CN111997690A - 用于隧道工程的智能管理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于隧道工程的智能管理系统及方法，包括身份识别装置、测温装置、定位装置、通讯装置、消防报警装置、环境监测装置和监控装置；身份识别装置分别设置于隧道内以及隧道入口和/或出口；测温装置用于识别进入隧道内人员的体温或/和环境温度；定位装置用于实时定位隧道内人员的位置；通讯装置用于实现隧道内人员之间，人员与监控室的对话；消防报警装置与环境监测装置用于火灾及有害气体安全告警；监控装置用于信息的实时监控。本发明综合应用了智能传感器、人脸识别、人员精确定位、移动互联网、大数据云平台、APP新一代技术，将多类新兴科技融合于智能管理系统，充分体现了智慧性、先进性、新颖性。
Description
技术领域
本发明涉及隧道工程技术领域，尤其涉及一种用于隧道工程的智能管理系统及方法。
背景技术
随着国家铁路基建、城市轨道交通、跨江隧道等大力发展，城市隧道、地下铁道、水下隧道等一系列隧道工程建设也将迎来高潮。隧道工程所处的地形与地质条件一般十分复杂，施工条件很差，施工人员有很大的安全隐患。因此，在快速、高效的完成隧道修建任务的过程中，研发一种隧道工程内环境、卫生、人员的安全报警与智能管理系统非常有必要。
发明内容
现有技术中由于隧道复杂，施工过程中存在安全隐患的问题，本发明提供了一种用于隧道工程的智能管理系统及方法。为解决上述问题，第一方面，本发明提供了一种用于隧道工程的智能管理系统，包括：身份识别装置、测温装置、定位装置、通讯装置、消防报警装置、环境监测装置和监控装置；
所述身份识别装置，分别设置于隧道内以及隧道入口和/或出口，用于识别进隧道和/或出隧道以及在所述隧道内的人员的身份；
所述测温装置，用于识别进入隧道内人员的体温或/和环境温度；
所述定位装置，用于实时定位隧道内人员的位置；
所述通讯装置，用于实现隧道内人员之间，以及人员与监控室的对话；
所述消防报警装置，用于感应隧道内的烟雾、温度，提供火灾安全告警；
所述环境监测装置，用于测量所述隧道内的环境信息，提供有害气体浓度告警；
所述监控装置，分别与所述身份识别装置、测温装置、定位装置、通讯装置、消防报警装置、环境监测装置连接，用于人员信息、隧道内信息的实时监控。
进一步改进为，所述身份识别装置包括：均与所述监控装置连接的摄像机和识别闸机；
所述摄像机，为智能摄像机或网络摄像机，分别设置于所述隧道的入口或/和出口，以及隧道内需要监控的区域；
所述识别闸机，设置于所述隧道的入口或/和出口。
进一步改进为，所述识别闸机包括闸机本体、以及设置于所述闸机本体上的测温机构、热成像摄像机构、人脸或/和指纹识别机构，所述测温机构、热成像摄像机构、人脸或/和指纹识别机构均与所述监控装置连接。
进一步改进为，所述定位装置包括定位识别卡或/和定位安全帽，通过定位基站与所述监控装置连接；和/或
所述通讯装置为应急对讲电话；和/或
所述消防报警装置包括感烟探测器和手动报警按钮，所述感烟探测器包括无线独立烟感探测器或极早期烟雾探测器。
进一步改进为，所述环境监测装置包括温度探测器、湿度探测器、扬尘及噪声探测器、风速仪、有害气体检测仪、氧气检测仪，均与所述监控装置、报警装置、传输装置连接，所述传输装置用于向大数据云平台传递信息。
进一步改进为，所述监控装置包括解码器、显示器、服务器、存储器、客户端、调度台、呼叫装置、消防工作站以及打印机构；所述身份识别装置、所述测温装置与所述解码器、存储器、服务器通过交换机通信连接，所述通讯装置通过所述交换机与所述调度台连接，所述服务器包括定位引擎服务器和数据处理服务器。
进一步改进为，还包括：传输装置，所述传输装置与所述消防报警装置、所述环境监测装置连接。
进一步改进为，还包括：大数据云平台与移动端设备，所述大数据云平台与所述传输装置、所述监控装置连接，并与移动端设备互联共享信息。
进一步改进为，还包括：报警装置，所述报警装置与所述监控装置连接。
另一方面，本发明还提供了一种用于隧道工程的智能管理方法，用于上述任一项所述的用于隧道工程的智能管理系统，包括：
