智能安全帽赋能智能隧洞施工可视化监管

一、 在隧洞工程（三大水利工程、水电设计院探洞、水务等 项目）、三大水利工程垂直区域（含运营期）及其他具有坠 落风险的工程项目的施工人员及管理人员，需佩戴“手环或 智能安全帽”（以下统称“终端设备”），以实现一级管控 区人员的位置、心率等等指标实时在线监控，及时获取一线 工人情况，网络、平台、终端一整套解决方案。

数字化煤场基于UWB的人员高精度定位系统方案，https://www.besovideo.com/detail?t=2&i=997

室内定位（UWB/蓝牙等）技术方案概述，https://www.besovideo.com/detail?t=1&i=205

室内定位之蓝牙信标配合安卓系统的智能安全帽、电力作业记录仪， https://www.besovideo.com/detail?t=1&i=267

内置RTK北斗高精度定位的智能安全帽测试报告（MQTT通信），https://www.besovideo.com/detail?t=1&i=132

内置UWB室内高精度定位的智能安全帽-软件说明， https://www.besovideo.com/detail?t=1&i=131

危险气体检测仪，通过4G/5G执法记录仪或者4G/5G智能安全帽上报到平台，https://www.besovideo.com/detail?t=1&i=273

（一）隧洞工程 在隧洞工程可能会存在钻爆、掘进、铺设钢筋内衬等阶 段，环境潮湿、高尘、震动、要反复拆装。在隧洞工程钻爆、 掘进阶段，工人主要分布在洞口和掌子面，可能存在的安全 风险有坍塌、涌水涌沙等高风险；隧洞内衬阶段，工人主要 分布在台车附近，施工内容为繁重的扎钢筋、浇灌水泥等复 杂工序，可能存在扎伤、高处跌落、过度疲劳等高风险；内 衬后阶段，主要为作业车通行、人员通行、人车交汇及工作 巡检等，可能存在人车磕碰、环境对人体产生伤害等风险。 由于隧洞工程的特殊环境，运营商现有 2G/4G/5G 蜂窝 网络很难实现工程段的全面覆盖，对于有条件的项目现场， 可通过运营商蜂窝网络拉远放大或 UPF 下沉方式，完成无线 网络覆盖。而条件不具备的，采用有线光纤网络和无线 WiFi 网络相结合的网络覆盖方式，完成工程段内的网络覆盖，为 智能终端设备的正常运行提供支撑。同时，经过对多个隧洞 工程现场的勘查调研，从网络健壮性、施工难度、造价效益 等维度综合考虑，网络覆盖方案还可以具体细分为： 1）在隧洞工程的入口处、初衬掌子面、工作台车等重 点区域，实现了网络全覆盖。 2）在隧洞工程的中段区域，属于人员和车辆快速通行 的距离范围，可采用较为经济的网络覆盖方式，智能终端设 备也可采用模糊定位方式。 由于隧洞工程的特殊性，整个工程段都处于较为高危的 工作范围，需要对所有作业人员进行实时位置精准定位、心 率等监测、SOS 报警监测。

 

（二）房建工程及产业园项目 房建工程及产业园项目工程一般为地面工程，可能会存 在地面作业、多楼层同时作业、高空作业等多种工序共同工 作，工程施工复杂、位置不固定。 房建工程及产业园项目为地面工程，基本上已有运营商 无线蜂窝网络覆盖。 由于工程存在施工作业复杂、高危作业位置不固定、高 空落物等情况，需要对所有作业人员进行实时位置定位、心 率等监测、SOS 报警监测。

 

（三）垂直区域（如泵站、污水厂、麦芽厂） 垂直区域工程存在设备多、房间多、楼层多，现场环境 复杂，工程处于运营期阶段。 垂直区域工程现场网络覆盖情况不一致，主要分为以下 几种情况： 1）泵站已完成部分区域的网络覆盖，如部分重点区域、 房间的有线网络； 2）污水厂完成网络全覆盖，WiFi/4G/有线网络； 3）麦芽厂完成部分区域覆盖，但工作生产区无网络覆 盖。 垂直区域工程工作生产区可能会存在环境复杂、封闭、 潮湿、设备多、楼层多、巡检路线复杂等情况。需要对所有 作业人员进行重点位置实时位置精准定位、心率等监测、SOS 报警监测。

 

