CN103986909A - 营业线施工安全管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种营业线施工安全管理系统，由四个集控共享模块和八大操作功能模块构成，四个集控模块为：工程选择模块、现场监控模块、报表收发模块和文件通知模块，八大操作功能模块为：工程概况模块、安全管理模块、施工管理模块、人员管理模块、技术资料模块、材料管理模块、现场监控模块和安优工程模块。本系统采用先进的科技手段，以软硬件结合的形式构建铁路营业线施工现场安全管理平台。从源头做起，规范施工全过程中每一个管理环节，实现标准化操作管理，细化施工安全风险管理，为安全施工、规范施工、资料统计、资料积累、施工管理、标准化管理、现代化管理、安优文明工程及事故分析等构建平台并能及时提供真实准确的现场第一手资料。

Description

营业线施工安全管理系统

技术领域

本发明属于安全管理领域，具体是一种营业线施工安全管理系统。

背景技术

随着营业线建设项目工程日趋大型化、复杂化，各参建单位之间的管理、交流与传递日趋频繁，在营业线施工和项目管理过程中经常遇到各种困难，由于区域大线路长、工点多任务重、工期短、涉及到行业多、专业多、交叉作业多，因此仅仅依靠传统的手工管理将很难实现预期的工程管理和安全目标，运用专用软硬件系统进行营业线施工管理的要求已经迫在眉睫。

目前，国内外在许多大型的工程项目管理中普遍采用了项目管理信息系统，并且取得了一定的效果，但是这些系统集中于进度管理、资源管理、合同管理、质量管理和风险管理等方面，偏向于软件分析。关于营业线施工安全管理系统，目前国内外还没有很完善的解决方案，因此，需要针对铁路营业线施工安全管理的要求、建设工程管理程序、规范施工过程和现场人员管理的特殊需求进行分析，研究对应的解决方案，开发相应的管理系统。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种营业线施工安全管理系统，采用asp.net、sqlserver、网络通信、RFID、无线AP等技术，由现场硬件和操作软件两部分组成，现场硬件有终端显示器、人员识别装置、视频摄像机及传输设备、客户端电脑、扫描仪、打印机、手持终端等，软件为采用windows应用平台，基于asp.net编程，数据库采用sqlserver2005的系统操作软件，

该系统由四个集控共享模块和八大操作功能模块构成，四个集控模块为：工程选择模块、现场监控模块、报表收发模块和文件通知模块，八大操作功能模块为：工程概况模块、安全管理模块、施工管理模块、人员管理模块、技术资料模块、材料管理模块、现场监控模块和安优工程模块。

进一步的，所述现场监控模块的前端红外线网络球机的数字视频通过高频无线网桥传输至项目部内的网络硬盘录像机，进行24小时的录像备份，同时，网络硬盘录像机通过互联网发送数据至服务器端监控平台，经过流媒体转发至平台内各用户。

进一步的，所述红外线网络球机的性能如下：

高效红外阵列，低功耗，照射距离达80米；

高达130万像素图像质量，图像清晰，最大分辩率可到1280×960；

可通过IE浏览器和客户端软件观看图像并实现控制；

支持自动光圈、自动聚焦、自动白平衡、背光补偿和低照度(彩色/黑白)自动/手动转换功能；

水平方向360°连续旋转, 垂直方向-10°-90°, 支持自动翻转,无监视盲区。

进一步的，所述高频率无线网桥的性能如下：

采用5.8G高频传输，满足大型无线视频监控网络无线传输功能，可有效解决同频段之间的无线信号干扰问题，完全满足视频数据要求响应速度快，低延迟，高稳定的特点；

支持一对多点的无线传输，根据上传带宽大小可支持最多一对四点的无线传输；

工作温度-30℃--80℃,适应恶劣的环境条件。

进一步的，所述网络硬盘录像机的性能如下：

  支持最高500万像素高清网络视频的预览、存储与回放；

  支持预览图像与回放图像的电子放大；

  支持2个SATA接口。

进一步的，多个模块利用人员识别系统，实现人员出入统计：系统能够全天候对持卡人员出入信息进行实时统计，并将出入人员统计信息、报警次数上报至服务中心；非持卡人员出入声光报警：当非持卡人员进出时，出入口管理设备能够声光报警，提醒相关管理人员对该违规情况进行处理；人员进出时自动抓拍：出入口有人员进出时，系统能够全天候抓拍，并将抓拍信息上传至服务中心。监控中心实时统计出入人员信息：监控中心能够实时显示项目现场人员出入情况；出入口控制设备与可以通过有线无线方式接入，并稳定通信。

