本實(shí)用新型涉及隧道施工管理系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種隧道施工人員管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，盡管我國(guó)隧道修建理論和技術(shù)近年來(lái)得到了很大的發(fā)展，但由于隧道的特殊性，在修建過(guò)程中不確定因素仍然很多，存在著很大的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)我國(guó)隧道修建過(guò)程中自動(dòng)化水平不高，發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)，施工人員的生命安全常常受到很大的威脅。

20世紀(jì)90年代以后，隧道工程施工逐步邁向信息化時(shí)代，同時(shí)，巖土工程安全監(jiān)控手段的硬件和軟件發(fā)展迅速，監(jiān)控范圍不斷擴(kuò)大，監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)、信息處理和資料分析系統(tǒng)、安全預(yù)報(bào)系統(tǒng)也在不斷推出和完善，目前在大壩、隧道、基坑、邊坡工程中已經(jīng)涌現(xiàn)出一些針對(duì)性的監(jiān)控系統(tǒng)。

我國(guó)在隧道及地下工程技術(shù)的運(yùn)用程度和建設(shè)管理水平上與先進(jìn)國(guó)家相比，還有較大的差距。其他與隧道大國(guó)的主要差距是機(jī)械裝備、監(jiān)測(cè)手段以及技術(shù)可靠性保障系統(tǒng)方面。這些與國(guó)家快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)對(duì)隧道及地下工程建設(shè)的需求不相適應(yīng)。關(guān)于人員定位管理的相關(guān)應(yīng)用在隧道內(nèi)還很少，目前在國(guó)內(nèi)隧道施工應(yīng)用較廣泛的是在洞口設(shè)置門禁卡，但這種方式只能了解洞內(nèi)人員數(shù)量，無(wú)法確定具體位置。而且由于隧道內(nèi)深處沒(méi)有手機(jī)信號(hào)覆蓋，所以也難以和隧道內(nèi)人員進(jìn)行通訊和交互。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種隧道施工人員管理系統(tǒng)，不僅可以對(duì)進(jìn)入隧道的施工人員進(jìn)行考勤管理，還可以精確定位施工人員在隧道洞內(nèi)的位置，利于人員管理和救援。

本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)手段解決上述技術(shù)問(wèn)題：

本實(shí)用新型提供了一種隧道施工人員管理系統(tǒng)，包括由進(jìn)入隧道人員攜帶的人員定位信息卡，所述人員定位信息卡上有RFID定位標(biāo)簽和UWB定位標(biāo)簽；安裝在隧道洞內(nèi)的多個(gè)定位基站，根據(jù)隧道的實(shí)際情況安裝，所述基站內(nèi)設(shè)有RFID接收模塊和UWB接收模塊，與所述人員定位信息卡上的RFID定位標(biāo)簽和UWB定位標(biāo)簽進(jìn)行無(wú)線通信獲取人員定位信息；服務(wù)器，通過(guò)有線或無(wú)線方式與基站連接，接收和處理基站傳來(lái)的人員定位信息；第一顯示裝置，用于顯示施工人員的相關(guān)信息。

進(jìn)一步，RFID接收模塊分別設(shè)置在隧道洞外、二襯施作區(qū)、仰拱施作區(qū)和開(kāi)挖作業(yè)區(qū)，所述UWB接收模塊設(shè)置在開(kāi)挖作業(yè)區(qū)。

進(jìn)一步，所述人員定位信息卡上還設(shè)有GSM通信模塊、第二顯示裝置、按鍵電路、語(yǔ)音模塊、單片機(jī)及電池供電電路，所述GSM通信模塊、第二顯示裝置、按鍵電路、語(yǔ)音模塊分別與單片機(jī)連接，單片機(jī)與電池供電電路連接。

進(jìn)一步，所述服務(wù)器包括數(shù)據(jù)處理模塊、GSM通信模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、預(yù)警消息模塊和控制器，所述數(shù)據(jù)處理模塊、GSM通信模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、預(yù)警消息模塊分別與控制器連接。