二、产品及技术要求：

（一）产品整体要求 为实现一级管控区人员的位置、心率等等指标实时在线 监控，及时获取一线工人情况，需搭建一套集成网络、终端 和平台的综合解决方案。其中智能终端设备是各类数据的采 集端，以智能安全帽中传感器形态为主，需具备精准定位、 心率等监测、SOS 一键呼叫、脱帽检测等功能。 1.定位要求 精确定位：在隧洞掌子面区域实时获知人所在工作区域， 人员位置精确度可达 1M，人员定位通过地面设备连接智慧工 地网络后，能够通过定位设备与设备之间形成自组网络，给 终端设备提供传输信号，部署过程要考虑到不同施工阶段的 情况，减少对工程施工的影响。露天工程、经营场所垂直空 间重点区域采用精确定位，且垂直区域需精确实现立体定位 判断人员处于第几层。 模糊定位：在隧洞工程的中段区域，属于人员和车辆快 速通行的距离范围，可采用较为经济的网络覆盖方式；露天 工程、经营场所垂直空间非重点区域采用精确定位，智能终 端设备也可采用模糊定位方式，定位精度可达 5 米以内。且 垂直区域需精确实现立体定位判断人员处于第几层。 2.心率等监测 通过设备及监测平台，能够获取工人的实时心率等数据， 至少包含姓名，心率和出勤工区。可实现心率异常告警页面 展示，告警逻辑可设置。 当告警数据异常时，需要在监控页面弹出提醒，当异常 处理完成时，可消除告警提醒。 3.SOS 一键呼叫 设备支持在紧急情况一键呼叫，监控页面可获取工区人 员的 SOS 求救信号，并支持联动声光报警器告警。 4.脱帽检测 通过设备及监测平台，能够获取工人安全帽实时佩戴情 况，至少包含姓名，安全帽状态和出勤工区。可实现安全帽 异常告警页面展示。 5.设备互联 支持通过增加其他设备，与工地的闸机等设备连通，当 佩戴设备、身份验证比对通过及安全考核通过时，才可以进 入工区区域。 6.产品形态 功能组件、传感器需集成到智慧安全帽中，终端设备容 易拆装，不因安全帽的更换而更换，可匹配不同颜色、不同 型号的安全帽。 7.性能要求  充电时长：连接终端充电不超过 4 小时，单电池充电 不超过 2 小时。  通过防爆认证。  上传数据延迟不超过 5 秒。  防水防汗  一次充电可持续工作至少 48 小时 8.质量要求  适应隧道、易碰撞的环境。  在电钻等场景下不易损坏，不易划伤。  智能终端要耐用可靠，不得因为安全帽故障而导致工 人无法进入工作区域。  SOS 按键不易误触。  具备电量提示、低电量告警提示功能。 9.形态要求 智能终端可与安全帽可拆卸内衬绑定设计方式，佩戴舒 适，方便充分利旧现有工程配给的安全帽。

（二）网络及基础设施方案要求 1.隧洞工程 实时传输心率等、定位、SOS、脱帽告警等数据。 现场部署的网络设备需要易于拆装运营，单台设备支持 在 30 分钟内完成设备的拆装。 网络设施及定位设备费用价低者优先。 以太网接口防雷等级不低于 6KA/6KV，不低于 IP68 防水 防尘等级，-40℃~+70℃温度范围工作，满足工业级使用要 求。 2.地面工程 实时传输心率等、定位、SOS、脱帽告警等数据。 现场部署的网络设备需要易于拆装运营，单台设备支持 在 30 分钟内完成设备的拆装。 网络设施及定位设备费用价低者优先。 3.垂直区域 实时传输心率等、定位、SOS、脱帽告警等数据。 现场部署的网络设备需要易于拆装运营，单台设备支持 在 30 分钟内完成设备的拆装。 网络设施及定位设备费用价低者优先。

（三）配套软件要求 所有佩戴设备的人员，均可在监控平台看到实际位置， 数量无差异；支持安全帽管理、人员管理、告警信息、工程 建设图等内容。 数据实时传输，可接受数据延迟不超过 5 秒。 项目现场采用云平台方式呈现，通过专属账号进入监控 平台。 需提供标准数据接口，为粤海集团物联网和项目公司智 慧监管系统提供标准数据服务。 软件费用价低者优先。

（四）

1）隧洞工程运营要求 根据项目点定期巡查工程中设备及平台运行情况。 现场测试网络、网管侧监控现场设备状态。 线上线下查看网络及终端设备硬件与信号状况。 根据工段工序实施情况，提供设备回收服务。

2）地面工程运营要求 根据项目点定期巡查工程中设备及平台运行情况。 现场测试网络、网管侧监控现场设备状态。 线上线下查看网络及终端设备硬件与信号状况。

3）经营场所运营要求 根据项目点定期巡查工程中设备及平台运行情况。 现场测试网络、网管侧监控现场设备状态。 线上线下查看网络及终端设备硬件与信号状况。