进一步的，设置大小门概念，进入大门即进入施工工地，进入小门就意为上道作业，要针对上、下道作业进行管理，即施工管理人员出入识别系统要能够对进出小门的人员信息进行统计并抓拍图像，无卡人员进入小门进行声光报警。其中可分为无卡人员及有卡人员。

进一步的，当无卡人员进入线路时，系统采用红外对射光栅来对这类人员进行管理。进入时，首先遮挡红外对射光栅A、然后遮挡红外对射光栅B；离开时，首先遮挡红外对射光栅B、然后遮挡红外对射光栅A；这样，只要有先A后B的触发顺序即可判断为进入，反之为离开。

进一步的，当有卡人员进入线路时，阅读器方向性很关键，阅读器A和阅读器B中间不存在重叠有效读卡区域，即持卡人正常进入时，会先被阅读器A读到若干次，然后中间有个空档期，最后会被阅读器B读到若干次，这样只需要1次由A到B就可以判断持卡人进入，相对简单可靠。阅读器方向性不好，阅读器A和B中间存在一定范围的重叠有效读卡区域，即持卡人正常进入时，会先被阅读器A读到若干次，然后中间会同时被阅读器A和B读到若干次，最后会被阅读器B读到若干次，期间可能还会出现一些异常情况，这样的话就需要通过一定复杂度的软件算法来进行出入识别。

本系统采用先进的科技手段，以软硬件结合的技术形式构建铁路营业线施工现场安全管理平台，是一种横到边、纵到底的完整系统的管理框架。从源头做起，规范施工全过程中每一个管理环节，实现标准化操作管理，细化施工安全风险管理，为安全施工、规范施工、资料统计、资料积累、施工管理、标准化管理、现代化管理、安优文明工程及事故分析等构建平台并能及时提供真实准确的现场第一手资料（安全管理黑匣子功能）。

附图说明

图1是现场监控模块的结构示意图；

图2是无卡人员管理系统结构图；

图3是有卡人员管理系统结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发买那个作进一步说明。

本发明的营业线施工安全管理系统采用asp.net、sqlserver、网络通信、RFID、无线AP等技术，由现场硬件和操作软件两部分组成，现场硬件有终端显示器、人员识别装置、视频摄像机及传输设备、客户端电脑、扫描仪、打印机、手持终端等，软件为采用windows应用平台，基于asp.net编程，数据库采用sqlserver2005的系统操作软件。

本系统由四个集控共享模块和八大操作功能模块构成，四个集控模块为：工程选择模块、现场监控模块、报表收发模块和文件通知模块。八大操作功能模块为：工程概况模块、安全管理模块、施工管理模块、人员管理模块、技术资料模块、材料管理模块、现场监控模块和安优工程模块。

如图1所示，现场监控模块经过在施工场地持续的调试和总结，并通过专门的技术攻关，以及近一年的升级、测试，最终，投入使用的施工现场监控系统现场使用效果得到了很大的提升。     系统部署上，根据实际情况，考虑到施工场地的环境恶劣、网络覆盖不健全等问题，抛弃以往模拟传输需要大面积布线的方式，采用了先进的数字传输，以高速、高清、红外线网络球机，高频率无线网桥、网络硬盘录像机为基础，把分散在各地的工地联网，提供实时视频、回放录像等数据的传输及存储服务，便于上级监管部门的统一管理和监督。

在该工作机制下，前端高清红外球机的数字视频通过无线网桥传输至项目部内的网络硬盘录像机，进行24小时的录像备份。同时，网络硬盘录像机通过互联网发送数据至服务器端监控平台，经过流媒体转发至平台内各用户。

