CN102184586A - 隧道工程施工过程中无障碍门禁系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道工程施工过程中无障碍门禁系统，监控中心位于隧道外现场管理室中，无障碍门禁系统安装于隧道洞口的钢筋混凝土二衬上，红外对射器分别安装于隧道洞口离隧道底板的边墙上，红外对射器通过红外对射器通讯线相连后再于通讯总线相连，入洞读卡器靠近红外对射器安装在隧道右侧的拱肩，入洞读卡器并于门禁系统通讯总线相连，出洞读卡器并于通讯总线相连，门禁集成器与通讯总线相连后固定在洞口处的钢筋混凝土二衬上，摄像机与通讯总线相连后固定在隧道内离红外对射器的拱顶上，LED显示屏安装在隧道外比较开阔的场地。结构简单，操作方便，实时完成进出隧道的考勤，实现了进出隧道人员、车辆的无障碍、自动化。

Description

隧道工程施工过程中无障碍门禁系统

技术领域

本发明涉及地下工程施工过程中人员、车辆的考勤管理领域，更具体涉及一种隧道工程施工过程中无障碍门禁系统，广泛适用于是地质条件复杂的山岭隧道、水下隧道、城市浅埋暗挖隧道施工车辆、人员的无障碍、实时、自动化、远程的安全管理领域。

背景技术

目前的考勤管理工具已经历了从手工记录、卡式打卡机、IC卡考勤管理系统到身份特征（如声纹、指纹、脸型、掌纹等）考勤机的变迁发展，一般的趋势是提高考勤数据采集的准确度、考勤数据采集的效率以及考勤数据采集的方便性并减少因人为原因而造成的考勤数据不实。尽管上述传统的考勤手段在企事业单位广泛使用，但却不适用于隧道工程施工过程中人员、车辆的进出考勤，传统的考勤方式存在的缺点如下：

1、传统考勤方式均是一种被动的行为，例如，人员必须使用特定的身份证明工具，如纸卡、IC卡或某些被考勤管理工具认可的身份特征等，在专门的考勤记录设备前进行考勤动作，由相应的设备采集考勤数据，才能完成考勤行为，这种被动的考勤方式无法适应隧道施工过程中人员、车辆的考勤，因为进入隧道的施工人员都将随身携带大量工具，如果采用被动考勤方式，施工人员必须将随身携带工具先放到一边，完成考勤动作后才能拿起工具进入隧道，这种考勤验证方式极为不方便，也费时费力。

2、传统的考勤方式无法完成进出隧道车辆、及车辆上乘坐人员的考勤，对于大、长隧道，施工人员出入隧道必须乘坐车辆，而传统的考勤方式无法实现对车辆的考勤，更无法实现对车辆上乘坐人员的考勤。

3、因为隧道施工现场工作环境较差（岩屑、水泥粉尘较多），施工人员的手、脸经常被粉尘覆盖，所以考勤行为不一定会被考勤设备认可，造成考勤失败或者不能正确生成考勤数据。

而目前在隧道工程施工领域广泛采用的进出人员考勤方式是：在隧道洞口立一个标识牌，上面挂着所有隧道工作人员的人名卡，此卡一面刻有人名，一面是空白，当施工人员进入现场时，将刻有人名的一侧翻过来，以示此人正在隧道内工作，当施工人员走出隧道时，再将刻有人名的一侧翻过去，盖住自己的名字，以示此人不在隧道内。这种考勤方式同样是一种被动式的考勤，而且施工人员进出隧道时经常忘记翻卡，造成考勤数据不真实，同时，此考勤数据不能被远端的施工管理人员实时掌握，存在滞后性，无法准确、实时了解隧道施工现场工作人员的数量。

发明内容

为了解决隧道工程中人员、车辆的考勤问题，实现隧道工程中工作人员、车辆的无障碍、网络化、自动化管理，本发明的目的是在于提供了一种隧道工程施工过程中无障碍门禁系统，结构简单，操作方便，进出隧道的人员、车辆无需停留，无需执行任何操作，只要通过系统，即可实时完成进出隧道的考勤，实现了进出隧道人员、车辆的无障碍、自动化、非接触考勤，较传统隧道施工现场人员车辆进出签字、翻牌的方式有了质的飞跃；通过隧道现场各种工作人员的考勤信息，远程的业主、监理和管理人员能够实时掌握隧道内各工种工作人员的数量，间接了解隧道的施工状况、进度等情况，实现隧道施工的信息化、网络化和智能化管理，同样，较传统的问询、现场确认的方式有了质的飞跃。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：

