智慧隧道管理系统
第一章 引言
1.1 文档说明
此文档旨在解释说明智慧隧道管理系统的原理与构成、系统功能及所涉及到硬件设备、相关案例。未经授权，不得以任何形式转载篡改，奔骝定位不对篡改后的文档负责。
1.2 读者对象
Ø 集成商销售
依据本解决方案，集成商销售可以确定所需设备清单和数量以及部署方式。
Ø 项目设计者
依据本解决方案，项目设计者，可以通盘设计整体项目，完成整体方案部署和架设。
Ø 最终使用者
依据本解决方案，最终使用者可以熟悉本解决方案提供的服务和功能，以及简单的设备和系统维护。
1.3 设备及版本
本方案中所涉及的硬件产品为区域定位产品线加飞骝传感提供的无线PLC数据采集模块，系统软件为奔骝定位和飞骝传感共同研发的物联网统一应用平台。由于硬件和软件在不断升级，购买时请向销售人员确认硬件产品款式和系统软件版本。
第二章 项目背景
公路、铁路隧道的建筑施工环境艰苦恶劣、工种危险系数高、事故多发、管理复杂、人员安全意识薄弱，施工过程中迫切需要能够保障施工人员安全的管理系统，实现管理的现代化、信息化，提升作业人员的管理效率，保障人员的安全。
同时需要通过对生产要素过程控制，比如隧道内的电动车、PLC数据监测等，使生产要素的不安全行为和状态减少或消除，达到减少一般事故，杜绝伤亡事故，从而保证安全管理目标的实现。
综合来说，这种需求主要包括人员考勤、跟踪定位、灾后急救、日常管理、隧道内设备数据实时监控。物品车辆的实时位置、实时使用状态跟踪。
另外，由于隧道处于不断施工的过程，安装的设备网络架构要有别于传统网线传输，因为在不断施工过程中会对网线造成不定时的各种损坏。
据我们在隧道行业的不断调研尝试，发现隧道内的定位精度保证在3-5米足够，设备使用状态数据按分钟上传即可，要求现场实施布线尽量少，设备能够防水防灰尘等，做到稳定运行，同时迫切需要基于定位服务和传感服务的先进的综合管理和应急处置系统。
考虑到隧道实施方通常为大型基础建设单位，在一个隧道完工后，如何使得该隧道内的定位基站、传感终端、网关等复用也是一个重大课题。 
第三章 系统组成
3.1 系统架构
奔骝定位智慧隧道系统，系统架构由隧道内设施、隧道外设施、监控中心设施三方面组成。
隧道内设施包括定位传感二合一基站、锚点基站、人员定位微标签、车辆定位传感微标签、PLC传感采集微标签。定位传感二合一基站作用为参与定位、接收传感数据、配合锚点基站、上传数据；锚点基站作用为锚定人员/车辆微标签的位置，提高定位精度；人员定位微标签作用为和人员绑定，作为定位对象；车辆定位微标签作用为和车辆绑定，作为定位对象，同时采集车辆相关数据；PLC微标签作用是解析PLC数据，并且传输到定位传感二合一基站。
隧道外设施由超远距离无线网关、接入层交换机、现场LED大屏组成。无线网关可穿越墙体，接收隧道内的定位传感数据；交换机将物理设备数据传送到后台服务器；现场LED实时展示隧道内定位传感数据。
监控中心设施由防火墙、核心层交换机、结算服务器、打印机、软件监控屏幕、系统软件组成。其中系统软件为物联网统一应用平台，可以为后期的升级迭代做准备。
3.2 定位原理
定位基站和锚点基站配合定位，定位基站接收微标签的实时上报数据，其中含有信号强度和锚点基站信息，在零维、一维、二维空间内进行定位，定位精度可达3-5米。
3.3 传感原理
PLC微标签为奔骝定位定制产品，他通过485的方式实时采集现场PLC数据，然后打包为标准自有协议直接传送给定位传感二合一基站，定位传感二合一基站再经过无线网关将数据上交给物联网统一应用平台。
3.4 系统概述
智慧隧道管理系统，大的功能模块包括定位系统、无线传感系统（本项目中主要为PLC数据采集）、隐患排查系统组成。
