武汉八维时空信息技术股份有限公司 
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一、项目总论
1.1 项目基本概况
本项目为地铁铺轨专项施工信息化管控项目，包含大量隧道区间、大坡度路段、道岔施工区域、交叉作业区域。
项目施工特点为：隧道密闭空间通信差、铺轨机车数量多、交叉施工频繁、作业盲区大、人车混流作业、安全风险极高。为解决传统人工调度效率低、预警不及时、监管无数据、隧道无信号、盲区作业隐患大等痛点，搭建一体化行车调度指挥及安全防护信息化系统，实现铺轨施工全流程可视化、智能化、数字化管控。
1.2 建设目标
1、解决隧道内无通信、调度命令无法实时下达、现场执行无回执的行业痛点，实现调度指挥闭环管理。
2、实现全线机车位置、速度、运行状态实时监控，杜绝人为超速、违规行车问题。
3、搭建多维度安全预警体系，实现超速、两车接近、隧道施工、道岔、大坡度全场景语音+文字双预警。
4、依托UWB自组网+多模定位技术，实现隧道内人员、设备高精度定位，实现人车防撞、施工撤离预警。
5、通过视频领航、3D可视化、GIS全景展示，消除铺轨作业视觉盲区，提升行车安全。
6、搭建移动端监管体系，支持手机APP、微信小程序远程管控，实现隐患上报、进度查看、人员设备监管全覆盖。
7、建立大数据统计分析体系，实现司机、机车违章数据统计、原因分析、整改闭环。
1.3 设计依据
《城市轨道交通工程安全质量管理暂行办法》
《地铁工程铺轨施工安全技术规范》
《轨道交通施工现场信息化建设技术标准》
《UWB室内高精度定位系统技术要求》
《工业视频监控系统工程设计规范》
二、系统总体设计方案
2.1 总体架构设计
本系统采用五层模块化架构，适配隧道施工复杂环境，兼顾稳定性、实时性、扩展性，支持后期功能升级与设备扩容，整体架构如下：
1. 感知采集层：包含UWB定位基站、UWB人员/设备标签、北斗/GPS双模定位模块、车载高清摄像头、坡度传感器、道岔状态采集模块、速度采集模块、安全帽定位芯片，实现现场人员、机车、环境、设备全数据采集。
2. 网络传输层：隧道内采用UWB自组网无线传输，无基站盲区覆盖；地面及洞口采用4G/5G+工业WiFi双备份；机车端采用专用工业无线通信模块，保障隧道内低时延、无断线数据传输，支撑语音、视频、定位、指令数据同步上传下发。
3. 平台服务层：包含调度命令服务、智能预警引擎、视频流媒体服务、高精度定位引擎、大数据统计服务、3D/GIS可视化服务、移动终端适配服务、数据存储服务，为前端应用提供核心算力与数据支撑。
4. 业务应用层：包含调度中心大屏系统、机车车载终端系统、电脑客户端、手机APP、微信小程序，覆盖调度人员、司机、现场管理人员、项目管理人员全岗位。
5. 扩展预留层：预留列车自动停车控制接口、小平车/龙门小吊定位测速接口、施工防护人员专项提醒接口，满足后期系统升级迭代需求。
2.2 核心技术优势
1、隧道专属UWB自组网：无需依托外网，自主组网、中继延伸，彻底解决隧道无信号、通信中断问题，定位精度30cm-1m，满足施工安全防护标准。
2、多模融合定位：集成北斗、GPS、WiFi、UWB四种定位模式，地面采用卫星定位、隧道内采用UWB高精度定位，无缝切换，全域无死角监控。
3、双端同步预警机制：所有报警信息同步推送调度室、机车端，实现语音播报+文字弹窗双提醒，附带完整人车信息，可追溯、可统计。
4、全闭环调度体系：调度指令下发、司机确认、状态回传、数据留痕、违章统计、整改闭环全流程数字化。
三、核心功能详细技术设计
3.1 行车调度命令语音播报系统
针对隧道内通信闭塞问题，搭建专属调度命令传输体系，实现调度指挥无死角。
功能设计：调度人员可在后台编辑限速、封锁、停车、避让、区间施工、设备检修等标准化调度命令，支持单机车下发、批量下发、区间整体下发。命令通过工业无线网传至隧道内所有在线机车终端，终端自动弹窗展示详情，同时触发TTS智能语音播报，重复播报2次，确保司机接收。司机手动确认后，系统实时将确认状态回传调度中心，形成闭环。
