隧洞施工人員安全管理系統(tǒng)研究

張剛剛

摘 要：在許多交通工程和礦業(yè)生產(chǎn)中，需要進(jìn)行隧洞施工，由于隧洞常常處于較危險的地址區(qū)域，因此，施工安全是作業(yè)過程中首先考慮的內(nèi)容。為保障施工人員的人身安全，必要的安全管理系統(tǒng)被建設(shè)并廣泛運(yùn)用，對整個施工管理和質(zhì)量控制有非常大的幫助，也是目前很多施工企業(yè)著力進(jìn)行研究的技術(shù)體系。本文結(jié)合實際案例，深入探討了隧洞施工安全管理系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用情況，針對該系統(tǒng)的一些具體情況做以深入剖析，有較強(qiáng)的實用性和借鑒價值。

關(guān)鍵詞：隧洞 施工人員 安全管理系統(tǒng)

1.隧洞施工人員安全管理系統(tǒng)概述

隧洞工程在整個施工建設(shè)的過程中有其自身非常顯著的特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在施工總體難度大，安全風(fēng)險性高，且意外因素多，常常發(fā)生施工中的塌方、涌水、冒頂?shù)仁鹿蕟栴}，嚴(yán)重威脅著所有現(xiàn)場施工人員的人身安全。針對這一情況，需要迅速、準(zhǔn)確、及時地對隧洞施工中的各種突發(fā)安全事件進(jìn)行處理，這已經(jīng)成為確保施工有序進(jìn)行的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。

基于當(dāng)前我國隧洞施工安全的實際需求，相關(guān)企業(yè)和研究單位設(shè)計了安全管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)以無線射頻識別技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合先進(jìn)的信息傳遞技術(shù)與計算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)，開發(fā)出隧洞施工人員安全管理系統(tǒng)。其具體組成包括三個核心的部分，即射頻識別系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)、軟件管理平臺。用于該安全管理系統(tǒng)的射頻識別部分具備了高容錯和低功耗的性能優(yōu)勢，可以在隧洞環(huán)境中有效識別各種移動目標(biāo)性質(zhì)，并實現(xiàn)多目標(biāo)的識別要求。在進(jìn)行信息傳輸?shù)倪^程中，利用隧道內(nèi)裝設(shè)的無線網(wǎng)絡(luò)，可以不受隧道復(fù)雜環(huán)境的影響，并克服了有線通信線路敷設(shè)困難、易發(fā)生損壞、難以有效維護(hù)問題，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸更加穩(wěn)定。計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)可以將各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類處理，按照預(yù)期的設(shè)定功能進(jìn)行相應(yīng)的處置。

2.隧洞施工人員安全管理系統(tǒng)的應(yīng)用研究

本研究以ZIgBee隧洞安全管理系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)有著較為普遍的代表性，基于此系統(tǒng)研究隧洞施工人員安全管理系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用問題，可以發(fā)揮必要的能性價值。

2.1系統(tǒng)概述

ZIgBee隧洞安全管理系統(tǒng)是一套較為完備的安全管理系統(tǒng)，其采用了當(dāng)今較新進(jìn)的無線識別技術(shù)，并將該技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)用于與各種隧道工程施工相關(guān)的安全技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)了更加完善系統(tǒng)的設(shè)計理念和實施效果。在物理組成上，該系統(tǒng)采用一套無線信息網(wǎng)絡(luò)，就能夠完成隧道人員的各種定位考勤、無線通訊、照明控制、視頻監(jiān)控等系統(tǒng)功能，對于煤礦隧道的生產(chǎn)現(xiàn)場，也可增加瓦斯無線監(jiān)測等新輔助功能。這種多網(wǎng)合一的系統(tǒng)設(shè)計，不但能夠符合隧道施工的各種功能需要，同時還具備低成本和高效率的應(yīng)用優(yōu)勢。

2.2系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用原理

ZIgBee隧洞安全管理系統(tǒng)的設(shè)計，首先是基于對施工需要和隧道現(xiàn)場區(qū)域的情況勘測，預(yù)置數(shù)量不一的基站或讀卡器。通常情況下會選擇在隧道的入口和錨噴支護(hù)區(qū)周邊放置通信基站，這樣可以確保通信網(wǎng)絡(luò)全面覆蓋作業(yè)區(qū)域。選擇在隧道口放置讀卡器，且在隧道的一些位置處也要放置讀卡器，這樣便于安全管理的精確考勤，確保隧道內(nèi)的人員情況有準(zhǔn)確控制。