在隧道入口获取进入人员的面部或/和指纹，以及穿戴、体温信息，如果面部或/和指纹，以及穿戴、体温信息中的任一信息与监控装置内存储的信息不一致，则人员无法进入隧道，并将错误信息发送给报警装置和显示器，所述报警装置发出警示信息，管理人员通过所述显示器对隧道出入口和隧道内进行实时监控；
如果面部或/和指纹，以及穿戴、体温信息均符合要求，则人员可以进入隧道；
所述隧道内的身份识别装置实时拍摄施工人员不规范且不安全的行为，并对施工人员实时定位，分析人员运动轨迹，提供不规范行为的告警、危险事件的紧急报警与应急营救方案的技术支撑；
如果消防报警装置或/和环境监测装置或/和测温装置检测隧道内存在火灾、温/湿度、扬尘、风速、甲烷、硫化氢、氧气、氩气、一氧化碳中任意一种指标不合格的情况，报警装置发出警示信息，显示器显示数据，施工人员可以通过通讯装置与所述监控装置联系，监控装置通过呼叫装置播报信息，或者通过所述通讯装置直接向所述隧道内播报火灾情况，指挥人员撤离。
本发明至少具有一种有益效果：
本发明利用隧道工程设置的智能摄像机、闸机、人员定位智能卡或安全帽获取隧道人员相关信息，运用火灾报警感烟/感温探测器、环境气体探测器、温/湿、风速及粉尘探测器采集隧道内环境各类信息，通过大数据云平台整理统计各类数据，智能分析并发出警报，提示并发送管理人员危险事件的预警信息，通过移动端设备APP进行现场管理与远程获取实时信息，通过应急对讲电话系统管理人员可远程播报报警信息，结合现场声光报警器提醒施工人员，确保隧道内人员能及时接收到预警与报警信息，紧急安全逃离。
与现有技术相比，本发明综合应用了智能传感器、人脸识别、人员精确定位、移动互联网、大数据云平台、APP新一代技术，将多类新兴科技融合于智能管理系统，充分体现了智慧性、先进性、新颖性。
附图说明
图1是本发明用于隧道工程的智能管理系统的一实施例的结构框图；
图2是本发明用于隧道工程的智能管理系统的另一实施例的结构框图；
图3是本发明的监控装置的结构框图；
图4为本发明用于隧道工程的智能管理系统的实际施工过程中的结构示意图；
图5为本发明用于隧道工程的智能管理方法的流程图；
身份识别装置100，摄像机110，识别闸机120，闸机本体121，测温机构122，热成像摄像机构123，人脸或/和指纹识别机构124，测温装置200，定位装置300，定位识别卡310，定位安全帽320，定位基站330，通讯装置400，消防报警装置500，感烟探测器510，自动/手动报警按钮520，火灾自动报警主机530，烟雾探测报警主机540，极早期烟雾探测器550，环境监测装置600，温度探测器610，湿度探测器620，扬尘及噪声探测器630，风速仪640，有害气体检测仪650，氧气检测仪660，监控装置700，解码器701，显示器702，服务器703，定位引擎服务器7031，数据处理服务器7032，存储器704，客户端705，调度台706，呼叫装置707，消防工作站708，打印机构709，交换机710，接收装置711，弱电间/机房接收端定向基站712，，传输装置900，大数据云平台1000，报警装置2000。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明提供了一种用于隧道工程的智能管理系统，包括：身份识别装置100、测温装置200、定位装置300、通讯装置400、消防报警装置500、环境监测装置600和监控装置700；身份识别装置100分别设置于隧道内以及隧道入口和/或出口，用于识别进隧道和/或出隧道以及在隧道内的人员的身份；测温装置200用于识别进入隧道内人员的体温或/和环境温度；定位装置300用于实时定位隧道内人员的位置；通讯装置400用于实现隧道内人员之间，以及人员与监控室的对话；消防报警装置500用于感应隧道内的烟雾、温度；环境监测装置600用于测量隧道内的环境信息；监控装置700分别与识别装置100、测温装置200、定位装置300、通讯装置400、消防报警装置500、环境监测装置600连接，用于人员、隧道内的信息进行实时监控。
