隧道施工安全智能監測預警管理系統
一、系統概述
系統以隧道工程建設過程安全施工管理依托 ，通過引入多種新型技術手段，通過構建三層技術架構體系，實現對隧道施工過程中多元信息的自主采集、無線傳輸、安全預警和大數據智能分析決策等應用技術于一體的高度集成化信息管理平臺。將“多元信息采集、綜合分析、實時預警、聯動反應”有機結合在一起。并深入分析隧道施工過程中的危險源動態分布、監測業務模型分析以及應急處置管理、安全生產規范等相關要求，將信息分析結果與硬件設備進行聯動控制，實現隧道信息化的“測控一體”，將管理的觸角延伸到現場一線。
二、總體架構
該系統的設計是建成一個綜合型的智能化信息服務平臺，為企業乃至項目各參與方提供施工數據監測與智能預警信息處理的平臺。通過聚合物聯數據、消除業務壁壘以及共享服務數據，在大數據分析技術應用的加持下實現隧道施工安全的智能化監管和應急預警。系統按照應用技術及業務模型將整體架構分為四個層級，如下圖：
三、建設內容
四、系統功能
項目信息
該功能主要針對項目隧道信息以及按照施工組織劃分的工作面信息進行管理，便于現場數據進行對應管理和數據分析應用。
施工動態
該功能主要實現對隧道施工過程中的開挖進度/施工工序/爆破作業數據進行統一管理。
安全步距
該功能主要通過在二襯和仰拱位置安裝安全步距采集終端，系統通過采集的空間數據和模型算法計算步距，并根據圍巖類型的安全步距限值進行超標預警。
電子定位
該功能主要對隧道內人員、機械設備的位置和考勤管理。通過它可以實時掌握隧道內人員設備分布情況，并追溯人員及設備的洞內移動軌跡。
環境監測
該功能主要為滿足隧道施工作業面的環境空氣質量以及針對穿越煤層等特殊地質情況下的有害氣體的實時監測和超限預警管理。
進出考勤
該功能根據隧道施工現場人員進出動態管控需求，依托洞口刷臉門禁設備以及人員定位設備，實現對進出人員信息的實時采集和登記管理。
統計報表
該功能根據現場用戶填報的報表樣式和數據上報維度需求，結合系統自動采集以及填報的部分業務數據生成各類統計報表，并形成記錄臺賬。
數據看板
該功能模塊主要將管理的數據按照管理層用戶的核心指標進行大數據統計分析，為管理者提供可視化的數據展示界面和施工信息監控預測。
五、系統優勢
隧道施工多元數據高效應用管理
系統將隧道的規劃設計、地質資料數據引入進行綜合分析研究，通過多元化數據的共同作用實現對隧道施工的動態指導；
隧道特殊復雜環境無線網絡構建
系統通過在隧道內構建以無線網絡（有源/無源結合）為主干的施工信息傳輸高速通道，將多種信息源接入數據高速通道，整體組網靈活、移動便捷；
現場一體化設備終端的安裝應用
全新的采集終端以網口/串口/CAN總線/Wi-Fi/AD等方式接入前端傳感設備并具備邊緣計算能力，實時進行現場感知數據的解析處理，提升數據處理效能；
多種新興技術的融合應用與聯動
系統通過采用UWB/測距雷達/邊緣計算機等物聯設備，并應用時序數據庫/云計算/人工智能/GIS+BIM等技術手段，實現對數據感知/采集/傳輸及分析應用；
智能化數據算法的決策分析服務
系統通過構建業務數據模型、引入機器學習算法，并提供海量樣本數據的不斷學習和分析，能夠實現對業務的分析判斷，并作出科學的決策支持服務。