為準(zhǔn)確定位人員位置，可以給需要的施工人員配置KJ272-K型定位卡，如果這些人員來到隧道內(nèi)部，在隧道內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的任何地點(diǎn)，在任意時刻，基站都能獲得其具體的位置信號，并將這些位置信息上傳給工作站，在通過應(yīng)用軟件的進(jìn)一步處理，就可以在系統(tǒng)顯示圖中得到具體的相關(guān)信息，包括具體的人員、位置和時間等。并可以即時將這些內(nèi)容動態(tài)顯示到計算機(jī)監(jiān)控中心或設(shè)置在隧道外面的LED屏幕上，同時對數(shù)據(jù)進(jìn)行實時備份。通過這些實時信息，監(jiān)管人員能夠即時了解實際隧道中各施工人員的基本狀態(tài)。管理者利用電腦顯示出的人員位置示意圖，來詳細(xì)調(diào)取某個確定的區(qū)域情況，此時計算機(jī)會實時將該區(qū)域的情況進(jìn)行統(tǒng)計并馬上顯示。

2.3系統(tǒng)設(shè)計的主要功能

為更有效完成相應(yīng)的安全管理工作，在對該系統(tǒng)的應(yīng)用功能設(shè)計時，主要考慮以下幾個環(huán)節(jié)，而這些環(huán)節(jié)也正是作為人員安全管理的核心技術(shù)。具體來說，包括四個方面的設(shè)計。

（1）人員定位設(shè)計

人員定位設(shè)計主要是考慮其對于隧道內(nèi)施工人員身份和位置的確定，通過確定人員的身份和位置，方便各種管理措施的落實。為此，隧道施工人員要配置定位卡，ZIgBee隧洞安全管理系統(tǒng)可以自動獲得具體的位置等信息，并能夠?qū)崟r確認(rèn)隧道人員數(shù)量和分布。

（2）射頻通信設(shè)計

由于隧道內(nèi)的空間相對比較曲折狹小，采用無線射頻方式完成信息通信，可以很好地解決數(shù)據(jù)傳輸和實時通話等問題，隧道施工人員可借助手機(jī)等通信終端設(shè)備，進(jìn)行信息發(fā)送和通話聯(lián)系。也能實現(xiàn)與隧道外的其他外部通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交互，接收來自監(jiān)控中心等外部系統(tǒng)的通知和通話。

（3）LED同步控制設(shè)計

LED同步控制設(shè)計實現(xiàn)了監(jiān)控主機(jī)的實時監(jiān)測內(nèi)容同步顯示到LED屏幕的作用，其顯示的具體內(nèi)容主要包括一些施工人員的詳細(xì)信息，包括：姓名，部門、工種，入隧道時間。通過這些顯示內(nèi)容，可以將整個安全管理更加具體、透明，方便實施安全管理。

（4）視頻監(jiān)控設(shè)計

視頻監(jiān)控設(shè)計利用高清攝像儀，實現(xiàn)了對隧道內(nèi)一些重點(diǎn)部位的現(xiàn)場監(jiān)控和錄像功能，該系統(tǒng)采用光纖進(jìn)行傳輸，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的信息傳輸，其總體的抗干擾能力較強(qiáng)，并具有較大的帶寬。系統(tǒng)的監(jiān)控數(shù)據(jù)有較小的數(shù)量，因此可以在長時間內(nèi)進(jìn)行存儲。

3.結(jié)束語

綜上所述，隧洞施工是一項有著較大安全風(fēng)險的工作，為確保施工人員的安全，需要在施工過程中裝設(shè)安全管理系統(tǒng)，實現(xiàn)整個施工活動的安全管理，以及安全事故發(fā)生后的安全搜救工作。在實際施工過程中，安全管理系統(tǒng)是必須的保障措施，提供基礎(chǔ)性安全技術(shù)。隨著該系統(tǒng)的不斷優(yōu)化創(chuàng)新，其總體性能也會有更大程度的改善，包括信號質(zhì)量，信號處理能力，以及可采取的應(yīng)急措施等，都會有巨大提升。在確保系統(tǒng)安全性能同時，還要注重性價比問題。

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