隧道施工安全智能監(jiān)測預(yù)警管理系統(tǒng)
一、系統(tǒng)概述
系統(tǒng)以隧道工程建設(shè)過程安全施工管理依托 ，通過引入多種新型技術(shù)手段，通過構(gòu)建三層技術(shù)架構(gòu)體系，實現(xiàn)對隧道施工過程中多元信息的自主采集、無線傳輸、安全預(yù)警和大數(shù)據(jù)智能分析決策等應(yīng)用技術(shù)于一體的高度集成化信息管理平臺。將“多元信息采集、綜合分析、實時預(yù)警、聯(lián)動反應(yīng)”有機(jī)結(jié)合在一起。并深入分析隧道施工過程中的危險源動態(tài)分布、監(jiān)測業(yè)務(wù)模型分析以及應(yīng)急處置管理、安全生產(chǎn)規(guī)范等相關(guān)要求，將信息分析結(jié)果與硬件設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動控制，實現(xiàn)隧道信息化的“測控一體”，將管理的觸角延伸到現(xiàn)場一線。
二、總體架構(gòu)
該系統(tǒng)的設(shè)計是建成一個綜合型的智能化信息服務(wù)平臺，為企業(yè)乃至項目各參與方提供施工數(shù)據(jù)監(jiān)測與智能預(yù)警信息處理的平臺。通過聚合物聯(lián)數(shù)據(jù)、消除業(yè)務(wù)壁壘以及共享服務(wù)數(shù)據(jù)，在大數(shù)據(jù)分析技術(shù)應(yīng)用的加持下實現(xiàn)隧道施工安全的智能化監(jiān)管和應(yīng)急預(yù)警。系統(tǒng)按照應(yīng)用技術(shù)及業(yè)務(wù)模型將整體架構(gòu)分為四個層級，如下圖：
三、建設(shè)內(nèi)容
四、系統(tǒng)功能
項目信息
該功能主要針對項目隧道信息以及按照施工組織劃分的工作面信息進(jìn)行管理，便于現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行對應(yīng)管理和數(shù)據(jù)分析應(yīng)用。
施工動態(tài)
該功能主要實現(xiàn)對隧道施工過程中的開挖進(jìn)度/施工工序/爆破作業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理。
安全步距
該功能主要通過在二襯和仰拱位置安裝安全步距采集終端，系統(tǒng)通過采集的空間數(shù)據(jù)和模型算法計算步距，并根據(jù)圍巖類型的安全步距限值進(jìn)行超標(biāo)預(yù)警。
電子定位
該功能主要對隧道內(nèi)人員、機(jī)械設(shè)備的位置和考勤管理。通過它可以實時掌握隧道內(nèi)人員設(shè)備分布情況，并追溯人員及設(shè)備的洞內(nèi)移動軌跡。
環(huán)境監(jiān)測
該功能主要為滿足隧道施工作業(yè)面的環(huán)境空氣質(zhì)量以及針對穿越煤層等特殊地質(zhì)情況下的有害氣體的實時監(jiān)測和超限預(yù)警管理。
進(jìn)出考勤
該功能根據(jù)隧道施工現(xiàn)場人員進(jìn)出動態(tài)管控需求，依托洞口刷臉門禁設(shè)備以及人員定位設(shè)備，實現(xiàn)對進(jìn)出人員信息的實時采集和登記管理。
統(tǒng)計報表
該功能根據(jù)現(xiàn)場用戶填報的報表樣式和數(shù)據(jù)上報維度需求，結(jié)合系統(tǒng)自動采集以及填報的部分業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)生成各類統(tǒng)計報表，并形成記錄臺賬。
數(shù)據(jù)看板
該功能模塊主要將管理的數(shù)據(jù)按照管理層用戶的核心指標(biāo)進(jìn)行大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，為管理者提供可視化的數(shù)據(jù)展示界面和施工信息監(jiān)控預(yù)測。
五、系統(tǒng)優(yōu)勢
隧道施工多元數(shù)據(jù)高效應(yīng)用管理
系統(tǒng)將隧道的規(guī)劃設(shè)計、地質(zhì)資料數(shù)據(jù)引入進(jìn)行綜合分析研究，通過多元化數(shù)據(jù)的共同作用實現(xiàn)對隧道施工的動態(tài)指導(dǎo)；
隧道特殊復(fù)雜環(huán)境無線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
系統(tǒng)通過在隧道內(nèi)構(gòu)建以無線網(wǎng)絡(luò)（有源/無源結(jié)合）為主干的施工信息傳輸高速通道，將多種信息源接入數(shù)據(jù)高速通道，整體組網(wǎng)靈活、移動便捷；
現(xiàn)場一體化設(shè)備終端的安裝應(yīng)用
全新的采集終端以網(wǎng)口/串口/CAN總線/Wi-Fi/AD等方式接入前端傳感設(shè)備并具備邊緣計算能力，實時進(jìn)行現(xiàn)場感知數(shù)據(jù)的解析處理，提升數(shù)據(jù)處理效能；
多種新興技術(shù)的融合應(yīng)用與聯(lián)動
系統(tǒng)通過采用UWB/測距雷達(dá)/邊緣計算機(jī)等物聯(lián)設(shè)備，并應(yīng)用時序數(shù)據(jù)庫/云計算/人工智能/GIS+BIM等技術(shù)手段，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)感知/采集/傳輸及分析應(yīng)用；
智能化數(shù)據(jù)算法的決策分析服務(wù)
系統(tǒng)通過構(gòu)建業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模型、引入機(jī)器學(xué)習(xí)算法，并提供海量樣本數(shù)據(jù)的不斷學(xué)習(xí)和分析，能夠?qū)崿F(xiàn)對業(yè)務(wù)的分析判斷，并作出科學(xué)的決策支持服務(wù)。