定位系统支持位置实时定位、历史轨迹回放、视频联动跟踪、LED大屏实时统计、可与门禁复合开门、跟踪定位、人车定位考勤、电子围栏、行为分析、日常管理、智能巡检等功能。
无线传感系统拥有传感数据实时采集、传感数据报表统计、传感数据智能分析三大功能。
隐患排查系统由隐患排查任务下发、隐患排查巡检、隐患排查处理三个信息流组成。
3.5 系统特点
Ø 定位高精度：定位精度最高可达 10cm。
Ø 基站多用途：定位传感二合一。
Ø 极致低功耗：人员、车辆、PLC微标签最长可正常使用两年。
Ø 易部署：可纯无线部署，通过选配奔骝定位无线网关。
Ø 灵活性：定位频度根据应用场景和用户需求灵活可调。
Ø 易用性：部署灵活，无需人工测量，可自主建立和保持时空基准。
Ø 灵活性：定位频度根据应用场景和用户需求灵活可调。
Ø 先进性：融合多种无线通信技术，支持 UWB 超高精度定位、蓝牙AOA高精度定位及 RFID双频区域定位。
Ø 扩展性：支持一维、二维、三维定位应用。
第四章 系统功能
4.1 地图位置服务
² 地图可缩放、拖拽，多地图切换
² 点击任意标签查看详情
² 地图实时截屏
² 适配监控中心大屏/分屏模式下的全屏地图展示
² 支持.tiff .dxf .shp .png .fbx等常见矢量及栅格地图
4.2 实时轨迹显示
² 任意标签等实时追踪模式
² 标签电量监视，低电量提示
² 在线、休眠、离线三种活动状态
² 地图定位标记颜色样式可配置
² 轨迹回放，动画线条
4.3 组织架构管理
² 组织机构式分级人员管理，部门/个人信息数据库
² 按姓名、标签 ID、部门多维联想搜索
² 图形化界面查找部门下属人员
² 配置部门的考勤任务及区域（须结合人员考勤软件
4.4 软件权限管理
² 账户管理模块及其接入数据授权
² 部门/家庭/班级等组内数据互相可视配置
² 账户角色管理模块及其功能授权
² 部门经理/家长/教师等高权限人员组内管理权限
4.5 电子围栏及告警管理
² 电子围栏告警，按键/剪断/消失告警
² 告警事件在标签端与监控端双重提示
² 告警记录多维精确查询
² 新告警消息处理人，处理时间及处理办法存档
² 进围栏区域/出围栏区域告警模式
² 告警任务绑定人员及人员分组
² 处理人，处理时间及处理办法存档
4.6 其他
² 自动考勤，可直接出月度薪水
² 视频联动，兼容市面上几乎所有视频厂家设备
² 门禁联动，需额外采购奔骝网络继电器
² 电子点名，可定时或手动点名
² 大数据行为分析
² LED联动，无需另外采购设备
第五章 设备展示
5.1 定位基站
定位基站是工作在2.4GHZ频段的设备，固定安装在定位场景中，功能是测量定位标签信号强度以及锚点基站三轴位置，推荐安装间隔距离为70-80米，支持网口和网关两种通讯方式。
5.2 锚点基站
锚点基站是工作在125K频段的设备，主要功能是锚定附近的定位标签，锚定定位标签离自身X、Y、Z三轴的位置。
5.3 人员定位标签
人员定位标签是工作在2.4G和125K双频模式下的设备，带有按钮报警功能，同时有低电量警告，能够完成人员在隧道内3-5米的定位精度。
5.4 车辆定位标签
车辆定位标签是工作在2.4G和125K双频模式下的设备，能够完成车辆在隧道内3-5米的定位精度。
5.5 PLC标签
PLC标签是工作在2.4G频率下的设备，根据PLC485协议来的数据解析，并且兼容奔骝定位的定位基站，无需另外部署基站即可接收处理相关数据。
5.6 无线网关
无线网关是采用LORA协议的无线传输设备，推荐安装距离为2-3公里，每台无线网关可以外接10台定位传感基站，支持网线和4G传输数据到后台服务器。