第一章 概述

　　1.1系统背景

　　随着国家经济的迅速发展，我国的隧道建设更是日新月异。由于城市地铁、铁路隧道和高速公路隧道改善了路线技术指标、缩短了路程和行车时间，提高了运营效益；再加上隧道造价高，运营管理相对复杂，所以各地对隧道的建设十分重视。

　　目前的远程信息管理系统往往只是对行政和技术文件的管理，而无法实时地获取施工信息，更不能对施工方信息和施工人员有一个全面、及时、准确的掌握。从而导致很多事故的发生。为此各级政府高度重视工程建设安全生产问题，并采取一系列措施不断加强安全生产工作。如何改变目前隧道施工过程安全管理落后的管理模式，实现管理的现代化、信息化、智能化成为管理者研究的重要课题。

　　因此，借助以灾害预防、事故救助、电子信息化等先进的管理手段是隧道建设安全管理的必然选择。苏州木兰电子科技有限公司针对以上情况提出了“隧道人员考勤定位系统的解决方案”为隧道建设安全管理提供了崭新的安全管理理念。

　　1.2 系统简介

　　隧道人员考勤定位系统是集隧道施工人员考勤、区域定位、安全预警、灾后急救、日常管理等功能于一体，也是国内技术领先、运行稳定、设计专业化的隧道施工现场监测系统。使管理人员能够随时掌握施工现场人员、设备的分布状况和每个人员和设备的运动轨迹，便于进行更加合理的调度管理。当事故发生时，救援人员也可根据隧道施工人员及设备位置监测安全管理系统所提供的数据、图形，迅速了解有关人员的位置情况，及时采取相应的救援措施，提高应急救援工作的效率。这一科技成果的实现，将为隧道建设的安全生产和日常管理再上新台阶提供有力保障。

　　第二章 需求分析

　　2.1隧道详情

　　目前隧道进口已经施工，进口处的考勤和定位也已经安装完毕。还剩一号斜井，二号斜井和隧道出口还没有安装考勤与定位系统。一号斜口和二号斜井是从隧道上面向下打的。（具体地形:隧道是穿越山脉的，一号和二号斜井都要比半山中向下打入。一号斜井口、二号斜井口与隧道的出口距离比较远）。因为在山中，所以没有网线接口，所有有线通讯方式都没有。所以把三个口组成局域网网或广域网成本太高。

　　2.2监控中心

　　在隧道斜井口与出口处各建一个监控中心，分别配电脑一台，对施工人员进行考勤和定位。

　　2.2.1系统安装位置

　　（1）将电脑主机、转换接口、避雷器等安装在隧道口处适当位置，每个口各一套。具休位置按现场的实际位置在定（安装原则:不离隧道口太近，那样会影响施工；也不能离隧道口太远，那样会影响信号的传输）

　　（2）监控中心与隧道里面的定位读卡器根据图纸得出。距离超过1000米。为了保证信息能传到监控中心，采用光纤传输。

　　2.2.2考勤与LED显示

　　（1）通过电脑能看出施工人员与监管人员什么时间进入的隧道，什么时间走出隧道。

　　（2）并且能对施工人员和干部分信息进行修改、添加和查询。

　　a.修改:如果员工离开或卡出现问题，可对员工的信息进行修改。

　　b.添加:当有新员工来的时候，可以把新员工的信息添加到数据库。

　　c.查询:分为精确查询和模糊查询

　　精确查询:软入姓名、上班时间和性别做为查询的关键字，就能准确查出详细信息。

　　模糊查询:刚输入性别就能查询对应的信息。

　　（3）部门的修改、添加和查询

　　（4）LED屏显示

　　对出入隧道口员工的基本信息要在LED屏上显示。显示的内容包括:标签号，姓名，时间，总人数（屏的大小1.28M*0.8M，屏也可以选择比较大的）。

　　（5）报警功能

　　对外来人员或未携带带的施工人员进入隧道进，系统会自动报警（如果和携带卡者一起进时，系统不会报警）

　　2.2.3定位部分

　　（1） 定位读卡器的安装:把定位读卡器安装在要监控的区域里，根据隧道里面的实际情况，只能打一段距离在安装一个。读卡器通过RS485线把信息传给光纤。

　　（2）施工后期阶段读卡器安装的原则:一号斜井、二号斜井和隧道出口一共分为四个工作面。分别为:

