道路隧道施工的條件艱苦、環境惡劣,崗位危險系數高,相關工作人員數量多,使隧道施工公司面臨着很大的監管難題,急切需要一種可以高效率、精確的隧道人員定位系統。總體而言,其需求主要包含員工考勤管理、定位追蹤、災后急救、日常管理等。
星網雲聯通過采用先進的uwb超寬帶無線定位技術,通過在隧道部署定位基站,為工人佩戴定位安全帽的方式,能夠實現對人員或物資的實時高精度定位。

一、應用背景
隧道工程施工環節中工作施工現場點多面廣,安全性管理難度系數提升,為了更好地確保隧道工程施工安全性、施工質量、工程進度等,必須把標准化施工現場安全管理放到關鍵位置來抓,采用強有力方法加強施工現場安全性風險防控,查詢和加強薄弱環節,尤其是要防范人身生命安全事故的出現。
為實現隧道工程施工環節的安全性高效化,必須提供一套集風險防控、員工管理、實時監控顯示、應急管理等功能的智能管控系統。
二、方案介紹
對於隧道工程施工環境,提出一套依托於UWB(Ultra-Wide-Band,超寬帶)技術的隧道人員定位管控系統,結合人臉識別系統、視頻監控系統等建立對隧道工程施工人員、機器設備、物資的實時定位,有效的獲取人員、物資位置信息、時間信息、軌跡信息等,以便及時發現遺漏異常行為,建立智能化管控設施聯合動作,提升應急響應效率和事件的處理效率,有效的提升施工現場的管理水平和管理效率。

隧道人員定位系統-基於無線主組網的免布線系統架構
1. 定位准確度、精度
定位准確度是空間實體位置信息(通常為坐標)與其真實位置之間的接近程度,本系統中通俗講就是系統定位引擎計算出來的標簽位置與標簽真實位置之間的偏差。
星網雲聯隧道人員定位系統根據窄帶無線網絡估算出標簽的預位置,再結合UWB雙通道定位,精准定位標簽位置。定位精度最高可達10cm。
2. 基站性能指標
星網雲聯隧道定位基站采用雙通道UWB定位方式,單基站即可雙通道測距,基站部署間距300-600米;同時基於無線自組網傳輸數據,免布線,施工簡單,維護方便。其中雙通道定位基站主要性能如下:
(1) 定位方式:UWB、窄帶無線
(2) 數據傳輸方式:無線自組網傳輸
(3) 測距方式:TOF測距,雙向
(4) 射頻方式:雙射頻前端
(5) 部署間距:300-600米
(6) 定位精度:最高10cm
(7) 定位維度:一維定位
(8) 天線類型:窄帶波束定向天線
(9) 使用方式:隧道定位基站部署於洞口、完工區,已完工區使用一維精准定位

隧道人員定位系統通過在隧道內已完工區部署一維雙通道隧道定位基站,施工區的防水台車、二襯台車部署星網雲聯研發的隧道專用子基站(電池供電),實現對施工人員、工作車輛和工程機械設備精准定位,定位精度最高可達10cm。
其中隧道人員定位子基站主要性能如下:
(1) 定位方式:UWB、窄帶無線
(2) 數據傳輸:無線傳輸
(3) 測距方式:TOF測距
(4) 射頻方式:低功耗UWB前端
(5) 定位精度:最高10cm
(6) 定位維度:一(二)維定位
(7) 天線類型:內置全向天線
(8) 供電方式:電池(容量可選)或直流適配器
使用方式:子基站部署於施工區台車上,施工區使用一維精准定位

3. 標簽卡性能指標
本次定位標簽卡提供工業型標簽卡及安全帽安裝套件。
隧道人員定位之安全帽定位標簽具體性能如下:
(1) 定位方式:UWB、窄帶無線
(2) 數據傳輸:窄帶無線網絡
(3) 測距方式:TOF測距+TDOA
(4) 定位精度:10cm
(5) 定位維度:一(二)維定位
(6) 使用方式:人員佩戴/粘貼在設備上

三、盤點:隧道人員定位功能實現哪些功能?
1. 隧道人員定位功能之實時顯示
通過實時顯示監管施工人員,實現對人員的管控。
隧道人員定位系統可通過平面、立體和列表三種視圖方式實時顯示定位區域內不同類型人員(標簽)的實時位置,方便監管人員隨時了解定位區域內不同類型人員(標簽)的實時狀態,可以分區域統計人數。

2. 隧道人員定位功能之軌跡回放
針對異常情況,可回放查看員工運動軌跡。
隧道人員定位系統會自動保存定位區域內不同類型人員的運動軌跡,監管人員可以通過姓名或卡號、工號查看人員在某個時間段內的運動軌跡,運動軌跡數據保存時長(自動保存多少天的數據)可根據客戶需求定制。

3. 隧道人員定位功能之考勤管理
軟件自動考勤,提高考勤效率及現場施工效率。
隧道人員定位系統可自動生成某個時間段的考勤報表,通過姓名和卡號、工號可以進行查詢、導出個人的考勤記錄。也可以通過定位區域內人員工種類型、部門類型等查詢、導出團體的考勤記錄。通過圖表的方式直觀查看出勤率和出勤人數。

4. 隧道人員定位功能之呼叫求救
當隧道施工場地發生災情或其他異常情況時,監管人員在軟件實時監控界面點擊撤離指令后,通過鼠標選定需要撤離的區域,軟件后台會向在該區域內的施工人員發送撤離指令,區域內施工人員攜帶的標簽收到撤離指令后,通過聲光報警提示人員緊急撤離危險區域。
如隧道施工人員遇到緊急情況發生時,也可以長按標簽中的“呼救”按鍵,及時發送求救信號,管理軟件接收到求救信號后會彈出窗口提示監管人員及時進行處理。防止危險情況擴大化、嚴重化、不可估量化。

5. 隧道人員定位功能之異常行為檢測
由於隧道施工環境的特殊性,對施工人員行為管控十分重要,對人員消失、聚眾、超時和脫崗等異常行為進行實時監控,如有發現立即報警,提高對施工人員自身安全的管理措施。
6. 隧道人員定位功能之重要物資管理
通過物資管理,提高物資的利用效率。
通過管理軟件對重要物資設置權限監管,只允許有權限人員搬離物資,若無權限人員搬離物資,系統將會自動報警、攝像拍照並通知管理人員。