進(jìn)一步，人員定位信息卡設(shè)置在安全帽或工作服上。

本實(shí)用新型的有益效果：本實(shí)用新型的隧道施工人員管理系統(tǒng)，通過(guò)人員定位信息卡上的定位標(biāo)簽與定位基站進(jìn)行通信，定位標(biāo)簽分為RFID定位標(biāo)簽和UWB定位標(biāo)簽，定位基站根據(jù)標(biāo)簽發(fā)送的無(wú)線信號(hào)判斷標(biāo)簽所處的位置，進(jìn)而對(duì)攜帶人員定位信息卡的人員進(jìn)行定位管理，不僅可以根據(jù)施工人員進(jìn)洞、出洞的時(shí)間、行動(dòng)路徑對(duì)施工人員進(jìn)行考勤管理，還可以實(shí)現(xiàn)人員準(zhǔn)確定位，利于人員管理和救援。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。

圖1為本實(shí)用新型的原理框圖。

圖2為本實(shí)用新型的人員定位信息卡原理框圖。

圖3為本實(shí)用新型的服務(wù)器原理框圖。

圖4為本實(shí)用新型的定位基站的原理框圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，如圖1，2，3，4所示：

本實(shí)用新型的隧道施工人員管理系統(tǒng)，包括由進(jìn)入隧道人員攜帶的人員定位信息卡，所述人員定位信息卡上有RFID定位標(biāo)簽和UWB定位標(biāo)簽；安裝在隧道洞內(nèi)的多個(gè)定位基站，根據(jù)隧道的實(shí)際情況安裝，所述基站內(nèi)設(shè)有RFID接收模塊和UWB接收模塊，與所述人員定位信息卡上的RFID定位標(biāo)簽和UWB定位標(biāo)簽進(jìn)行無(wú)線通信獲取人員定位信息；服務(wù)器，通過(guò)有線或無(wú)線方式與基站連接，接收和處理基站傳來(lái)的人員定位信息；第一顯示裝置，用于顯示施工人員的相關(guān)信息。第一顯示裝置與服務(wù)器連接。第一顯示裝置為L(zhǎng)ED顯示屏，設(shè)置在隧道洞外。人員定位信息卡上的RFID定位標(biāo)簽和UWB定位標(biāo)簽上有對(duì)應(yīng)的唯一的編碼，與施工人員信息相對(duì)應(yīng)。UWB標(biāo)簽發(fā)出的UWB脈沖信號(hào)通過(guò)定位基站接收和傳輸，采用信號(hào)到達(dá)時(shí)間差(TDOA)測(cè)量技術(shù)，使定位基站通過(guò)UWB標(biāo)簽找到攜帶人員定位信息卡的施工人員的實(shí)際位置，定位精度可達(dá)10cm。人員定位信息卡可設(shè)置在施工人員的的安全帽上或者工作服上。將隧道分區(qū)，分為隧道洞外區(qū)、二襯施作區(qū)、仰拱施作區(qū)、開(kāi)挖作業(yè)區(qū)，施工人員位于隧道洞外的施工風(fēng)險(xiǎn)小，位于二襯施作區(qū)風(fēng)險(xiǎn)較小，位于仰拱施作區(qū)風(fēng)險(xiǎn)一般，位于開(kāi)挖作業(yè)區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)較大，定位基站分別設(shè)置在隧道洞外區(qū)、二襯施作區(qū)、仰拱施作區(qū)、開(kāi)挖作業(yè)區(qū)，在隧道洞外區(qū)、二襯施作區(qū)、仰拱施作區(qū)、開(kāi)挖作業(yè)區(qū)設(shè)置RFID接收模塊。人員定位信息卡中的RFID定位標(biāo)簽每隔幾秒向外發(fā)送一次數(shù)據(jù)(無(wú)線信號(hào))，這些數(shù)據(jù)被周圍的定位基站接收，定位基站經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后可確定其周圍有哪些人員的定位信息卡。由于人員定位信息卡和人員一一對(duì)應(yīng)，從而可以知道在定位基站附近有哪些人員。同時(shí)，服務(wù)器可根據(jù)基站接收到的人員定位信息卡發(fā)送的無(wú)線信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，可以判斷得出攜帶該人員定位信息卡的人員離定位基站大概有多遠(yuǎn)，判斷出該人員在隧道中的大概位置，可以直觀得到施工人員在隧道洞內(nèi)的分布情況，人員信息、進(jìn)洞、出洞的時(shí)間、人員行動(dòng)路徑等，實(shí)現(xiàn)對(duì)人員的考勤管理，且把施工人員在隧道中的位置通過(guò)第一顯示裝置顯示出來(lái)。