性能指标：

红外线网络球机

1.    高效红外阵列，低功耗，照射距离达80米；

2.    高达130万像素图像质量，图像清晰，最大分辩率可到1280×960；

3.    可通过IE浏览器和客户端软件观看图像并实现控制；

4.    支持自动光圈、自动聚焦、自动白平衡、背光补偿和低照度(彩色/黑白)自动/手动转换功能；

5.    水平方向360°连续旋转, 垂直方向-10°-90°, 支持自动翻转,无监视盲区；

高频率无线网桥

1.采用5.8G高频传输，满足大型无线视频监控网络无线传输功能，可有效解决同频段之间的无线信号干扰问题，完全满足视频数据要求响应速度快，低延迟，高稳定的特点；

 2.支持一对多点的无线传输，根据上传带宽大小可支持最多一对四点的无线传输；

 3.外形美观，安装方便，工作温度-30℃--80℃,适应恶劣的环境条件；

 网络硬盘录像机

 1. 支持最高500万像素高清网络视频的预览、存储与回放；

 2. 支持预览图像与回放图像的电子放大；

 3. 支持2个SATA接口；

    随着铁路施工现场进入纵深建设阶段，对监控系统的要求也有了新的变化，当施工项目中前端逐步采用高清网络摄像机接入时，这对传输、存储、系统管理平台等环节来说，将需要新的技术或功能来适应变革的要求。

高清网络摄像机的使用会对施工建设带来一个跨越式发展，因为它的应用，会对网络设备、IP存储设备以及智能化系统管理提出更高的要求，存储会逐渐向IP SAN或NVR过渡，后端数字化矩阵及显示设备也会相应采用；并让大数据量的传输、控制、迁移时代提前到来。      其次，由于更高质的图像质量，使得视频分析技术在案情分析、研判工作中的应用水平大大提升，克服了原先录像质量不高、实际利用价值有限的不足，从而让视频在铁路行业的应用提升到“发挥重大价值”的新阶段。

技术特点:

人员识别系统根据对施工现场应用环境分析，结合用户方提出的需求，技术特点总结如下：

(一)        人员出入统计：系统能够全天候对持卡人员出入信息进行实时统计，并将出入人员统计信息、报警次数上报至服务中心；

(二)        非持卡人员出入声光报警：当非持卡人员进出时，出入口管理设备能够声光报警，提醒相关管理人员对该违规情况进行处理；

(三)        人员进出时自动抓拍：出入口有人员进出时，系统能够全天候抓拍，并将抓拍信息上传至服务中心。

(四)        监控中心实时统计出入人员信息：监控中心能够实时显示项目现场人员出入情况；

(五)        出入口控制设备与可以通过有线无线方式接入，并稳定通信。

技术方案及原理：

铁路营业线施工现场如图2所示，有大小门概念，进入大门即进入施工工地，进入小门就意为上道作业。目前，主要针对上、下道作业进行管理，即施工管理人员出入识别系统要能够对进出小门的人员信息进行统计并抓拍图像，无卡人员进入小门进行声光报警。其中可分为无卡人员及有卡人员。

当无卡人员进入线路时，系统采用红外对射光栅来对这类人员进行管理。进入时，首先遮挡红外对射光栅A、然后遮挡红外对射光栅B；离开时，首先遮挡红外对射光栅B、然后遮挡红外对射光栅A；这样，只要有先A后B的触发顺序即可判断为进入，反之为离开。

当有卡人员进入线路时，阅读器方向性很关键，如图3所示即阅读器A和阅读器B中间不存在重叠有效读卡区域，即持卡人正常进入时，会先被阅读器A读到若干次，然后中间有个空档期，最后会被阅读器B读到若干次，这样只需要1次由A到B就可以判断持卡人进入，相对简单可靠。阅读器方向性不好，阅读器A和B中间存在一定范围的重叠有效读卡区域，即持卡人正常进入时，会先被阅读器A读到若干次（这个期间也可能会被阅读器B读到，但应该比阅读器A读到的次数明显要少），然后中间会同时被阅读器A和B读到若干次（读到的次数可能相当），最后会被阅读器B读到若干次（这个期间也可能会被阅读器A读到，但应该比阅读器B读到的次数明显要少），期间可能还会出现一些异常情况，这样的话就需要通过一定复杂度的软件算法来进行出入识别。

性能指标：

出入口控制设备：

包括语音控制模块、报警灯、高清枪机、机箱、U100控制主板、电源等模块，主要实现出入口红外互射光栅、报警灯、报警语音以及有源RFID等设备之间的控制，根据需求设计合理的控制逻辑，实现合理报警及出入口人员统计功能，并分析持卡人员进入、外出逻辑，抓拍并上传图像至服务器。