数据留痕：系统自动记录命令编号、下发时间、调度人员、接收机车号、司机信息、确认时间、命令内容，永 久存储，可随时查询溯源。
对讲通信：支持调度与隧道内司机实时语音对讲，替代传统第三方通信软件，实现专网专属通信，稳定无干扰。隧道内施工人员可通过配套移动终端实现内外语音协同通信。
3.2 机车车载终端可视化监控系统
每台铺轨机车搭载工业级车载显示屏，集成全场景作业辅助功能，解决铺轨货物遮挡视线、作业盲区大的问题。
核心功能：实时展示机车前后方高清视频画面，实现视频领航；实时接收调度命令、各类预警信息；可视化展示全线线路坡度曲线、大坡度区段、道岔位置；实时显示机车运行速度、当前区间限速、设备运行状态；支持一键语音对讲、报警弹窗提示。
应用价值：彻底消除铺轨作业视觉盲区，缩短司机紧急制动反应时间，大幅降低隧道内行车碰撞、违规作业风险。
3.3 多场景智能安全预警系统（核心安全模块）
系统搭建全维度预警模型，所有报警均实现机车端+调度室双端同步、语音+文字双播报，每条报警自带机车编号、司机姓名、车长信息、位置、时间、参数数据，支持溯源统计。
1. 超速报警：调度可自定义各区间、各路段最 高限速，机车运行速度超出限定值时，立即触发双端报警，自动记录超速时长、超速数值、超速位置。
2. 两车接近报警：系统实时计算全线机车间距，当两台轨道车距离小于安全阈值，自动预警，提醒司机减速避让、调度及时干预。
3. 施工区域接近报警：调度可自由划定、修改施工防护区域及预警距离，机车接近施工区阈值范围时，双端预警，禁止违规闯入作业区域。
4. 道岔接近报警：机车进入道岔预警区段，自动播报提醒，提示司机减速、谨慎通行，防范道岔区域脱轨、碰撞风险。
5. 大坡度区段报警：机车进入大坡度路段，系统识别坡度参数并预警，提醒司机控制车速、规范操作，防范溜车、制动失效风险。
6. 人车接近撤离报警：依托UWB高精度测距，实时监测隧道内人员与机车距离，列车接近隧道口或作业人员时，自动向施工人员手持终端下发撤离指令，提醒人员撤离轨道、带离施工工具至安全区域。
3.4 隧道UWB自组网高精度定位防护系统
针对隧道无卫星信号、定位不准、防护难的痛点，采用UWB自组网技术搭建隧道专属安全防护体系。
硬件部署方案：隧道侧壁间隔规范部署UWB定位基站，自主组网、中继延伸，无需外网支撑；18台铺轨机车全部加装UWB车载定位标签；施工人员安全帽内置UWB定位芯片，实现全员定位。
核心功能：实时采集隧道内人员、机车精准位置，调度大屏、机车终端同步展示人员分布；实时测算人车、车车间距，自动触发防撞预警；完整记录人员、机车运行轨迹，支持历史轨迹回放；实现隧道口列车临近自动撤离预警，保障施工人员人身安全。
3.5 违章大数据统计分析系统
系统自动归集所有超速、违规报警数据，搭建多维度统计分析模型，服务项目安全考核与整改闭环。
统计维度：支持按日、按月、按施工周期统计；可单独筛选指定司机、指定机车的违章数据；自动统计超速次数、超速点位、超速时长、高频违规区段。
分析应用：系统自动分析违规诱因，区分人为操作违规、路段限速不合理、设备故障等不同原因；自动生成安全分析报表，为项目安全培训、人员考核、路段限速优化、设备整改提供数据支撑，实现安全问题闭环管理。
3.6 移动端施工监管模块（APP+微信小程序）
面向项目管理人员打造移动监管终端，打破场地限制，实现随时随地管控施工现场。
核心功能：实时查看隧道及全线施工视频监控；实时查询所有机车位置、运行速度、作业状态；线上上报施工现场安全隐患、上传图文资料、跟踪整改进度；查看整体施工进度、分项工序完成情况；实时查看隧道内施工人员定位、在岗状态、作业分布。
3.7 GIS+3D铺轨施工可视化系统
基于全线线路、车站、铺轨基地实景数据，搭建GIS二维地图+3D仿真场景，实现项目全要素可视化管控。
二维GIS功能：图形化展示所有轨道车运行位置、速度、状态，直观展示施工防护区、交叉作业区、限速区段分布；自动绘制列车实时运行轨迹、历史运行轨迹；图示化展示整体施工进度、每日施工完成量。
3D仿真功能：3D立体模拟隧道场景、铺轨机车作业状态、现场人员分布，调度员可直观掌握隧道内实时作业情况，精准指挥施工。
