抽水蓄能电站作为浙江省重大基础设施项目，其隧道工程（含上/下水库连接路、通风兼安全洞、进厂交通洞等）具有结构复杂（斜井、竖井）、环境恶劣（高湿、粉尘）、工序交叉密集等特点。为应对传统管理手段的局限，项目部署了一套综合性的隧道施工安全管理系统，其核心方案如下：
一、系统性技术挑战与应对策略
- 复杂地形定位难题：针对斜井（坡度>30°）、竖井及长距离隧洞（如1604m通风洞）的信号盲区问题，系统采用UWB（超宽带）精确定位技术。通过优化基站布局（固定于洞壁1/2高度，保持间距），减少地形起伏干扰，确保在弯曲、倾斜空间内人员与设备的追踪精度。
- 交叉作业安全风险：面对开挖、支护、运输等多工序并行及车辆、机械密集区域的碰撞风险，系统融合电子围栏（联动定位卡震动报警与现场声光警示）与智能车辆调度（联动红绿灯与测速雷达），实现动态隔离与通行权限自动调控。
- 恶劣环境设备可靠性：针对高湿、水汽、粉尘及爆破影响，关键设备（UWB基站、气体传感器、摄像头、报警装置）均采用IP66级防水防尘设计。气体监测设备更选用矿用隔爆兼本安型，确保在开挖面附近稳定运行。
- 数据实时传输与集成壁垒：针对隧洞群分散、无线🛜衰减快的问题，构建分层级网络架构：短距离隧洞（<2km）采用无线🛜网桥组网；长距离隧洞（如通风洞）采用“光缆+网桥”混合传输，保障1080P视频与定位数据流畅。最终通过综合看板系统集成人员、设备、环境数据，实现“一处报警、全域联动”（如气体超标自动启动通风并禁入）。
二、核心子系统功能与技术实现
- UWB人员精确定位系统：
- 原理：基于TOF（飞行时间）测距技术，采用4基站呈10x10m正方形布局（可扩展至100x100m覆盖）。
- 创新点：利用3基站三角定位计算坐标，第4基站验证结果，兼顾大范围覆盖与高精度（厘米级）。数据在PC/移动端可视化。
- 隧道气体智能监控系统：
- 设备：矿用隔爆兼本安型探测器（监测O₂、CH₄、CO、CO₂、SO₂、H₂S等）。
- 增强设计：增设风感传感器监测风速/风向，辅助判断气体扩散趋势，优化通风策略。
- 联动机制：气体超限自动启动通风设备，结合风感数据评估疏散效果。
- 隧道AI智能监控系统：
- 原理：高清摄像机📹️+AI分析盒，通过计算机视觉算法实时识别安全帽佩戴、反光衣穿戴等违规行为。
- 应用：远程实时监控，移动端可访问，违规自动预警。
- 隧道实名人员管理系统：
- 机制：人脸识别+刷卡双重验证（人卡合一），根据班组设定差异化安全步距阈值。
- 告警：双层预警（黄色预警、红色告警）。
- 隧道爆破预警系统：
- 构成：预整控制主机、区域终端、管理平台、通信网络、声光报警装置及LED信息屏。
- 流程：授权人员激活预警→作业区声光报警+洞口LED状态更新+门禁语音提示→非授权人员禁入。
- 隧道应急通信系统：
- 一键报警电话（IP66防爆）：支持独立/组网报警，平台实时提醒。
- 声光报警广播（IP网络）：洞内防爆电话集成喇叭/报警灯，支持一键免提通话、自动转广播喊话。
- 辅助系统：
- 车辆门禁系统：支持多模式识别（蓝牙、遥感、四色车牌）及雷达防砸。
- LED大屏显示系统（指挥中心）：融合P5全彩屏（视频/宣传）、P10单红屏（人员/气体数据），结合3D可视化平台提升信息感知效率。
三、实施价值
该方案通过融合UWB定位、AI视觉分析、物联网传感、防爆通信及智能联动控制技术，构建了一套适应抽水蓄能电站复杂隧道施工环境的立体化安全防控体系。其核心价值在于：
- 变被动监督为主动监控：实时感知人员位置、环境状态、设备运行及违规行为。
- 提升应急响应效率：集成报警、广播、通信系统，缩短险情处置时间。
- 保障关键设备可靠性：IP66防护与隔爆设计确保系统在恶劣环境下持续运行。
- 打破信息孤岛：分层网络架构与综合看板实现多源数据融合与跨系统智能联动。
- 支撑标准化管理：为复杂环境下的协同作业与风险管理提供可复用的技术框架。
该系统的部署是响应“安全第一、预防为主、综合治理”方针的具体实践，旨在为大型水利隧道工程的安全、高效建设提供坚实的技术支撑。