有源RFID：

包括有源RFID阅读器及有源RFID卡，主要实现对持卡人员出入信息统计。

红外互射光栅：

主要用于判断出入口是否有人员进出，并给出入口控制设备提供判断信号。

技术难点、创新、先进、成熟程度等：

系统采用远距离有源RFID技术，借助有源RFID优势，设计具有RFID识别功能的人员标签卡，通过阅读器设备对RFID人员标签卡的识别，完成对人员的监控管理。持卡人员持卡方式灵活，系统能够远距离稳定、可靠采集卡片信息，使得系统适用性更强。

图片采集采用H.264数字编码技术，高编码效率（相同的重建图像质量，码率较 MPEG-4节约30%左右），灵活的编码策略，适应不同应用和不同网络带宽。H.264码流结构网络适应性强，增加了差错恢复能力，使视频数据适应不同传输信道网络，更好地实现面向IP和无线网络的应用。多模式运动估计大大提高了运动估计的精确程度，同时提高了移动侦测报警的精度。25F/S（全实时）硬盘记录的同时，可自定义网络传输的视频参数。

无卡人员采集红外互射光栅，解决阳光干扰所引起的误报问题，安装简易，快速，调试方便。红外互射光栅在风、霜、雨、雪、雾、潮、太阳光斜照的室外恶劣环境下均能够使用。

系统以“稳定、可靠”为第一指标，能够稳定可靠统计出入口持卡人员信息，并对非持卡人员进行抓拍及声光报警，对进出通道10米以内的出入口进行全天候监管。

系统软件研究

基于WINDOWS2003系统的IIS服务平台和SQLSERVER2005数据库，实现了营业线施工安全管理系统分布式应用，也实现了以上海东华地方铁路开发有限公司的集中统一式数据库，应用软件和数据均可实现远程的管理和维护。

通过系统信息共享、交互与分析，实现营业线施工安全管理的整个过程动态管理，发挥施工管理监督的作用。

本系统采用紧密的三层开发模式具体的设计密切联系，在整个开发过程和管理本系统中功能在安全性方面做了很大的控制即所有的横向分层（表现层，服务层，业务逻辑层，数据访问层，……）都仅设计为逻辑的分层，而不是物理的分层，各层只能部署在一台服务器上运行, 区分层次的目的即为了“高内聚，低耦合”的思想。

1.目标

采用先进的科技手段，以软硬件结合的技术形式构建铁路营业线施工现场安全管理平台。从源头做起，规范施工全过程中每一个管理环节，实现标准化操作管理，细化施工安全风险管理，从而实现涉及营业线施工项目的安全、质量、工期、文明工地的目标。

1.1 从施工安全管理的最基础单元抓起，规范严谨地做好施工过程中每一天、每一项最基本的具体工作，严格执行施工过程中的各项基本建设管理程序，从源头上来控制安全风险，从源头上消除安全隐患，提高营业线施工安全管理和现场控制的能力，来实现施工现场安全有序可控的目的。

1.2 提高铁路营业线工程施工安全管理水平，确保运输安全稳定，加强施工现场、施工过程、基础台账和内业技术资料的管理，为实现施工现场的规范化、现代化、无纸化办公、全面智能化信息管理、施工安全信息共享提供完整的软、硬件工具。

1.3 研究针对铁路安全和施工管理的特殊要求，搭建能适合铁路总公司、上海铁路局、东华地铁公司营业线施工安全管理特点的共享管理平台。

1.4 采用先进的科技手段，利用网络技术，建立了上级管理单位、业主单位、建设管理单位、设备管理单位、施工管理单位、监理管理单位、检测（监测）管理单位、设计单位、施工项目部、监理部、检测（监测）项目部、现场设计组之间相互沟通的桥梁。实现工程项目参建共建单位的联控。

1.5 为安全施工、规范施工、资料统计、资料积累、施工管理、标准化管理、现代化管理、文明建设及事故分析等构建平台并能及时提供真实准确的现场第一手资料（安全管理黑匣子功能）。

2.成果形式

制造15套以上营业线（涉铁工程）施工安全管理系统硬件，使用已开发的成果软件，通过在上海东华地铁公司（杭州地方铁路开发有限公司）管内的使用，实现规范营业线施工安全管理的目的，在使用项目内可实现查询、检查、控制实时和过程中施工现场情况以及系统各模块内所包含的有关内业、技术资料等。

Claims (9)