如图2所示，本发明的一个实施例中，身份识别装置100包括：均与监控装置700连接的摄像机110和识别闸机120；摄像机110，为智能摄像机或网络摄像机，分别设置于隧道的入口或/和出口以及隧道内重要区域；识别闸机120设置于隧道的入口或/和出口。
如图2所示，本发明的一个实施例中，识别闸机120包括闸机本体121、以及设置于闸机本体121上的测温机构122、热成像摄像机构123、人脸或/和指纹识别机构124，测温机构122、热成像摄像机构123、人脸或/和指纹识别机构124均与监控装置700连接。
如图2所示，本发明的一个实施例中，定位装置300包括定位识别卡310或/和定位安全帽320，通过定位基站330与监控装置700连接；和/或通讯装置400为应急对讲电话；和/或消防报警装置500包括感烟探测器510，感烟探测器510可为无线独立烟感探测器，或极早期烟雾探测器。
本发明的一个实施例中，环境监测装置600包括温度探测器610、湿度探测器620、扬尘及噪声探测器630、风速仪640、有害气体检测仪650、氧气检测仪660，均与监控装置700连接。
如图2和图3所示，本发明的一个实施例中，监控装置700包括解码器701、显示器702、服务器703、存储器704、客户端705、调度台706、呼叫装置707、消防工作站708以及打印机构709，服务器703分别与解码器701、存储器704、客户端705、调度台706、消防工作站708、打印机构709连接，身份识别装置100、测温装置200通过交换机710分别与监控装置700连接，通讯装置400通过交换机710与调度台706连接，如图4所示，服务器703包括定位引擎服务器7031和数据处理服务器7032。
如图2所示，本发明的一个实施例中，还包括：传输装置900，传输装置900与消防报警装置500、环境监测装置600连接。
如图2所示，本发明的一个实施例中，还包括：大数据云平台1000与移动端设备，大数据云平台1000与传输装置900、监控装置700连接，并与移动端设备互联共享信息。
如图2所示，本发明的一个实施例中，还包括：报警装置2000，报警装置2000与监控装置700连接。
如图4所示，下面结合具体实施例对本发明进行具体阐述：
根据设施安装空间，将区域划分为：出入口A、隧道B、弱电间C、监控室D和大数据云平台E。
弱电间C内设置多台交换机710、接收装置711，接收装置711采用弱电间/机房接收端定向基站712、定位基站330、火灾自动报警主机530和传输装置900，传输装置900用于传输用户信息，交换机710包括POE交换机。
监控室D内设置解码器701、显示器702、服务器703、存储器704、客户端705、调度台706、呼叫装置707、消防工作站708、打印机构709，解码器701与显示器702连接，服务器703包括定位引擎服务器7031和数据处理服务器7032，存储器704采用磁盘阵列，用于存储视频信息，客户端705可以为一个或者两个及两个以上，呼叫装置707为寻呼话筒。监控室D也可以预留外网接口。
大数据云平台E内设置手机客户端APP、数据库云服务平台。
在出入口A设置识别闸机120和摄像机110，识别闸机120具有测温、热成像、人脸识别和指纹识别功能，因此测温装置200可以设置于识别闸机120上，摄像机110包括人脸识别摄像机和无接触式红外线热成像摄像机；识别闸机120、摄像机110通过弱电间C内的交换机710与监控装置700连接；
在隧道B内设置摄像机110、定位装置300、通讯装置400、消防报警装置500、环境监测装置600，摄像机110包括智能摄像机、无线网络摄像机、无网络覆盖区内的摄像机，摄像机均可电池供电，隧道内的智能摄像机可选用有线与无线连接方式进行信号传输，智能摄像机能进行人脸识别与安全帽、反光背心等的智能识别分析，隧道内狭长且不可布线区域采用智能摄像机连接弱电间/机房接收端定向基站，通过无线电波传输信息。定位装置300可以为施工人员配备的定位识别卡310或者具有定位功能的定位安全帽320，定位卡片或安全帽内置芯片，采用4G/5G、ZigBee或UWB技术组网，将人员定位信息传送至监控中心，实现人员精确定位。通讯装置400为应急对讲电话，是集电话与扬声器一体式设备，用于紧急情况的通话与监控室远程告警播报，应急对讲电话通过交换机710与监控装置700连接。