隧道人员的实时考勤。

为了实现上述目的,本实用新型采用的技术方案为：

包括经过无线传输模块与后台处理模块相连的人员定位模块、隧道现场视频监控系统及隧道人员行为判断模块；所述的人员定位模块包括定位识别卡以及若干个设在不同位置的标签基站；所述的隧道现场视频监控系统包括全景摄像机以及用于转换图像数据的编码器；所述的隧道人员行为判断模块包括具有读卡器芯片的门禁基站以及能够被门禁基站进行唯一性识别的射频识别卡；后台处理模块分别通过网络和光纤连接远端服务器和实时数据显示模块。

所述的编码器经过无线传输模块连接具有唯一IP地址的网络硬盘刻录机，网络硬盘刻录 机连接远端服务器。

所述实时数据显示模块包括LED显示屏以及用于对LED显示屏进行控制的LED控制器。

所述的后台处理模块包括现场工控机、服务器以及工业交换机；所述的网络硬盘刻录机、无线传输模块、LED控制器通过工业交换机与现场工控机连接，现场工控机通过网络与远端服务器连接。

所述的无线传输模块包括能够连接不同链路层局域网以及不同传输介质、传输速率网络的无线网桥。

所述的定位识别卡包括标签射频发射芯片和信号功率放大器；所述的标签基站包括用于检测标签射频发射芯片的标签射频接收芯片，标签射频接收芯片经过数据处理芯片连接无线通讯芯片。

所述的标签基站在隧道内间隔20m等距布置。

所述的隧道现场视频监控系统包括能够接收远端服务器信号对全景摄像机进行控制的数据处理芯片。

与现有技术相比，本实用新型通过设置人员定位模块、隧道现场视频监控系统及隧道人员行为判断模块对隧道施工人员工作及施工情况进行远程监控，传统的隧道安全管理系统仅仅实现了局域网数据传输，而本实用新型能够使远端的监督主体单位实现监控，防止隧道施工的监督过程出现弊端。本实用新型能够实现对隧道施工人员的实时考勤，有效的提高了隧道施工的工作效率，保证了施工人员的切身利益。本实用新型能够实时掌握隧道施工人员的数量以及施工队的工作能力，确保隧道建设的品质。本实用新型的门禁基站以及视频监控系统，能够判断每一位工人当天的工作时间、工作状态，大大的简化了监管单位的工作强度。

进一步的，本实用新型标签基站在隧道内间隔20m等距布置，相邻标签基站通过识别接收到的信号强度来判断隧道施工人员的位置。

附图说明

图1本实用新型的整体结构框图；

图2本实用新型的系统模块分布位置示意图；

图3本实用新型工作过程示意图；

附图中：1.人员定位模块；2.隧道现场视频监控系统；3.隧道人员行为判断模块；4.无线传输模块；5.后台处理模块；6.实时数据显示模块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

参见图1，本实用新型在结构上由人员定位模块1、隧道现场视频监控系统2、隧道人员行为判断模块3、无线传输模块4、实时数据显示模块6以及后台数据处理模块5六大部分组成；其中隧道现场视频监控系统2、人员定位模块1、隧道人员行为判断模块3通过无线传输模块4连接，形成了局域网通讯，实现了模块之间的相互通讯；实时数据显示模块6与后台数据处理模块5通过互联网络实现了广域网连接；通过无线传输模块4、光纤有线传输、互联网实现了隧道安全管理系统立体式管理架构，突破了传统的结构与功能单一的管理结构。

