解決方案

為各行業提供完善的數據通信解決方案。

綜合管廊

綜合管廊人員定位解決方案

 

目前綜合管廊施工期間安全的需求和問題

1.1   綜合管廊施工環境描述 随着智慧化城市的改造,城市生命線的建設,綜合管廊的建設也在全國逐步推進。 綜合管廊施工環境屬于地下狹窄空間施工,具有極大的危險性。因此無論前期施工或者後期運維都需要對人員進行定位,保證作業人員的生命安全。 如何加強管控,事故發生的概率,一直是綜合管廊管理中的關鍵性問題。

1.2綜合管廊施工安全存在的問題

1)  安全隐患高工程地質及水文地質的複雜性,工程建設周邊環境(建築物、道路管線等)的複雜性;施工人員職業素質偏低。

2)  難定人

人員實際位置無法實時掌握,到崗時間無法準确獲知,管控效率很難得到提升。

3)  難巡檢

傳統的巡檢方式難以滿足施工過程中逐一環節檢查确認。

難保障

由于施工環境深處地下,當發生事故或發生情況後,難以判斷人員的具體位置。 如何改變目前化工業企業對現場工作人員、資産落後的管理模式,如何實現管理的現代化、信息化已成為整個行業重點關心的問題。而通過對人員的精确定位,可以為後期精細化管理提 供基礎數據。

1.3 未來的發展趨勢 目前人員定位系統在國外的一些施工項目中得到了很好的應用,大大提高了現場作業的安全環境,并且極大程度地降低管理成本。中國的本土企業,應當緊随世界先進同行的管理腳步, 努力完善自身的管理系統,在邁向智能化上不遺餘力。

1.4  項目的目的和意義 推動面向現場人員及大型設備的安全監管系統,建立一整套完備的具有智能監控管理、報警、現場人員的實時定位、追蹤等功能的人員定位系統,必将大幅度的提升施工安全性和管理 效率,降低安全隐患、減少安全事故的發生,同時還可以與現有的系統有效的集成并進行多方 面功能擴展,完善整個監控管理系統的功能,有效地增強系統的安全性,真正意義上實現現場 施工人員及巡檢人員的實時安全監控。

 

目前的定位技術狀況

與戶外空曠環境相比,綜合管廊内環境要複雜的多,由于  GPS  技術在該環境中無法工作。 為此,針對不同的裝置區定位需求存在着多種解決方案,他們主要采用的技術手段包括以下幾 種:

2.1技術

Wi-Fi 定位應用采用在區域内安置無線基站,根據待定位 Wi-Fi 設備的信号特征,結合無 線基站的拓撲結構,綜合确定待定位 Wi-Fi 設備的坐标。Wi-Fi 定位技術便于利用現有的無線設備實現定位功能,但由于  Wi-Fi 的安全性較差,功耗較高,頻譜資源已趨近飽和,因此 不利于終端設備的長期攜帶和大規模應用。

2.2 射頻識别技術 它是利用電磁感應原理,通過無線激發近距離無線标簽,實現信息讀取的技術。射頻識别

距離從幾厘米到十幾米。RFID 用于人員定位的典型應用來自人員考勤系統的拓展,主要進行人員是否存在于某個區域的辨識,不能做到實時跟蹤,并且定位應用還沒有标準的網絡體系, 網絡建立成本和建立難度較大。

2.3無載波通信

無載波通信技術,利用納秒至微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數 據。 調制采用脈沖寬度在 ns 級的快速上升和下降脈沖,脈沖覆蓋的頻譜從直流至 GHz, 不需常規窄帶調制所需的 RF 頻率變換,脈沖成型後可直接送至天線發射。頻譜形狀可通過甚 窄持續單脈沖形狀和天線負載特征來調整。超寬頻信号的輻射非常低,通常隻有手機輻射的千 分之一,因此在工業上應用時,其不存在對其他儀器儀表的幹擾問題。

其他一些定位技術的整體比較:

定位技術

定位精度

安全性

穿透性

抗幹擾

功耗

輻射

傳輸距離

建設成本

應用行業

Wi-Fi

3~10m

較高

較強

較高

30~50m

較高

商業/工業

藍牙

3~5m

較高

較低

較低

10m

較高

商業

地磁

2~5m

較高

NA

極弱

較低

NA

NA

商業

RFID

1-8m

低或無

5m

較高

商業/工業

ZigBee

3~10m

較低

較高

70m

較高

商業/工業

無載波通信

0.1~0.15m

非常高

> 100m

較高

商業/工業

紅外

5~10m

NA

5m

工業

超聲波

0.01~0.1m

NA

5m

工業

機器視覺

1~2m

較高

NA

NA

10m

極高

商業/工業

2.4 優勢

豐富的硬件選擇

硬件全系列産品均兼容本定位系統。無論是成熟産品,标準模塊,客制化模塊等等,都可以用 系統實現定位功能。

更符合應用的産品組合 對于不同的應用場景,在充分認知項目應用的基礎上給客戶提供更準确,更合适的産品組合。

更多的應用領域

 現已普遍用于石化、大型電廠、工廠車間、倉庫管理、綜合管廊建設、機器人導航、 無人機編隊、軍事演習、VR 遊戲

更良好的開發支持

2.5應用需求分解

2.5.1 精确定位 施工期,作業人員的精确定位;後期管廊維護巡檢人員的精确定位。

2.5.2 精确一維定位 标準一維定位;洞口、空壓機、二襯區域進行一維定位,實時得到人員的位置。

2.5.3 安裝要求 由于裝置區域不斷推進,因此要求該系統具有結構靈活、網絡易于建立和維護。

2.5.4自動報警 發現被定位的目标進入危險區域或授權目标長時在危險區域固定不動的時候,設備進行自動告警,并将告警數據回傳至後台。

2.5.5 特殊區域 二襯區域台車會不定期推進,基站間距離不斷變化,需支持基站位置自标定。

2.5.6 軟件功能要求 主要功能包括:區域人數分析、人員位置坐标、人員曆史軌迹回放、報警記錄等功能;

