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基于物联网的地铁施工过程安全监测系统的设计和实现
| 论文题名： | 基于物联网的地铁施工过程安全监测系统的设计和实现 |
| 关键词： | 地铁施工;生产安全;监测系统;物联网 |
| 摘要： | 随着我国经济的飞速发展，地铁事业也取得了瞩目的成绩。但是在地铁的建设和施工过程中容易受生产环境、技术装备、管理水平等诸多因素的限制，各种安全问题及事故不断涌现出来。杭州、上海、广州、西安等地的地铁在施工过程中接连发生安全事故。如何实时准确的预测和监测的地铁施工过程中安全事故，是本文的研究重点。 传统的地铁安全监测仅仅是依靠人工的定期采样一些结构数据（如压力、形变等），故存在很多缺陷。第一:人为定期采样监测数据会造数据采样不及时、不系统而且无法及时报警;第二，缺乏施工过程中的报警手段，依赖于施工人员的经验和操作，很容易引发施工事故;第三，缺乏对人员的监测方法，无法及时监测到施工人员的具体位置;第四，由于施工环境的限制，传统的监测手段只能监测一些施工人员容易操作的地段，对于复杂的地段无法监测。 随着物联网技术的兴起为地铁技术的信息化、生产安全化提供了新的契机。 本课题是在物联网蓬勃发展的背景下，依据武汉地铁施工安全的相关要求，设计并实现了集自动监测、实时预警、实时定位、人员和设备信息管理为一体的完整的、有机的结合了大量的物联网技术的地铁实时监测、定位、预警系统。 由于地铁事故往往集中在隧道、风井、基坑、连通通道等地段，并且武汉地铁的隧道需要越江，危险往往更加集中。所以本系统主要监测的区域集中在越江隧道、武昌风井和汉口风井、基坑、隧道之间的连通通道。监测的对象主要是结构（盾构片、和一些关键钢筋混凝土的压力、形变）、人员（人员的位置和安全情况）、设备（设备的位置和施工安全情况）、环境（隧道下的一些危险气体如CO、NO、瓦斯等）。 本系统不仅有效的克服了传统监测方法的缺陷，而且具有监测全面、实时预警、人员定位、设备泛在等优点。第一，通过无线技术实时的、周期性的采集监测数据，接收到的数据更加全面，不仅能够在危险发生时能够实时报警，而且通过对数据的分析，及时预防危险的发生。第二，预警系统使用了超声波、红外、Zigbee等技术增强了施工过程中设备预警的实时性和准确性。第三，定位系统利用Zigbee和超声波技术并且结合了卡尔曼滤波算法，大大提高人员定位的精度。第四，采用的设备体积小，功耗低，而且是通过无线传输，所以可以部署在以前监测人员无法进入的危险区域，使监测更加的全面。 |
| 作者： | 白园 |
| 专业： | 计算机技术 |
| 导师： | 邓庆绪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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