隧洞施工人員安全管理系統研究

張剛剛

摘 要：在許多交通工程和礦業生產中，需要進行隧洞施工，由于隧洞常常處于較危險的地址區域，因此，施工安全是作業過程中首先考慮的內容。為保障施工人員的人身安全，必要的安全管理系統被建設并廣泛運用，對整個施工管理和質量控制有非常大的幫助，也是目前很多施工企業著力進行研究的技術體系。本文結合實際案例，深入探討了隧洞施工安全管理系統的設計和應用情況，針對該系統的一些具體情況做以深入剖析，有較強的實用性和借鑒價值。

關鍵詞：隧洞 施工人員 安全管理系統

1.隧洞施工人員安全管理系統概述

隧洞工程在整個施工建設的過程中有其自身非常顯著的特點，主要表現在施工總體難度大，安全風險性高，且意外因素多，常常發生施工中的塌方、涌水、冒頂等事故問題，嚴重威脅著所有現場施工人員的人身安全。針對這一情況，需要迅速、準確、及時地對隧洞施工中的各種突發安全事件進行處理，這已經成為確保施工有序進行的基礎環節。

基于當前我國隧洞施工安全的實際需求，相關企業和研究單位設計了安全管理系統，該系統以無線射頻識別技術為基礎，結合先進的信息傳遞技術與計算機數據處理技術，開發出隧洞施工人員安全管理系統。其具體組成包括三個核心的部分，即射頻識別系統、信息傳輸系統、軟件管理平臺。用于該安全管理系統的射頻識別部分具備了高容錯和低功耗的性能優勢，可以在隧洞環境中有效識別各種移動目標性質，并實現多目標的識別要求。在進行信息傳輸的過程中，利用隧道內裝設的無線網絡，可以不受隧道復雜環境的影響，并克服了有線通信線路敷設困難、易發生損壞、難以有效維護問題，數據遠距離傳輸更加穩定。計算機應用系統可以將各種數據信息進行分類處理，按照預期的設定功能進行相應的處置。

2.隧洞施工人員安全管理系統的應用研究

本研究以ZIgBee隧洞安全管理系統為例，該系統有著較為普遍的代表性，基于此系統研究隧洞施工人員安全管理系統的設計和應用問題，可以發揮必要的能性價值。

2.1系統概述

ZIgBee隧洞安全管理系統是一套較為完備的安全管理系統，其采用了當今較新進的無線識別技術，并將該技術標準用于與各種隧道工程施工相關的安全技術規范和標準，實現了更加完善系統的設計理念和實施效果。在物理組成上，該系統采用一套無線信息網絡，就能夠完成隧道人員的各種定位考勤、無線通訊、照明控制、視頻監控等系統功能，對于煤礦隧道的生產現場，也可增加瓦斯無線監測等新輔助功能。這種多網合一的系統設計，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用優勢。

2.2系統設計應用原理

ZIgBee隧洞安全管理系統的設計，首先是基于對施工需要和隧道現場區域的情況勘測，預置數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區周邊放置通信基站，這樣可以確保通信網絡全面覆蓋作業區域。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，確保隧道內的人員情況有準確控制。

為準確定位人員位置，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部，在隧道內無線網絡覆蓋區域的任何地點，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，在通過應用軟件的進一步處理，就可以在系統顯示圖中得到具體的相關信息，包括具體的人員、位置和時間等。并可以即時將這些內容動態顯示到計算機監控中心或設置在隧道外面的LED屏幕上，同時對數據進行實時備份。通過這些實時信息，監管人員能夠即時了解實際隧道中各施工人員的基本狀態。管理者利用電腦顯示出的人員位置示意圖，來詳細調取某個確定的區域情況，此時計算機會實時將該區域的情況進行統計并馬上顯示。

2.3系統設計的主要功能

為更有效完成相應的安全管理工作，在對該系統的應用功能設計時，主要考慮以下幾個環節，而這些環節也正是作為人員安全管理的核心技術。具體來說，包括四個方面的設計。

（1）人員定位設計

人員定位設計主要是考慮其對于隧道內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隧洞安全管理系統可以自動獲得具體的位置等信息，并能夠實時確認隧道人員數量和分布。

（2）射頻通信設計

由于隧道內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，可以很好地解決數據傳輸和實時通話等問題，隧道施工人員可借助手機等通信終端設備，進行信息發送和通話聯系。也能實現與隧道外的其他外部通信網絡進行信息交互，接收來自監控中心等外部系統的通知和通話。

（3）LED同步控制設計

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

（4）視頻監控設計

視頻監控設計利用高清攝像儀，實現了對隧道內一些重點部位的現場監控和錄像功能，該系統采用光纖進行傳輸，可以實現遠距離的信息傳輸，其總體的抗干擾能力較強，并具有較大的帶寬。系統的監控數據有較小的數量，因此可以在長時間內進行存儲。

3.結束語

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

參考文獻

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