　　a.一号斜井往隧道进口方向设置三台定位分站，

　　b.一号斜井往隧道出口方向设置三台定位分站，

　　c.二号斜井往隧道进口方向设置三台定位分站，

　　d.隧道出口往隧道进口方向设置两台定位分站。

　　（3） 读卡器安装做成能移动的，就是打一定距距离后把安装好的读卡器向前移动一点，实时对施工人员进行监控。

　　（4） 通过电脑实时看出读卡器附近施工人员基本信息，及其运行路线。

　　（5） 每个进入隧道的作业人员都配备一张识别卡，此识别卡可以实现双向呼叫（识别卡可以呼叫指挥中心，指挥中心也可以呼叫识别卡）。

　　2.3其他事项

　　（1）读卡器的个数和安装方式如果有什么异议，双方在协商解决。

　　（2）软件功能:如果用户有新的要求，请在软件开发前提出。

　　第三章 系统设计

　　3.1 系统构成

　　隧道人员考勤定位管理系统分为隧道外部和隧道内部组成:

　　3.2组成原理图

　　3.3 系统组成原理

　　整个系统有三个口组成，每个口的原理都基本相同。下来就一号斜口做下说明:

　　3.3.1组成说明

　　主机:安装在隧道口不远处的监控室里，此电脑要时时供电，如果停电了话，就要用备用电源，装有考勤和定位软件。通过串口与终端连接。

　　RS232/485转换器:把串口信息转为485信号。通过串口线与电脑相连。

　　防雷栅:为了对终端设备的保护，在设备的附近装上防雷栅。

　　RS485/光纤转换器:当传输距离超过1000米的话就要用光纤转换器，通过光纤来传输数据。读卡终端通过RS485转光纤。最后把数据传到主机上。

　　3.3.2组成原理

　　①2.4G有源射频卡:施工人员或工作人员随身携带，一般装在施工人员的皮带上或安全帽上。因为它是双向通讯，所以施工人员不担可以给监控中心发信息，监控中心也可以给每个施工发信息。

　　例如:当隧道里面出现特殊情况时，施工人员只要按一下按钮，监控中心就会有报警声。当监控中心出现什么情况时，监控中心可以给每个人施工人员发信号，也可以群发，通过指示灯来提示。