隧道人员定位模块1包括有源的定位识别卡、标签基站，定位识别卡包括标签射频发射芯片，信号功率放大器，标签基站包含射频接收芯片、数据处理芯片、无线通讯芯片。有源的定位识别卡发射出经过信号功率放大器的射频信号，识别基站采集到识别卡发射的信号，相邻识别基站通过接收到的信号强度判断隧道施工人员的位置，将得到的位置信息通过无线通讯模块与无线传输模块连接，将人员位置数据信息传输至现场监控中心，通过现场监控中的网络传输至远端服务器。隧道人员行为判断模块3包括门禁基站、有源射频识别卡。有源射频发射识别卡内置有无线电发射模块，能够发射出具有唯一性的无线电信号，门禁基站包含有读卡器芯片以及无线通讯模块，读卡器能够识别具有唯一性识别码无线电信号，无线通讯模块实现与隧道内的无线传输模块4实现连接，能够实时连接现场监控中心。隧道现场视频监控系统2包括高清360°全景摄像机、编码器、数据处理芯片、网络硬盘刻录机，高清 全景摄像机采集到图像经过编码器，通过无线传输系统将图像数据传输至现场监控中心的网络硬盘录像机，网络硬盘刻录机具有唯一的IP地址，能够将实时的画面传输至远端服务器，通过数据处理芯片实现对摄像机的各种控制，监管单位在查看具体的隧道施工情况时，发现不规范施工可以通过图像进行录像取证，考勤督察部门可以通过网络在远端对人员进行随机考勤。实时数据显示模块6包括LED显示屏、控制器、现场监控中心的工控机，现场监控中心的工控机通过无线传输模块收集到隧道人员的施工具体信息，通过RS232总线与控制器连接，实现对LED显示屏的控制。无线传输模块4包含无线网桥，无线网桥能够实现在数据链路层上实现局域网连接、连接不同数据链路层协议以及不同传输介质与不同传输速率的网络。后台数据处理模块5包括现场工控机、服务器，工业交换机；网络硬盘刻录机、无线传输模块、LED控制器通过工业交换机与现场工控机连接，现场工控机通过网络与远端服务器连接。

参见图2，隧道人员佩戴有源的识别卡进入系统隧道时，有源的定位识别卡进入人员行为判断模块3的区域时发射出具有唯一性的无线电射频信号，信号经过功率放大器增加信号强度后，通过一号门禁基站与二号门禁基站采集到信号的顺序来判断人员是进入隧道或者离开隧道，例如射频信号采集顺序从一号门禁基站至二号门禁基站，则认为人员是进入隧道，反之则是离开隧道。人员进出隧道时，系统自动记录人员的进出洞时间以及通过无线传输模块至实时数据显示模块的现场工控机数据，记录的工作时间作为考勤的重要依据。

隧道施工人员进入施工区域时，其佩戴的定位识别卡发射出具有唯一性的无线电射频信号，信号经过功率放大器增加信号强度后；在隧道一侧间隔20米布置了等距的识别基站，人员识别卡发射的具有唯一性的无线电射频信号被不同的识别基站的无线电接收器采集后，每个识别基站得到的信号强度是不一致的，无线传输模块将识别基站的信号强度信息传输至现场监控中心的工控机，工控机根据相邻识别基站的信号强度差异得出人员所处的位置信息。

工控机得到人员位置信号，通过RS232接口传输至LED屏控制器，最终将人员的进入隧道的时间、时长以及所处的位置显示在LED屏上。

隧道视频监控系统是整个系统的关键组成，现场监控中心通过无线传输系统能够实时监控整个隧道施工情况，有效保证了隧道施工质量；高清摄像机的图像数据通过内置的解码器将高清图像数据进行压缩，将压缩的图像通过无线传输模块传输至网络硬盘刻录机，网络硬盘录像机具有唯一的IP地址，通过现场监控中心的互联网隧道实时数据传输保存至服务器。项目监督主体单位可以通过网络对隧道施工现场进行监督，大大减少了监管部门的工作强度。

现场监控中心通过网络将隧道施工的所有工程数据传输至服务器，服务器将隧道的实时数据进行整理分析，远端的监督主管单位通过网络进行实时查询，掌握隧道施工的整体情况。

参见图3，本实用新型工作时首先系统进行初始化，采集隧道施工人员的信息，建立隧道人员信息数据库；当隧道建设人员在施工工作时，其定位信息、视频图像数据、人员行为信息汇总至现场监控中心，实时显示人员信息；现场监控中心通过网络将隧道人员信息通过互联网传输至服务器，进行数据处理；远端用户通过网络可以实时掌握隧道施工现场信息。