第一章 引言

　　随着国家经济的迅速发展，我国的隧道建设更是日新月异。由于城市地铁、铁路隧道和高速公路隧道改善了路线技术指标、缩短了路程和行车时间，提高了运营效益，因此国家在不断加大隧道的建设力度;然而隧道建设的造价高、运营管理相对复杂，所以各地对隧道的建设都十分重视，不敢掉以轻心。

　　目前的远程信息管理系统往往只是对行政和技术文件的管理，而无法实时地获取施工信息，更不能对施工现场和施工人员的信息有一个全面、及时、准确的掌握，从而导致很多事故的发生。为此各级政府高度重视工程建设安全生产问题，并采取一系列措施不断加强安全生产工作。如何改变目前隧道施工过程安全监管落后的管理模式，实现管理的现代化、信息化、智能化，成为管理者研究的重要课题。

　　因此，能够实现灾害预防、事故救助、信息化管理等先进的管理手段将是隧道安全建设的必然选择。

　　1.1 系统简介

　　本系统着重在综合隧道管理各项资源，在保证既定的系统功能正常应用的前提下，利用先进技术对系统进行整合利用。包含视频监控、人员进出与定位管理、人员/车辆门禁系统、隧道气体监测等。最大限度的利用资源将隧道工作、管理提升到更搞水平的管理平台上。

　　1.2 设计原则与依据

　　总体设计原则

　　总体以客户的需求为基本原则，并充分结合现有成熟完善的技术进行设计。

　　隧道综合应用系统是一个涉及视频监控技术、传感技术、LED显示技术、射频识别技术等多方面领域的先进技术，因此总体方案设计必须具有可靠性、安全性、先进性、灵活扩充性、经济实用性、操作和维护的方便性，更要具有前瞻性的建设全局统一管理的平台。

　　在规划设计过程中，系统设计以保障安全生产、提高企业效率，提升企业管理品质为目标，以高质量服务管理者和使用者为基本原则和设计思路。

　　硬件设计原则

　　系统的硬件设计和选型应该遵循如下原则：

　　先进性：系统硬件应具有先进性,避免短期内因技术陈旧造成整个系统性能不高或者过早淘汰。

　　可靠性：在充分考虑先进性的同时,硬件系统应立足于用户对整个系统的具体需求，应优先选择先进、适用、成熟的技术， 最大限度地发挥投资效益。

　　开放性：计算机网络选择和相关产品的选择要以先进性和适用性为基础,同时考虑兼容性。

　　扩充性：系统数据采集设备采用模块化结构和总线通信方式，在系统规模扩展时，不需较大的改造，增加相应的模块即可。

　　软件设计原则

　　系统的软件设计和选型应该遵循如下原则：

　　可靠性和安全性：系统软件应具有很高的可靠性和安全性。

　　易用性：系统软件应操作方便,采用中文图形界面。

　　标准化：系统软件应符合国家、行业标准以及国际标准,便于多次升级和支持新硬件产品。

　　可扩充性：系统软件应具有可扩充性。采用面向对象的结构设计，具有一定的灵活性、可操作性和可扩展性。在今后业务发生变化时，模块的增加和对模块的修改不应对其他模块产生影响。

　　为确保整个工程的质量，总体方案设计原则需要达到上述可靠性、安全性、先进性、灵活扩充性、经济实用性、操作和维护的方便性的高度统一。

　　设计依据标准

　　设计标准、依据严格遵守国家或部委或地方相关的执行标准

　　GB/T 2887-2000　电子计算机场地通用规范

　　YD/T 1666-2007 远程视频监控系统的安全技术要求

　　GB 10111-1988 利用随机数骰子进行随机抽样的方法

　　GB/T 12758-2004 城市轨道交通信号系统通用技术条件

　　YD 5079 通信电源工程安装规范

　　GBJ79-1985 工业企业通信接地设计规范

　　GB50168-92 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范

　　GA/T75-94 安全防范工程程序与要求

　　GA/74-94 安全防范系统适用图形符号

　　GB50054-95 低压配电设计规范

　　国家信息产业部YD/T926-2001标准

　　以太网10Base-T标准

　　以太网100Base-T标准

　　第二章 系统组成及工作原理

　　2.1 系统组成

　　隧道综合应用系统主要有人员进出定位管理系统、人员/车辆门禁系统、LED显示系统、视频监控系统以及通讯系统组成。

　　人员进出定位管理系统l 考勤管理

　　l 定位管理

　　l 系统远程管理

　　人员/车辆门禁通道系统l 门禁道闸管理

　　l 人员/车辆刷卡管理

　　气体监测l 瓦斯气体监测

　　LED显示系统l LED大屏显示

　　视频监控系统l 隧道口视频监控

　　l 掌子面视频监控

　　l 远程视频终端服务

　　通讯系统l 光纤传输部分

　　l 无线传输部分

　　l 其他线缆传输部分

　　2.2 系统应用总体平台架构

　　◇ 以本地系统为基础，实现各功能模块数据通信;

　　◇ 可以拥有远程中心，可实时查询当前隧道的相关安全信息;

　　◇ 采用包括前端工点监控、中间通讯层、后台调度监控的三层体系架构

　　◇ 前端工点监控(人员进出定位管理系统、视频监控、人员/车辆门禁管理)以及后台调度(远程 中心机房、服务器以及部分外部对接平台)采用B/S应用架构。

　　2.3 系统网络结构拓扑图

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　　2.7 视频监控系统

　　网络视频监控系统包括前端视频采集设备、网络视频编解码、通讯传输设备，以及后端的监控接收客户端软件。安装在隧道各主要的监控点执行信号采集传输，软件主要是安装在监控室电脑上，两者之间通过平台管理中心系统授权，对其前端视频点进行多点对多点的实时监控管理。如：视频、云台、放大、录像、等功能，有管理权限的用户还可以对任何点的录像进行设置、下载、实时点播录像等操作;系统还可以通过PC浏览器进行监控。

　　由此可以看出，网络监控系统采用的是监控摄像机对隧道施工现场各视频点进行24小时的实时监控。对于一些关键视频点可启动视频移动侦测功能和报警功能，系统根据图像移动情况自动识别、触发，并进行录像(有预先录制机制，预录时长能提前20秒以上);同时系统将图像、声音、报警等实时数据传送到监控室电脑，管理人员可以通过本地监视、远程IE监视、WEB 网页客户端等方式随意切换前端任意监控点的视频，能直观地了解和掌握施工各视频监控点的实时情况，从而达到随时随地及时准确地对其进行监管。

　　在实际的隧道现在，一般在在掌子面以及洞口附近分别安装摄像头，实时显示查看监控区域的情况，让管理者更直接的了解现场情况。

　　系统组成：服务器、摄像机、视频服务器、传输数据接口转换器以及通讯传输部分

　　服务器：监控平台终端，对系统返回的信息进行显示，并通过平台软件对各个监控点位的摄像机进行操控，以及提供录像、播放视频、云台控制等多个功能。

　　摄像机：前段监测设备，实时采集信号。提供云台设备，实现摄像角度的改变，提供全方位式立体式监控。

　　视频服务器：主要是实现将声音图像的模拟信号转换成数字信号进行传输，通过通讯线路回传给监控平台。

　　传输数据接口转换器：包括一些信号转换器，主要实现对信号的转换以便系统更好的接收处理数据。

　　通讯传输：主要是一些RVVP线缆和网线构成，实现视频信号的及时传输。