2.5.7 系統要求由于系統為安全生産管理提供數據支撐,因此要求 7*24h 不間斷工作。

2.6系統優點

2.6.1 省錢---提高工作效率 采用本系統可儲存和識别專職巡檢人員的所有身份信息,并對其在某個操作區的進出時間

準确記錄保存,方便于管理人員統計和抽查監督,真正達到有理可循,有據可查的效果,極大 程度上提升了企業對人的安全管理效率。

2.6.2 省力---提高管理水平 标準化科學統一管理,保障人和設備的自動化、規範化、标準化生産和運行,從而提高人

員素質和管理水平。

2.6.3 省心----提高生産安全性 因此“管好”人是避免化工安全事故的首要任務。通過對标簽的分類管理,準确把握每一個人每一台車的實時動态。

2.6.4 省時----提高快速反應性發生安全事故時,可據人員定位系統迅速找到最近救援洞口,第一時間組織救援疏散,

全力降低安全事故損失。

2.7系統整體設計

2.7.1 設計理念 利用先進的定位系統,可以有效地加強對現場施工人員及施工車輛的安全管理,實時定位,

直觀及時地反映現場情況、人員狀況,提高人員安全保障的力度及效率,是人員安全監控管理 的有力工具。

2.7.2 設計原則 整個系統方案的設計貫穿以下原則: 

先進性 

整個系統選型,軟硬件設備的配置均應符合物聯網要求,采用先進的 技術,現場定位精确,領先同類産品。 

穩定性 

網絡的穩定性對系統的可用性和使用率來說至關重要,采用的硬件設備同時支持 5G 無線 組網和高速以太網,為網絡高可用性提供有力保障。 

開放性 

系統中的硬件設備均采用标準接口,便于第三方設備的接入。網絡設備遵從國際、國内标準,使網絡具有開放性和兼容性,本方案所選用的産品均能夠與當前網絡設備兼容或提供相應接口。 

安全性  系統支持多種加密方式,為系統提供安全解決方案。

 低成本 

系統可以充分利用 5G 無線網+以太網組網方式,在複雜的環境中具有靈活的安裝方式,降低實施和維護成本。

可管理性

具有良好的可管理性,這點對無線網絡來說尤其重要,因為無線網絡設備架設在裝置區現場,對此系統遠程管理、遠程升級、準确判斷故障等功能能夠使網絡管理人員能方便及時地掌 握故障等信息,能簡便地對網絡進行配置和調整,确保網絡工作在良好狀态。 

可擴展性

系統采用面向對象和模塊化的開發技術,嚴格履行模塊化結構方式,方便系統功能擴充、 運行設備的替換、維護,确保系統的高效可靠運行。可随時根據需要擴充具有車輛定位等其它 功能的軟硬件模塊,具有良好的可擴展性。 

易操作性

系統的易操作和易維護是保證非計算機專業人員使用好一個系統的條件,我們的方案集中 了已有的豐富的無線設計、施工經驗,以及在物聯網領域強大的産品優勢,實現所需的設計需 求,系統操作簡單,易操作,易維護。

2.7.3 系統模式

系統融合 5G 無線網+以太網通信與定位,通過在裝置區等特殊的環境裡運用一種安全、 可靠的自動識别系統來區分、識别、跟蹤和定位工作人員及工程車輛,保護内部工作人員和管 理來訪人員,并将信息系統中每個人的信息和現實中的每一個人動态的聯系起來,主動識别并 自動按照設定的規則進行報警。

2.8系統框圖

2.9系統應用架構及功能

系統組成

系統主要由計算服務器、定位基站(可選 5.8G AP 功能)、告警模塊、人員标簽、車輛标簽組成。

2.9.1系統功能及支持

1)區域告警

所謂區域告警又稱 0 維定位,即感知人員進入特定區域,不具體到精确坐标。該功能主要 用于針對危險區域如變電站,當無關人員進入該區域系統驅動告警模塊觸發告警,并将告警數 據回傳至後台服務器供進一步應用處理。

維定位

所謂巷道定位又稱 1 維定位,即針對類似巷道一樣狹長區域的精确定位方式。該功能主要用于走廊、通道、巷道、管道等狹長通道或道路。

3)區域告警

支持設定危險或權限區域,一旦有人員進入危險或非權限區域,則發出告警信息。該功能為業務管理系統提供了管理區域所需的數據支持。

4)電池電量告警

該功能主要用于提示标簽當前電池電量狀态,為業務管理系統提供了标簽電量管理所需的 數據支持

5) SOS 告警

該功能主要用于标簽主動發送告警急救信息,為業務管理系統提供了人員急救及主動報警所需的數據支持。

上述這些基礎性功能可以為管理層軟件提供的拓展功能包括:3D 呈現、軌迹回放及存儲、 告警區域設定、告警權限設定、标簽權限管理、标簽電量管理、SOS告警提示、考勤巡更管理等等。

2.10 設備參數及規格

2.10.1 定位基站 U-300W

U-300W 基于 (超寬頻)技術的室外型定位基站。産品集成了先進的 超寬頻 射頻模塊,與定位标簽及計算引擎配合可以實現高精度定位, 最高定位精度達到 30  厘米,領先于其他無線技術定位産品。該基站高精度,高功率,具有非常高的性價比。也可以用于單獨的測距。