消防报警装置500包括无线独立感烟探测器510(可带SIM卡)、有线的感烟探测器510、自动/手动报警按钮520、极早期烟雾探测器550，有线的感烟探测器510、自动/手动报警按钮520直接通过回路与火灾自动报警主机530连接；无线独立感烟探测器510(可带SIM卡)通过移动互联网直接将信息传输至大数据云平台；极早期烟雾探测器550设置于狭长隧道顶部的带孔的PVC管内，烟雾探测报警主机540采集烟雾报警信息，并与火灾自动报警主机530连接；火灾自动报警主机530与传输装置900连接。环境监测装置600包括均与传输装置900连接的温度探测器610、湿度探测器620、扬尘及噪声探测器630、风速仪640、有害气体检测仪650、氧气检测仪660，也可选用可选用温湿度一体探测器，有害气体检测仪650包括：甲烷、一氧化碳、二氧化碳一体化检测仪，氩气检测仪，硫化氢检测仪。
如图5所示，本发明提供了一种用于隧道工程的智能管理方法，包括：
S100，在隧道入口获取进入人员的面部或/和指纹，以及穿戴、体温信息，如果面部或/和指纹，以及穿戴、体温信息中的任一信息与监控装置内存储的信息不一致，则人员无法进入隧道，并将错误信息发送给报警装置和显示器，报警装置发出警示信息，管理人员通过显示器对隧道出入口和隧道内进行实时监控；
S200，如果面部或/和指纹，以及穿戴、体温信息均符合要求，则人员可以进入隧道；
S300，隧道内的身份识别装置实时拍摄施工人员不规范且不安全的行为，并对施工人员实时定位，分析人员运动轨迹，提供不规范行为的告警、危险事件的紧急报警与应急营救方案的技术支撑；
S400，如果消防报警装置或/和环境监测装置或/和测温装置检测隧道内存在火灾、温/湿度、扬尘、风速、甲烷、硫化氢、氧气、氩气、一氧化碳中任意一种指标不合格的情况，报警装置发出警示信息，显示器显示数据，施工人员可以通过通讯装置与监控装置联系，监控装置通过呼叫装置播报信息，或者通过通讯装置直接向隧道内播报火灾情况，指挥人员撤离。
隧道工程所处的地形与地质条件一般十分复杂，施工条件很差，施工人员在现场有很大的安全隐患。因此，在快速、高效的完成隧道修建任务的过程中，应制定严格的管理制度，配备专业的安全技术管理人员，以及便捷的管理工具与手段。本发明是一种融合了智能传感、人脸识别、数据云、移动互联网、APP等高新技术的高效、智能、稳定的隧道工程管理系统，它能实时监控人、物、环境与安全，智能分析、提示隐患、及时报警、快速响应，给予了生命与财产有效的安全保障。
隧道工程所处的地形与地质条件一般十分复杂，施工条件很差，施工人员在现场有很大的安全隐患。因此，在快速、高效的完成隧道修建任务的过程中，应制定严格的管理制度，配备专业的安全技术管理人员，以及便捷的管理工具与手段。本发明是一种融合了智能传感、人脸识别、数据云、移动互联网、APP等高新技术的高效、智能、稳定的隧道工程管理系统，它能实时监控人、物、环境与安全，智能分析、提示隐患、及时报警、快速响应，给予了生命与财产有效的安全保障。
本发明利用隧道工程设置的智能摄像机、闸机、人员定位智能卡或安全帽获取隧道人员相关信息，运用火灾报警感烟/感温探测器、环境气体探测器、温/湿、风速及粉尘探测器采集隧道内环境各类信息，通过大数据云平台整理统计各类数据，智能分析并发出警报，提示并发送管理人员危险事件的预警信息，通过应急对讲电话系统管理人员可远程播报报警信息，结合现场声光报警器提醒施工人员，确保隧道内人员能及时接收到预警与报警信息，紧急安全逃离。
与现有技术相比，本发明综合应用了智能传感器、人脸识别、人员精确定位、移动互联网、大数据云平台、APP新一代技术，将多类新兴科技融合于智能管理系统，为隧道工程的管理提供了高效、智能的管理工具，减少了管理人员成本，使管理的方案能多样化设定，充分体现了智慧性、先进性、新颖性、实用性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种用于隧道工程的智能管理系统，其特征在于，包括：身份识别装置、测温装置、定位装置、通讯装置、消防报警装置、环境监测装置和监控装置；