一种隧道工程施工过程中无障碍门禁系统，该系统由以下四部分组成：

一、监控系统：

监控系统由监控电脑和后台软件构成，负责进出隧道人员、车辆数据的显示、存储、分析。

二、无障碍门禁系统：

无障碍门禁系统由红外对射器、读卡器、门禁集成器、摄像机和识别卡构成。

三、传输系统：

传输系统由通讯总线、无线网络和internet网络组成。

四、显示终端：

显示终端由LED显示屏和远程访问显示器组成。

监控系统通过监控电脑存储人员、车辆的详细信息及其所对应的识别卡编号，并生成、显示隧道内人员、车辆的数量、进出时间等数据。并且发送报警信息给显示器和摄像机。监控系统通过无线网络连接红外对射器、读卡器、摄像机、识别卡等设备确定进出隧洞人员及车辆的数量、身份特征和时间等信息。监控系统通过internet网络将考勤信息发送到指定的监控终端（如施工单位项目部、监理单位项目部、业主单位项目部），实现考勤信息的远程访问。监控系统通过无线网络与隧道洞口的LED显示屏连接，实时发布现场工作人员的考勤结果，及其报警信息。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：组成该系统的主要设备包括：监控电脑、后台软件、红外对射器、读卡器、门禁集成器、摄像机、数据总线、LED显示屏、识别卡和无线网桥等组成。其连接关系是：监控中心位于隧道外现场管理室中，无障碍门禁系统安装于隧道洞口的钢筋混凝土二衬上。第一套红外对射器的两个对射器分别安装于隧道洞口离隧道底板高1～1.4m处的边墙上，其中一个第一套红外对射器为发射红外装置，另一个第二套红外对射器为接收红外装置，两者在位置上要保持在铅垂一条直线上，第一套红外对射器、第二套红外对射器通过第一套红外对射器通讯线相连后再于通讯总线相连。第二套红外对射器安装在距第一套红外对射器8～10m处的隧道内，其安装高度、方式与第一套红外对射器相同，第一套红外对射器、第二套红外对射器通过第二套红外对射器通讯线相连后再于通讯总线相连。入洞读卡器靠近第二套红外对射器安装在隧道右侧的拱肩，距隧道底板高度3～5m处，入洞读卡器并于门禁系统通讯总线相连。出洞读卡器靠近第一套红外对射器安装在隧道右侧的拱肩，距隧道底板高度3-5m处，出洞读卡器并于通讯总线相连。门禁集成器与通讯总线相连后固定在洞口处的钢筋混凝土二衬上。摄像机与通讯总线相连后固定在隧道内离第二套红外对射器19-21m的拱顶上。LED显示屏安装在隧道外比较开阔的场地。

识别卡是一人一卡、一卡一编号，每卡编号对应着佩戴该卡人员、车辆的详细个人资料，每卡对应的人员、车辆的信息提前在后台软件中录入。识别卡体积小、重量轻，可以置于工作人员安全帽内，也可以镶嵌于工作人员的皮带上。识别卡由感应IC卡、电池、编码电路、发射器和内置天线等组成。发射器器和内置天线组合具有发射本卡编码信号的功能。

监控系统的监控电脑与红外对射器、读卡器、门禁集成器、摄像机通过无线网络连接，红外对射器、读卡器、门禁集成器和摄像机之间通过通讯总线相连，当人员、车辆通过此系统时实现人员、车辆无障碍考勤，并在监控系统的监控电脑中实现考勤信息的显示和存储。红外对射器定时发射红外射线，感应进出隧道的人员、车辆的装置；读卡器是对持卡人员、车辆所持识别卡的信息读取的设备；摄像机是对未持卡、未注册等非法人员、车辆进行拍照。无线网桥是将考勤信息及其图像通过无线网络传输到监控电脑的装置。

监控系统一般位于洞口附近隧道施工现场的管理室。红外对射器、读卡器、门禁集成器、摄像机和无线网桥等设备一般安装于隧道洞口。当红外对射器感应到有人员或车辆出入隧道时，系统将触发读卡器读取识别卡发射的编码信息，实现对人员、车辆信息的获取，读卡数据通过通讯总线传输到无线网桥，无线网桥以无线网络的方式将读卡数据传输到监控系统的监控电脑进行分析、处理，如果是有效卡，人员或车辆可允许进入，通过第二套红外对射器时系统不出发报警，同时监控电脑会自动显示、记录、存储此次通行的人员的信息如姓名、工种、时间等，监控电脑并将此信息通过无线网络发送到隧道洞口的LED显示屏进行显示，同时指定监控终端（如施工单位项目部、监理单位项目部、业主单位项目部）通过internet网络同样可以查看隧道出入的考勤信息，从而实现考勤信息的远程访问。当读卡器没有感应到人员或车辆上的识别卡，或读到的识别卡在系统中没有注册，通过第二套红外对射器时监控系统将自动发送报警信息，此时摄像机会对进入隧道的人员、车辆进行抓拍，与上述考勤信息传输方式一样，系统将抓拍图片发送到监控电脑。人员、车辆出隧道时考勤系统的工作过程与上述进入隧道时相似，同样由红外对射器、读卡器、门禁集成器等设备共同完成。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

