隧洞施工人员安全管理系统研究

张刚刚

摘 要：在许多交通工程和矿业生产中，需要进行隧洞施工，由于隧洞常常处于较危险的地址区域，因此，施工安全是作业过程中首先考虑的内容。为保障施工人员的人身安全，必要的安全管理系统被建设并广泛运用，对整个施工管理和质量控制有非常大的帮助，也是目前很多施工企业着力进行研究的技术体系。本文结合实际案例，深入探讨了隧洞施工安全管理系统的设计和应用情况，针对该系统的一些具体情况做以深入剖析，有较强的实用性和借鉴价值。

关键词：隧洞 施工人员 安全管理系统

1.隧洞施工人员安全管理系统概述

隧洞工程在整个施工建设的过程中有其自身非常显著的特点，主要表现在施工总体难度大，安全风险性高，且意外因素多，常常发生施工中的塌方、涌水、冒顶等事故问题，严重威胁着所有现场施工人员的人身安全。针对这一情况，需要迅速、准确、及时地对隧洞施工中的各种突发安全事件进行处理，这已经成为确保施工有序进行的基础环节。

基于当前我国隧洞施工安全的实际需求，相关企业和研究单位设计了安全管理系统，该系统以无线射频识别技术为基础，结合先进的信息传递技术与计算机数据处理技术，开发出隧洞施工人员安全管理系统。其具体组成包括三个核心的部分，即射频识别系统、信息传输系统、软件管理平台。用于该安全管理系统的射频识别部分具备了高容错和低功耗的性能优势，可以在隧洞环境中有效识别各种移动目标性质，并实现多目标的识别要求。在进行信息传输的过程中，利用隧道内装设的无线网络，可以不受隧道复杂环境的影响，并克服了有线通信线路敷设困难、易发生损坏、难以有效维护问题，数据远距离传输更加稳定。计算机应用系统可以将各种数据信息进行分类处理，按照预期的设定功能进行相应的处置。

2.隧洞施工人员安全管理系统的应用研究

本研究以ZIgBee隧洞安全管理系统为例，该系统有着较为普遍的代表性，基于此系统研究隧洞施工人员安全管理系统的设计和应用问题，可以发挥必要的能性价值。

2.1系统概述

ZIgBee隧洞安全管理系统是一套较为完备的安全管理系统，其采用了当今较新进的无线识别技术，并将该技术标准用于与各种隧道工程施工相关的安全技术规范和标准，实现了更加完善系统的设计理念和实施效果。在物理组成上，该系统采用一套无线信息网络，就能够完成隧道人员的各种定位考勤、无线通讯、照明控制、视频监控等系统功能，对于煤矿隧道的生产现场，也可增加瓦斯无线监测等新辅助功能。这种多网合一的系统设计，不但能够符合隧道施工的各种功能需要，同时还具备低成本和高效率的应用优势。

2.2系统设计应用原理

ZIgBee隧洞安全管理系统的设计，首先是基于对施工需要和隧道现场区域的情况勘测，预置数量不一的基站或读卡器。通常情况下会选择在隧道的入口和锚喷支护区周边放置通信基站，这样可以确保通信网络全面覆盖作业区域。选择在隧道口放置读卡器，且在隧道的一些位置处也要放置读卡器，这样便于安全管理的精确考勤，确保隧道内的人员情况有准确控制。

为准确定位人员位置，可以给需要的施工人员配置KJ272-K型定位卡，如果这些人员来到隧道内部，在隧道内无线网络覆盖区域的任何地点，在任意时刻，基站都能获得其具体的位置信号，并将这些位置信息上传给工作站，在通过应用软件的进一步处理，就可以在系统显示图中得到具体的相关信息，包括具体的人员、位置和时间等。并可以即时将这些内容动态显示到计算机监控中心或设置在隧道外面的LED屏幕上，同时对数据进行实时备份。通过这些实时信息，监管人员能够即时了解实际隧道中各施工人员的基本状态。管理者利用电脑显示出的人员位置示意图，来详细调取某个确定的区域情况，此时计算机会实时将该区域的情况进行统计并马上显示。

2.3系统设计的主要功能

为更有效完成相应的安全管理工作，在对该系统的应用功能设计时，主要考虑以下几个环节，而这些环节也正是作为人员安全管理的核心技术。具体来说，包括四个方面的设计。

（1）人员定位设计

人员定位设计主要是考虑其对于隧道内施工人员身份和位置的确定，通过确定人员的身份和位置，方便各种管理措施的落实。为此，隧道施工人员要配置定位卡，ZIgBee隧洞安全管理系统可以自动获得具体的位置等信息，并能够实时确认隧道人员数量和分布。

（2）射频通信设计

由于隧道内的空间相对比较曲折狭小，采用无线射频方式完成信息通信，可以很好地解决数据传输和实时通话等问题，隧道施工人员可借助手机等通信终端设备，进行信息发送和通话联系。也能实现与隧道外的其他外部通信网络进行信息交互，接收来自监控中心等外部系统的通知和通话。

（3）LED同步控制设计

LED同步控制设计实现了监控主机的实时监测内容同步显示到LED屏幕的作用，其显示的具体内容主要包括一些施工人员的详细信息，包括：姓名，部门、工种，入隧道时间。通过这些显示内容，可以将整个安全管理更加具体、透明，方便实施安全管理。

（4）视频监控设计

视频监控设计利用高清摄像仪，实现了对隧道内一些重点部位的现场监控和录像功能，该系统采用光纤进行传输，可以实现远距离的信息传输，其总体的抗干扰能力较强，并具有较大的带宽。系统的监控数据有较小的数量，因此可以在长时间内进行存储。

3.结束语

综上所述，隧洞施工是一项有着较大安全风险的工作，为确保施工人员的安全，需要在施工过程中装设安全管理系统，实现整个施工活動的安全管理，以及安全事故发生后的安全搜救工作。在实际施工过程中，安全管理系统是必须的保障措施，提供基础性安全技术。随着该系统的不断优化创新，其总体性能也会有更大程度的改善，包括信号质量，信号处理能力，以及可采取的应急措施等，都会有巨大提升。在确保系统安全性能同时，还要注重性价比问题。

参考文献

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