所述身份识别装置，分别设置于隧道内以及隧道入口和/或出口，用于识别进隧道和/或出隧道以及在所述隧道内的人员的身份；
所述测温装置，用于识别进入隧道内人员的体温或/和环境温度；
所述定位装置，用于实时定位隧道内人员的位置；
所述通讯装置，用于实现隧道内人员之间，以及人员与监控室的对话；
所述消防报警装置，用于感应隧道内的烟雾、温度，提供火灾安全告警；
所述环境监测装置，用于测量所述隧道内的环境信息，提供有害气体浓度告警；
所述监控装置，分别与所述身份识别装置、测温装置、定位装置、通讯装置、消防报警装置、环境监测装置连接，用于人员信息、隧道内信息的实时监控。
2.根据权利要求1所述的用于隧道工程的智能管理系统，其特征在于，所述身份识别装置包括：均与所述监控装置连接的摄像机和识别闸机；
所述摄像机，为智能摄像机或网络摄像机，分别设置于所述隧道的入口或/和出口，以及隧道内需要监控的区域；
所述识别闸机，设置于所述隧道的入口或/和出口。
3.根据权利要求2所述的用于隧道工程的智能管理系统，其特征在于，所述识别闸机包括闸机本体、以及设置于所述闸机本体上的测温机构、热成像摄像机构、人脸或/和指纹识别机构，所述测温机构、热成像摄像机构、人脸或/和指纹识别机构均与所述监控装置连接。
4.根据权利要求1所述的用于隧道工程的智能管理系统，其特征在于，所述定位装置包括定位识别卡或/和定位安全帽，通过定位基站与所述监控装置连接；和/或
所述通讯装置为应急对讲电话；和/或
所述消防报警装置包括感烟探测器和手动报警按钮，所述感烟探测器包括无线独立烟感探测器或极早期烟雾探测器。
5.根据权利要求1所述的用于隧道工程的智能管理系统，其特征在于，所述环境监测装置包括温度探测器、湿度探测器、扬尘及噪声探测器、风速仪、有害气体检测仪、氧气检测仪，均与所述监控装置、报警装置、传输装置连接，所述传输装置用于向大数据云平台传递信息。
6.根据权利要求1所述的用于隧道工程的智能管理系统，其特征在于，所述监控装置包括解码器、显示器、服务器、存储器、客户端、调度台、呼叫装置、消防工作站以及打印机构；所述身份识别装置、所述测温装置与所述解码器、存储器、服务器通过交换机通信连接，所述通讯装置通过所述交换机与所述调度台连接，所述服务器包括定位引擎服务器和数据处理服务器。
7.根据权利要求1所述的用于隧道工程的智能管理系统，其特征在于，还包括：传输装置，所述传输装置与所述消防报警装置、所述环境监测装置连接。
8.根据权利要求7所述的用于隧道工程的智能管理系统，其特征在于，还包括：大数据云平台与移动端设备，所述大数据云平台与所述传输装置、所述监控装置连接，并与移动端设备互联共享信息。
9.根据权利要求7所述的用于隧道工程的智能管理系统，其特征在于，还包括：报警装置，所述报警装置与所述监控装置连接。
10.一种用于隧道工程的智能管理方法，用于权利要求1～8任一项所述的用于隧道工程的智能管理系统，其特征在于，包括：
在隧道入口获取进入人员的面部或/和指纹，以及穿戴、体温信息，如果面部或/和指纹，以及穿戴、体温信息中的任一信息与监控装置内存储的信息不一致，则人员无法进入隧道，并将错误信息发送给报警装置和显示器，所述报警装置发出警示信息，管理人员通过所述显示器对隧道出入口和隧道内进行实时监控；
如果面部或/和指纹，以及穿戴、体温信息均符合要求，则人员可以进入隧道；
所述隧道内的身份识别装置实时拍摄施工人员不规范且不安全的行为，并对施工人员实时定位，分析人员运动轨迹，提供不规范行为的告警、危险事件的紧急报警与应急营救方案的技术支撑；
如果消防报警装置或/和环境监测装置或/和测温装置检测隧道内存在火灾、温/湿度、扬尘、风速、甲烷、硫化氢、氧气、氩气、一氧化碳中任意一种指标不合格的情况，报警装置发出警示信息，显示器显示数据，施工人员可以通过通讯装置与所述监控装置联系，监控装置通过呼叫装置播报信息，或者通过所述通讯装置直接向所述隧道内播报火灾情况，指挥人员撤离。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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