引言：近年來，隨著鐵路建設(shè)的不斷推進(jìn)，我國鐵路行業(yè)不斷發(fā)展，已成為鐵路運(yùn)營隧道規(guī)模大國，隧道發(fā)掘成為高速公路建設(shè)必不可少的環(huán)節(jié)。然而，隧道的修建施工環(huán)境艱苦惡劣，事故頻發(fā)，鐵路隧道作業(yè)人員的日常工作缺乏安全實(shí)施管控手段，安全生產(chǎn)與安全辦理成為了隧道建設(shè)中的重點(diǎn)。隧道修建施工企業(yè)面臨巨大的辦理難度，迫切的需求一種能夠高效、精確的人員管和安全辦理的方案體系。
作者：黃工 上海七星耀華導(dǎo)航技術(shù)有限公司 業(yè)務(wù)經(jīng)理
擅長：北斗/GNSS高精度定位模塊、GNSS接收機(jī)、RTK、自動駕駛、靜態(tài)監(jiān)測、無人機(jī)飛控等領(lǐng)域技術(shù)解決方案
1. 行業(yè)背景
鐵路隧道工地場景的環(huán)境現(xiàn)狀分析如下：
(1) 整個工程埋于地下，通電、通信、通風(fēng)均存在較大難度；
(2) 內(nèi)部施工環(huán)境較差，灰塵大，潛在的落石，塌方等危險性；
(3) 信號的反射較嚴(yán)重。
(4) 要實(shí)現(xiàn)人員的精準(zhǔn)化定位，就需要采用相關(guān)的先進(jìn)的技術(shù)手段才能實(shí)現(xiàn)。
圖1 鐵路隧道施工背景
鐵路隧道作業(yè)人員存在的問題有：
調(diào)度中心在后臺無法看到實(shí)際情況；隧道內(nèi)施工容易出現(xiàn)危險，沒有直接快捷的求助手段，無法第一時間向調(diào)度指揮中心匯報呼救；緊急情況發(fā)生，調(diào)度中心后臺也無法查清事故發(fā)生范圍的人員分布情況，無法合理調(diào)度人員增援，這些管理難題困擾著鐵路隧道行業(yè)。
2. 總體方案
2.1 建設(shè)目標(biāo)
隧道/管廊人員定位系統(tǒng)支持全天候考勤，對人員進(jìn)行實(shí)時自動跟蹤，隨時掌握每個員工在隧道的位置及活動軌跡、全隧道人員的位置分布。最重要的是，當(dāng)遇到隧道突發(fā)事故，可以迅速找到被困人員可靠的位置信息，提高搶險救災(zāi)、安全救護(hù)的效率。
2.2 系統(tǒng)組成
根據(jù)鐵路隧道人員架構(gòu)設(shè)計合理方案，搭建符合本項(xiàng)目的系統(tǒng)平臺。主要由人員佩戴的定位終端，北斗差分基準(zhǔn)站，無線基站，服務(wù)器和系統(tǒng)應(yīng)用軟件組成。
圖2 方案系統(tǒng)組成
該方案的優(yōu)點(diǎn)是：
◆ 定位管理平臺采用高并發(fā)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計，最高支持上千臺設(shè)備同時在線；
◆ 24小時遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，云端服務(wù)更省力；
◆ 可針對客戶需求進(jìn)行平臺定制；
◆ 以GIS地圖作為基礎(chǔ)，界面更直觀，操作更簡單。
2.3 系統(tǒng)功能
2.3.1實(shí)時位置顯示
定位終端通過自身4G網(wǎng)絡(luò)將定位信息回傳到定位管理平臺后，平臺基于作業(yè)區(qū)域的高精度地圖即可進(jìn)行鐵路隧道作業(yè)人員、工程車輛實(shí)時位置的展示；平臺的實(shí)時展示頻率，可以根工地具體需求進(jìn)行調(diào)節(jié)。
圖3 實(shí)時位置顯示
2.3.2 歷史軌跡查詢
基于人員位置信息的記錄，利用歷史軌跡功能，即可查詢鐵路作業(yè)人員任意時間段內(nèi)的活動軌跡，同時可以查看對應(yīng)軌跡的時間信息，做到精準(zhǔn)溯源。
圖4 歷史軌跡查詢
2.3.3 電子圍欄
在地圖上設(shè)置禁入或禁出區(qū)域，調(diào)度平臺一旦監(jiān)測到人員誤入危險區(qū)域或者離開禁出區(qū)域，平臺將立即發(fā)出智能告警，同時人員定位終端進(jìn)行蜂鳴提示。
圖5 電子圍欄
2.3.4 SOS一鍵報警
當(dāng)人員發(fā)生危險時，通過定位終端上的“SOS鍵”即可向平臺發(fā)出求救告警；平臺側(cè)收到求救信息后，及時告警并將信息給到救援人員，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)快速救援。
圖6一鍵呼救
3. 產(chǎn)品選配
人員定位終端：SM10 GNSS接收機(jī)是針對人員安全定位的新一代便攜式高精度GNSS接收機(jī)，支持BDS GPS、GLONASS等主流全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，可快速實(shí)現(xiàn)厘米級定位。支持一鍵呼救和遠(yuǎn)程位置監(jiān)控，為人身安全保駕護(hù)航。支持APP快速接入，擺脫繁瑣配置。支持4G位置回傳，可實(shí)時提供高精度的位置和速度信息，內(nèi)置3000mAH鋰離子電池，續(xù)航高達(dá)6h。小巧的結(jié)構(gòu)設(shè)計，能夠滿足人員便攜需求。
主要特點(diǎn)：
1. 一鍵 SOS 呼救，安全無憂；
2. 支持接入人員安防平臺，全方位遠(yuǎn)程監(jiān)控；
3. 支持電子圍欄，實(shí)現(xiàn)自動化預(yù)警；
4. 支持云服務(wù)功能，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理及監(jiān)測；
5. 支持 APP 快速接入，輕松配置；
6. IP67 等級防護(hù)，風(fēng)雨無阻；
7. 內(nèi)置 3000mAH 鋰離子電池，續(xù)航時間 6h；
圖7 SM10 GNSS接收機(jī)
結(jié)合鐵路隧道作業(yè)人員架構(gòu)，以及高精度電子地圖和自適應(yīng)路徑規(guī)劃算法，提供了此種解決方案，此方案應(yīng)用于隧道鐵路行業(yè)可以整合鐵路系統(tǒng)調(diào)度排班、作業(yè)人員日常作業(yè)到崗情況，作業(yè)線路完成度；強(qiáng)化了鐵路系統(tǒng)對作業(yè)人員的監(jiān)管，提高了現(xiàn)場作業(yè)的安全等級；支持上下級鐵路系統(tǒng)對作業(yè)人員歷史工作中的所有歷史軌跡查詢；強(qiáng)化了鐵路系統(tǒng)對作業(yè)人員作業(yè)區(qū)域監(jiān)管，避免了人員串崗、離崗意外的發(fā)生；與第三方監(jiān)控系統(tǒng)整合聯(lián)動，多重安全防護(hù)手段?？偠灾?，高效、精確的人員管理方案勢在必行，此方案所選產(chǎn)品可靠性已得到市場充分驗(yàn)證。