传统隧道施工现场人员、车辆的考勤是通过纸介质的签字和翻牌的方式实现的，即进入隧道人员在签字表上签字，并在隧道洞口指定位置将写有本人名字的工牌挂在相应工种中，则表示此人目前正在隧道内施工，出隧道时，同样在前述签字表上记录下，走出隧道的时间，并将前述工牌带着，表示此人不在洞内施工。然而，传统考勤方式在很大程度上取决于进出人员的主动性，往往由于麻烦而无法很好的执行，经常造成考勤信息不全面、滞后，无法反应施工现场人员的基本情况，施工管理人员无法第一时间获得真实、可靠的人员数据，经常带来由于人员配备不合理而导致的施工进度的滞后等问题。因此，传统考勤方式已经无法适应现代隧道施工现场管理的要求，尤其是特长的大隧道工程中。

与传统隧道施工现场人员考勤方式相比，本发明具有以下优点：

（1）    进出隧道的人员、车辆无需停留，无需执行任何操作，只要通过系统，即可实时完成进出隧道的考勤，实现了进出隧道人员、车辆的无障碍、自动化、非接触考勤，较传统隧道施工现场人员车辆进出签字、翻牌的方式有了质的飞跃；

（2）    通过隧道现场各种工作人员的考勤信息，远程的业主、监理和管理人员能够实时掌握隧道内各工种工作人员的数量，间接了解隧道的施工状况、进度等情况，实现隧道施工的信息化、网络化和智能化管理，同样，较传统的问询、现场确认的方式有了质的飞跃。

本发明解决隧道施工过程中人员、车辆的无障碍、自动化、非接触的考勤问题，实现隧道施工过程中人员的信息化、网络化和智能化管理，为隧道施工高效组织提供方便。本发明成果已经在福建省三明市泰宁特长隧道工程中成功应用，具体实例参见附图及其说明。

附图说明

图1为一种隧道工程施工过程中无障碍门禁系统结构示意图。

图2为图1配合示意图，示出无障碍门禁系统的示意图；

图3为图1配合示意图，示出监控、传输系统示意图；

其中：1.监控中心（包括普通电脑和BLUESKY V5.0监控软件），2.第一套红外对射器（型号ABT-30），3.第二套红外对射器（型号ABT-30），4.入洞读卡器（型号NFC-9801），5.出洞读卡器（型号NFC-9801），6.门禁集成器（型号AJT-301），7.摄像机（型号IPC-F625P），8. 第一套红外对射器通讯线，9. 第二套红外对射器通讯线，10.通讯总线，11.识别卡（型号NFC-912），12.LED显示屏，13.无线网桥（型号R232-485），14.其它监控终端（远程的业主、监理和管理人员的普通电脑）。

具体实施方式

实施例1：

泰宁隧道位于福建省建宁至泰宁高速公路上，为双向四车道高速公路隧道，隧道全长7000余米，最大埋深480m。隧道区域为剥蚀丘陵地貌，地形起伏较大。隧道围岩以强～弱风化花岗岩为主，区域断裂构造发育，多以挤压性片理带、裂隙密集带、破碎带及部分构造角砾岩带等出现。隧道区域地下水较发育，多以风化基岩中裂隙-孔隙水和构造裂隙水形式存在，隧道开挖过程中面临破碎、富水断裂及裂隙密集带围岩的坍塌、冒落、掉快、涌水和突泥等不良工程地质问题。

泰宁隧道的无障碍门禁功能是这样实现的：

一种隧道工程施工过程中无障碍门禁系统，该系统由以下四部分组成：

一、监控系统A：

二、无障碍门禁系统B：

三、传输系统C：

四、显示终端D：

根据图1可知，监控系统A由监控电脑和SafeGuard商业监控软件构成，负责进出隧道人员、车辆数据的显示、存储、分析。通过传输系统C1中的通讯总线与无障碍门禁系统B中的门禁集成器6相连。

无障碍门禁系统B由红外对射器、读卡器、门禁集成器、摄像机和识别卡构成。考勤信息通过传输系统C2的通讯总线发送到监控系统A中监控电脑。

传输系统C1由通讯总线、无线网络和internet网络组成，将考勤信息传递给监控系统A和显示终端D。

显示终端D由LED显示屏和远程访问显示器组成，通过传输系统C2与监控系统A相连。

一种隧道工程施工过程中无障碍门禁系统，它包括监控中心1、第一套红外对射器2、第二套红外对射器3、入洞读卡器4、出洞读卡器5、门禁集成器6、摄像机7、识别卡11、LED显示屏12、无线网桥13。