在高風(fēng)險(xiǎn)的開(kāi)挖作業(yè)區(qū)的定位基站還設(shè)置了UWB接收模塊，對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域附近的人員做精確定位，發(fā)生緊急情況時(shí)，準(zhǔn)確判斷在高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的人員的位置，有利于應(yīng)急管理和救援。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述人員定位信息卡上還設(shè)有GSM通信模塊、第二顯示裝置、按鍵電路、語(yǔ)音模塊、單片機(jī)及電池供電電路，所述GSM通信模塊、第二顯示裝置、按鍵電路、語(yǔ)音模塊分別與單片機(jī)連接，單片機(jī)與電池供電電路連接。GSM通信模塊用于施工人員在危急關(guān)頭向隧道外部的人員發(fā)送消息。人員定位信息卡上的第二顯示裝置采用液晶顯示屏，用于顯示施工人員所處位置與應(yīng)急通道的位置路線，語(yǔ)音模塊用于播報(bào)安全注意事項(xiàng)或遇到危險(xiǎn)時(shí)逃往應(yīng)急通道的路徑。在人員定位信息卡上設(shè)置GSM通信模塊、第二顯示裝置、按鍵電路、語(yǔ)音模塊、單片機(jī)及電池供電電路，方便施工人員在隧道洞內(nèi)發(fā)送突發(fā)意外時(shí)通過(guò)短信與外界通信，并接收外部發(fā)送的應(yīng)急逃生路線，突發(fā)危險(xiǎn)時(shí)對(duì)施工人員的管理和救援。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，服務(wù)器包括數(shù)據(jù)處理模塊、GSM通信模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、預(yù)警消息模塊和控制器，所述數(shù)據(jù)處理模塊、GSM通信模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、預(yù)警消息模塊分別與控制器連接。數(shù)據(jù)處理模塊用于處理接收到的從定位基站傳來(lái)的信息；GSM通信模塊用于通過(guò)短信方式通知隧道洞內(nèi)的施工人員和相關(guān)管理人員；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)接收到的定位信息和每個(gè)施工人員在隧道洞內(nèi)的行動(dòng)路徑和停留時(shí)間，方便隨時(shí)調(diào)取查閱施工人員的行動(dòng)路徑；預(yù)警消息模塊用于監(jiān)測(cè)到隧道洞內(nèi)區(qū)域有危險(xiǎn)時(shí)，對(duì)危險(xiǎn)情況分析后作出危險(xiǎn)等級(jí)預(yù)判并作出預(yù)警指示。

本實(shí)用新型的隧道施工人員管理系統(tǒng)，將隧道劃分為不同區(qū)域，不同區(qū)域的事故風(fēng)險(xiǎn)不同，通過(guò)RFID定位標(biāo)簽和UWB定位標(biāo)簽向定位基站發(fā)送無(wú)線信號(hào)，定位基站接收并處理無(wú)線信號(hào)，得到施工人員隧道洞內(nèi)的位置，進(jìn)出洞的時(shí)間及停留時(shí)間，并顯示在隧道洞外的LED屏上，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工人員的考勤管理，由于UWB定位標(biāo)簽采用信號(hào)到達(dá)差的測(cè)量技術(shù)，可準(zhǔn)確定位施工人員的位置，定位精度可達(dá)10cm，將UWB接收模塊設(shè)置在隧道的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，當(dāng)發(fā)生意外事故時(shí)，可對(duì)施工人員進(jìn)行精確定位，通過(guò)發(fā)送短信和語(yǔ)音播報(bào)的方式通知施工人員如何逃到最近的應(yīng)急通道，實(shí)現(xiàn)緊急救援。

最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。