隧道人员定位系统技术方案

基于433MHz+125KHz 双频RFID的隧道人员定位系统技术方案

方案背景

隧道及城市轨道工程的人员安全管理及考勤长期以来受到有关各方的重视，由于工程环境复杂，人员众多，带来了很多管理的不便；对重要隧道路段（如人员进出洞+掌子面作业段）的人员加以精确定位（定位精度为5米），可以针对施工的危险程度确定相应的定位路段，在保证效果的同时，有效地降低方案成本；隧道施工人员的定位可以对事故施救组织提供准确可靠的信息，提高施救效率，减少事故损失，是灾害预防的必要措施。此外，自动考勤功能也为员工的薪资计算提供了有力的依据，减轻了人工考勤的压力，同时避免了人工考勤的疏忽。

方案特点和优势

1、中国首家不需刷卡而实现摆闸自动控制：同一张人员识别卡，既可自动识别人员进出隧道的相关区域，还可以自动控制人员通行（人员靠近摆闸自动开闸），实现自动人车分流。

2、最健康环保的电子标签：电子标签平常处于待机状态，不对外产生电磁辐射，仅当进入激发区时才发射信号，具有超低功耗、无辐射伤害、使用安全可靠的特点。

3、最可靠准确的定位系统：精确5米定位，经实际使用经验证明，人员进出的有效识别率达100%，克服了单频2.4GHz或433MHz技术的定位精度低和人员进出的有效识别率较低问题。

4、可最早投入使用的隧道电子门禁系统：125KHz激发器的特点是精确定位控制，激发区边界清晰，边界误差在0.3米左右，激发器与电子标签的信号激发距离为5米以内。因此，在隧道施工的初期（施工洞深达10米以上），系统即可安装并投入使用，具有识别准确、适应性强的特点，克服了单频RFID需要隧道施工洞深达50米以上才能安装系统的缺点。

5、先进的安全管理理念：将隧道分为安全区和危险区，对安全区采用进出洞管理，对危险区采用进出区域管理，既达到基本管理目标，又考虑经济性。对于需要增加相关区域的进出管理情况，本方案允许在任何时间点和任意区域添加区域进出管理，对各管理区域之间的距离没有任何限制，真正做到灵活按需配置。

6、最稳定可靠的隧道电子门禁系统：方案具有安装简便、运行可靠、故障率低、系统维护量小的特点，由于125KHz的信号允许交集、433MHz的设备性能大大超过实际传输距离要求，因此，系统对设备的安装位置没有特定的要求，设备安装的现场范围较小，系统性能稳定，安装调试非常简便；同时也有效避免了单频方案的读写基站位置选址难和施工环境变化时需要移机的问题。

7、最具扩展性的方案：对于地铁施工，本方案的电子标签和设备，可以同时对进出基坑和进出隧道的人员进行管理，而且只需要在基坑的进出通道中增加安装一台激发器即可，真正做到简单、经济、实用。

8、自动远距离识别，读卡距离远（1—5米可调），不需靠近刷卡，只需按正常的路径出入即可识别，适合批量人员同时快速通过的识别。

9、433MHz有源RFID技术具有穿透性强、绕射性强、传输距离远等特点，适合于各种复杂环境，尤其适合于隧道等复杂环境。

10、鉴于433MHz的穿透性、绕射性强等特点，电子标签可以粘贴于安全帽中，也可以以胸牌形式吊挂于胸前，具有携带方便的特点。

11、433MHz有源RFID技术绕射性强，克服了其他RFID技术在批量人员之间信号易被人体相互阻挡问题。

12、如欲对工程车辆、设备等加以管理，只需在车辆、设备上安装电子标签即可，读写器可同时识别。

方案组成

系统由 “监控计算机”、“激发器”（也可称为基站）、和“433MHz+125KHz 双频RFID电子标签”（以下简称电子标签）等组成。

方案设计

方案示意图

方案设计说明：

1、定位区域划分：分洞外、洞内、掌子面3个区域

1)  洞外区域：人员位于隧道外部均判定为洞外区域。

2)  洞内区域：人员位于隧道内及台车（二衬台车或防水布台车）之间，判定位置为洞内区域。

3)  掌子面区域：人员位于台车后面（靠近掌子面方向），判定位置为掌子面区域；

4)  区域分界线为台车的物理中心，即人员位于台车前部判定为掌子面区域，人员位于台车尾部判定为洞内区域。

5)  需要时，只需增加设备，即可任意扩展定位区域。

2、人车分离1---车辆自动控制：在隧道口处设置车辆自动道闸，当车辆靠近时，自动识别车辆并抬杆，车辆离开后，自动落闸。

3、人车分离2---人员人脸识别门禁自动控制：在隧道内安装三辊闸，为保障人脸识别效果，避免强光影响，建议将三辊闸放置于用活动板房做的室内通道。

1) 施工方人员：人员通行前通过人脸识别后进出。

2) 客户或检查人员：由于人脸录入的操作需要一定时间，对于未录入人脸的人员，需要等待录入，所以，客户除人脸识别外，还可以选择通过刷卡（ID卡）识别进出，以方便重要客人和检查人员的进出。

4、大屏幕：户外P10大屏幕。

5、值班室：值班室内放置电脑，配备专门的隧道人员定位系统开关柜，方便操作和检修；系统设漏电保护、浪涌保护等保护措施，保障设备在恶劣环境下的正常运行。

6、软件：采用图形化界面并配置远程平台，人员位置一目了然。

软件主要功能介绍

1、人员定位：实时显示人员的位置和时间

2、人员考勤

3、考勤记录的查询和统计

4、网上查询功能：考勤记录的查询和统计

5、网上查询员工当前位置和历史位置

6、如需要，还可增加远程平台，在业主或项目部办公室内可以实时查看各个隧道的状况

施工方案

1、施工进度：1个单洞的现场安装施工时间为2至3天，接到安装通知后1周内安装人员到达现场开始施工，安装人员为3至4人。

2、洞内定位设备安装施工：设备悬挂于洞壁，线路走线用线管保护。

3、台车定位设备安装：设备悬挂于台车，沿台车内壁走线。

4、人车分离施工：车辆道闸及人员进出三辊闸安装于水泥地面上，线管埋地。

5、值班室设备安装：值班室电脑放置于电脑桌上，系统控制箱悬挂于墙壁，线路放入线槽。

6、调试和验收：安装结束后，软件运行调试并通知客户和用户验收。

方案现场