根据图2、图3可知，监控中心1位于隧道外现场管理室中，无障碍门禁系统安装于隧道洞口的钢筋混凝土二衬上。第一套红外对射器2的两个对射器分别安装于隧道洞口离隧道底板高约1.2m处的左右边墙上，其中一个第一套红外对射器2为发射红外装置，另一个第二套红外对射器3为接收红外装置，两者在位置上要保持在铅垂一条直线上，第一套红外对射器2、第二套红外对射器3通过第一套红外对射器通讯线8相连后再于通讯总线10相连。第二套红外对射器3安装在距第一套红外对射器2约15m处的隧道内，其安装高度、方式与第一套红外对射器2相同，第一套红外对射器2、第二套红外对射器3通过第二套红外对射器通讯线9相连后再于通讯总线10相连。入洞读卡器4靠近第二套红外对射器3安装在隧道右侧的拱肩，距隧道底板高度约4m处，入洞读卡器4并于门禁系统通讯总线10相连。出洞读卡器5靠近第一套红外对射器2安装在隧道右侧的拱肩，距隧道底板高度约4m处，出洞读卡器5与通讯总线10相连。门禁集成器6与通讯总线10相连后固定在洞口处的钢筋混凝土二衬上。所述的人门禁集成器6分别与通讯总线10、无线网桥13相连，摄像机7与通讯总线10相连后固定在隧道内离第二套红外对射器3约20m的拱顶上。所述的LED显示屏12与无线网桥13相连，LED显示屏12安装在隧道外比较开阔的场地。当人员、车辆进入隧道通过第一套红外对射器2时，第一套红外对射器2触发入洞读卡器4对人员、车辆所持有的识别卡11进行信息读取，读卡数据通过通讯总线10传输到无线网桥13，无线网桥13通过无线网络的方式将数据传输到监控中心1的电脑进行分析、处理，如果是有效卡，人员或车辆可允许进入，通过第二套红外对射器3不出发报警，监控中心1将自动显示、记录、存储此次通行的人员的信息如姓名、工种、时间等，同时以无线传输的方式将此信息发送到隧道洞口的LED显示屏12进行显示，指定监控终端（如施工单位项目部、监理单位项目部、业主单位项目部）通过internet网络同样可以查看隧道出入的考勤信息。当入洞读卡器4没有感应到人员或车辆上的识别卡11，或读到的识别卡11在监控中心1中没有注册，通过第二套红外对射器3时监控中心1将自动发送报警信息，并触发摄像机7会对进入隧道的人员、车辆进行抓拍照相，并将抓拍图片通过无线网桥13传输到监控中心（1）的电脑中。人员、车辆出隧道时考勤系统的工作过程与上述进入隧道时相似，只不过是第二套红外对射器3先触发出洞读卡器5对人员车辆所持识别卡进行读取。

Claims (3)

1.一种隧道工程施工过程中无障碍门禁系统，它包括监控中心（1）、第一套红外对射器（2）、第二套红外对射器（3）、入洞读卡器（4）、出洞读卡器（5）、门禁集成器（6）、摄像机（7）、识别卡（11）、LED显示屏（12）、无线网桥（13），其特征在于：监控中心（1）位于隧道外管理室中，无障碍门禁系统安装于隧道洞口的钢筋混凝土二衬上，第一套红外对射器（2）分别安装于隧道洞口离隧道底板的边墙上，第一套红外对射器（2）、第二套红外对射器（3）通过第一套红外对射器通讯线（8）相连后再于通讯总线（10）相连，第二套红外对射器（3）安装在距第一套红外对射器（2）的隧道内，第一套红外对射器（2）、第二套红外对射器（3）通过第二套红外对射器通讯线（9）相连后再于通讯总线（10）相连，入洞读卡器（4）靠近第二套红外对射器（3）安装在隧道右侧的拱肩，入洞读卡器4并于门禁系统通讯总线（10）相连，出洞读卡器（5）靠近第一套红外对射器（2）安装在隧道右侧的拱肩，出洞读卡器（5）并于通讯总线（10）相连，门禁集成器（6）与通讯总线（10）相连后固定在洞口处的钢筋混凝土二衬上，摄像机（7）与通讯总线（10）相连后固定在隧道内离第二套红外对射器（3）的拱顶上，LED显示屏（12）安装在隧道外比较开阔的场地。

2.根据权利要求1所述的一种隧道工程施工过程中无障碍门禁系统，其特征在于：所述的门禁集成器（6）分别与通讯总线（10）、无线网桥（13）相连。

3.根据权利要求1所述的一种隧道工程施工过程中无障碍门禁系统，其特征在于：所述的LED显示屏（12）与无线网桥（13）相连。

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