1.一种营业线施工安全管理系统，采用asp.net、sqlserver、网络通信、RFID、无线AP等技术，由现场硬件和操作软件两部分组成，现场硬件有终端显示器、人员识别装置、视频摄像机及传输设备、客户端电脑、扫描仪、打印机、手持终端等，软件为采用windows应用平台，基于asp.net编程，数据库采用sqlserver2005的系统操作软件，

该系统由四个集控共享模块和八大操作功能模块构成，四个集控模块为：工程选择模块、现场监控模块、报表收发模块和文件通知模块，八大操作功能模块为：工程概况模块、安全管理模块、施工管理模块、人员管理模块、技术资料模块、材料管理模块、现场监控模块和安优工程模块。

2.如权利要求1所述的营业线施工安全管理系统，其特征在于：所述现场监控模块的前端红外线网络球机的数字视频通过高频无线网桥传输至项目部内的网络硬盘录像机，进行24小时的录像备份，同时，网络硬盘录像机通过互联网发送数据至服务器端监控平台，经过流媒体转发至平台内各用户。

3.如权利要求2所述的营业线施工安全管理系统，其特征在于：所述红外线网络球机的性能如下：

高效红外阵列，低功耗，照射距离达80米；

高达130万像素图像质量，图像清晰，最大分辩率可到1280×960；

可通过IE浏览器和客户端软件观看图像并实现控制；

支持自动光圈、自动聚焦、自动白平衡、背光补偿和低照度(彩色/黑白)自动/手动转换功能；

水平方向360°连续旋转, 垂直方向-10°-90°, 支持自动翻转,无监视盲区。

4.如权利要求2所述的营业线施工安全管理系统，其特征在于：所述高频率无线网桥的性能如下：

采用5.8G高频传输，满足大型无线视频监控网络无线传输功能，可有效解决同频段之间的无线信号干扰问题，完全满足视频数据要求响应速度快，低延迟，高稳定的特点；

支持一对多点的无线传输，根据上传带宽大小可支持最多一对四点的无线传输；

工作温度-30℃--80℃,适应恶劣的环境条件。

5.如权利要求2所述的营业线施工安全管理系统，其特征在于：所述网络硬盘录像机的性能如下：

  支持最高500万像素高清网络视频的预览、存储与回放；

  支持预览图像与回放图像的电子放大；

  支持2个SATA接口。

6.如权利要求1所述的营业线施工安全管理系统，其特征在于：多个模块利用人员识别系统，实现人员出入统计：系统能够全天候对持卡人员出入信息进行实时统计，并将出入人员统计信息、报警次数上报至服务中心；非持卡人员出入声光报警：当非持卡人员进出时，出入口管理设备能够声光报警，提醒相关管理人员对该违规情况进行处理；人员进出时自动抓拍：出入口有人员进出时，系统能够全天候抓拍，并将抓拍信息上传至服务中心；

监控中心实时统计出入人员信息：监控中心能够实时显示项目现场人员出入情况；出入口控制设备与可以通过有线无线方式接入，并稳定通信。

7.如权利要求6所述的营业线施工安全管理系统，其特征在于：设置大小门概念，进入大门即进入施工工地，进入小门就意为上道作业，要针对上、下道作业进行管理，即施工管理人员出入识别系统要能够对进出小门的人员信息进行统计并抓拍图像，无卡人员进入小门进行声光报警；

其中可分为无卡人员及有卡人员。

8.如权利要求7所述的营业线施工安全管理系统，其特征在于：当无卡人员进入线路时，系统采用红外对射光栅来对这类人员进行管理；

进入时，首先遮挡红外对射光栅A、然后遮挡红外对射光栅B；离开时，首先遮挡红外对射光栅B、然后遮挡红外对射光栅A；这样，只要有先A后B的触发顺序即可判断为进入，反之为离开。

9.如权利要求7所述的营业线施工安全管理系统，其特征在于：当有卡人员进入线路时，阅读器方向性很关键，阅读器A和阅读器B中间不存在重叠有效读卡区域，即持卡人正常进入时，会先被阅读器A读到若干次，然后中间有个空档期，最后会被阅读器B读到若干次，这样只需要1次由A到B就可以判断持卡人进入，相对简单可靠；

阅读器方向性不好，阅读器A和B中间存在一定范围的重叠有效读卡区域，即持卡人正常进入时，会先被阅读器A读到若干次，然后中间会同时被阅读器A和B读到若干次，最后会被阅读器B读到若干次，期间可能还会出现一些异常情况，这样的话就需要通过一定复杂度的软件算法来进行出入识别。