　　②考勤读卡器:安装在隧道口的地方，要安装两个，通过读卡先后顺序来判断施工人员是进入的还是出去时，考勤机读取标签信息后，把信息传给电脑。

　　③定位读卡器:安装隧道里面，根据实际情况打一定距离后把读卡器安装在施工点附近。定位读卡器把读取的信息通过光纤传给电脑。

　　④光纤转换器:把485信号与光纤信号进入转化，扩充传输距离

　　⑤RS232/485转换器:把终端的RS485信号转换为电脑接收的串口信号。

　　⑥电脑主机:安装管理软件，通过电脑对施工人员进行监控。控制LED屏显示内容。

　　⑦LED显示屏:把施工人员的信息在屏上显示。

　　第四章系统特点

　　4.1 卓越的性能

　　★高度的识别可靠性:100%的前端识别率，施工人员只要携带2.4G有源射频卡（除非坏掉），就能被装在附近的读卡器读到。

　　★识别距离远（0-50米）:在隧道里面可达到50M的稳定距离，在这个范围内都会读到标签卡的信息。

　　★极高的防冲突性:每个检测点可最多同时识别200个施工人员

　　高度的识别稳定性（误码率小于十万分之一），真正达到无误码、无漏卡。

　　★快速的识别速度（最快可达到200公里/小时的识别速度）:就是对动态的标签卡也能认识到。

　　★可做成双向报警功能:施工人员可以通过标签按钮来向监控中心呼叫；监控中心也可以向标签发信息。

　　4.2 应用范围广

　　配合隧道现有网络状况，可提供基于光纤、以太网、通信电缆等多种隧道内-隧道外传输方式，适应性强，避免了由于传输方式单一造成的实施难度。

　　4.3 安全性、稳定性高

　　★具有安全型的防爆、防尘、防水性能

　　★高抗干扰性，对隧道干扰源、周界环境无特殊要求，环境适应性强

　　★内部电路高度集成化，器件故障率最小化，运行可靠

　　★采用有源识别卡，无电磁污染，免维护，使用安全

　　4.4 操作简单方便

　　★直接导入矿区平面图，操作简单；保证显示的图形与客户的原图比例一致

　　★软件全中文菜单，具有良好的操作界面

　　★无线监测分站一体化结构设计，无需外接天线或地感线圈，安装方便快捷

　　★识别卡内置电池，超低功耗，无须外接矿灯电源，无须充电

　　4.5 丰富的查询和报表功能

　　★查询和报表输出、打印功能简单易操作

　　★可对施工人员、部门以及干部的考勤信息进行查询

　　★可对施工人员运动轨迹进行查询

　　★可按要求输出各种信息报表（如:进入隧道时间报表、个人出勤日报表、施工人出勤月报表、部门出勤月报表等）

　　第五章 系统功能

　　5.1考勤管理功能

　　★ 通过考勤读卡器能判断出施工人员是上班还是下班。

　　★ 能对施工人员和干部信息的添加，修改，查询。

　　★ 部门考勤查询:可按部门及各种指定条件进行人员的出勤情况查询，如:编号、姓名、班次、工种、部门等查询条件；可按任意条件自动排序；

　　★ 员工考勤查询:可按各种指定条件进行人员的出勤情况查询，如:编号、姓名、班次、工种、部门等查询条件；可以按任意条件自动排序；

　　★ 干部考勤查询:对当天所有干部的出勤情况进行查询显示；

　　5.2定位管理功能

　　★ 任一时间查询并显示某个区域人员及设备的身份、数量和分布情况。

　　★ 查询一个或多个人员及设备现在的实际位置、活动轨迹。

　　★ 记录有关人员及设备在任一地点的到/离时间和总工作时间等一系列信息，可以督促和落实重要巡查人员（如:安全检测人员）是否按时、到点的进行实地查看，或进行各项数据的检测和处理，从根本上尽量杜绝因人为因素而造成的相关事故。

　　5.3 设置报警功能

　　5.3.1外来人员报警功能

　　对于外来人员的或无卡施工人员独自进入隧道时系统会自动报警。但是和携带卡者一起进入时，系统不会出现报警。

　　5.3.2区域报警功能

　　在特定区域设定报警功能，给标签卡设定权限。如:在隧道内进行爆破时，将爆破作业面设置为警戒区域，如果有非授权人员及设备进入警戒区域，系统自动报警，并显示进入警戒区域的人员及设备的身份，爆破结束后解除报警设置。

　　5.4 查询统计

　　★ 施工人员查询:可以按照自定义组合条件对施工人员当前区域、滞留时间及带班领导等进入隧道相关情况进行查询。

　　★ 工人分布查询:对隧道各区域的施工人员分布情况进行查询，使管理人员可以方便的知道特定区域的工作人数。点击相应区域可获得相关人员详细信息。

　　★ 未到达区域查询:用以督察和考核相关责任人跟班情况，查询特殊工种是否到达了其工作范围的所有区域。点击相关状态，可以得到到达人员和工作的明细记录。

　　★ 施工人数统计:可以根据日期对进出隧道的施工人员数量进行统计。

　　★ 区域人数统计:可以任意设置和管理相关施工区域，自动进行区域人数统计。

　　5.5灾后急救信息

　　一旦发生安全事故，控制主机立即能显示出事故地点的人员数量、人员信息，人员位置等信息，大大提高抢险效率和救护效果

　　第六章系统软件功能

　　6.1 登录功能

　　6.2 员工信息增加

　　6.3 信息导入

　　6.4 信息查询

　　6.5 员工管理

　　6.6隧道定位实体图

　　6.7 定位跟踪

　　6.8 历史数据的查询

　　6.9 员工信息的查询

　　6.10 施工人员定位信息显示

　　第七章设备介绍

　　7.1考勤读卡器