(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111556805.0 (22)申请日 2021.12.17 (71)申请人 中国铁道科 学研究院集团有限公司 电子计算技术研究所 地址 100081 北京市海淀区大柳树路2号 申请人 北京经纬信息技 术有限公司 　 中国铁道科 学研究院集团有限公司 　 中国国家铁路集团有限公司 (72)发明人 王同军　谭永超　解亚龙　卢文龙　 孙安培　鲍榴　刘红峰　朱宝石　 焦永浩　王泽彦　李飞　杨威　 (74)专利代理 机构 北京金咨知识产权代理有限 公司 11612 专利代理师 尤樟华(51)Int.Cl. H04W 4/02(2018.01) H04W 4/029(2018.01) H04W 64/00(2009.01) G06Q 10/10(2012.01) G06Q 50/08(2012.01) (54)发明名称 基于人机定位的隧道施工进度自动采集系 统及方法 (57)摘要 本发明提供一种基于人机定位的隧道施工 进度自动采集系统及方法， 系统包括： 移动定位 标签、 施工数据采集服务器和两个以上的定位基 站； 其中， 移动定位标签配置在可反映隧道施工 进度的施工人员或机械设备中； 定位基站固定设 置在隧道施工现场， 定位基站接收移动定位标签 向其发送的脉冲信号， 并测量脉冲信号到达定位 基站的时间； 定位基站将接收到的移动定位标签 的信息以及测量的时间发送至施工数据采集服 务器； 施工数据采集服务器基于时间和脉冲型号 的传递速度确定移动定位标签与各个定位基站 之间的距离和其所在的位置； 施工数据采集服务 器基于移动定位标签所在的位置以及预先制定 的机械化配套方案、 施工作业线和施工方法确定 当前的隧道 施工进度。 权利要求书2页 说明书12页 附图6页 CN 115002651 A 2022.09.02 CN 115002651 A 1.一种基于人机定位的隧道施工进度自动采集系统， 其特征在于， 所述系统包括： 移动 定位标签、 施工数据采集 服务器和两个以上的定位基站； 其中， 所述移动定位标签配置在可反映隧道施工进度的施工人员和/或机械设备中， 所 述移动定位标签存储有所述施工人员和/或机械设备 的信息， 所述移动定位标签 向所述定 位基站发送脉冲信号并发送所述信息； 两个以上的所述定位基站相互间隔并固定设置在隧道施工现场， 所述定位基站接收所 述移动定位标签向其 发送的脉冲信号， 并测量所述移动定位标签的脉冲信号到达所述定位 基站的时间； 所述定位基站将接收到的所述移动定位标签的信息以及测量的时间发送至所 述施工数据采集 服务器； 所述施工数据采集服务器基于所述时间和所述脉冲型号的传递速度确定所述移动定 位标签与各个所述定位基站之 间的距离， 基于所述距离和各个所述定位基站的已知位置确 定所述移动定位标签所在的位置； 所述施工数据采集服务器基于所述移动定位标签所在的位置以及预先制定的机械化 配套方案、 施工作业线和施工方法确定当前 的隧道施工进度， 所述隧道施工进度包括掌子 面位置、 仰拱位置和二衬位置信息 。 2.根据权利要求1所述的基于人机定位的隧道施工进度自动采集系统， 其特征在于， 所 述系统还 包括平台服 务器； 所述施工数据采集服务器将所述掌子面位置、 仰拱位置和二衬位置信 息发送至所述平 台服务器； 所述平台服务器或所述施工数据采集服务器基于所述掌子面位置、 仰拱位置和二衬位 置信息计算掌子面 ‑仰拱步距、 掌子面 ‑二衬步距， 再将其与其存储的不同围岩类型的标准 步距进行比较， 判断其是否从超标并在超标的情况 下发出警报。 3.根据权利要求2所述的基于人机定位的隧道施工进度自动采集系统， 其特征在于， 所 述平台服务器存储有隧道施工的模型， 所述平台服务器接收所述施工数据采集服务器发送 的隧道施工进度信息， 并结合模型来模拟现场施工人员和/或机 械设备的位置 。 4.根据权利要求1所述的基于人机定位的隧道施工进度自动采集系统， 其特征在于， 其 中一个所述定位基站布置在隧道洞口的位置， 另外一个所述定位基站布置在隧道的中部或 靠近掌子面的位置 。 5.根据权利要求4所述的基于人机定位的隧道施工进度自动采集系统， 其特征在于， 所 述定位基站 布置有三个， 且三个所述定位基站连线后组成三角形。 6.根据权利要求1所述的基于人机定位的隧道施工进度自动采集系统， 其特征在于， 所 述移动定位标签布置在各施工人员的安全帽或装运车辆、 仰拱栈桥、 模板台车上， 且各个所 述移动定位标签的ID信息不同。 7.根据权利要求1所述的基于人机定位的隧道施工进度自动采集系统， 其特征在于， 所 述移动定位标签为无线射频识别定位芯片。 8.根据权利要求1所述的基于人机 定位的隧道 施工进度自动采集系统， 其特 征在于， 所述移动定位标签与 所述定位基站通过无线 网络进行通信， 所述定位基站与 所述施工 数据采集 服务器通过 无线网络进行通信。 9.一种基于权利要求1至8任一项所述的隧道施工进度自动采集系统的隧道施工进度权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115002651 A 2自动采集方法， 其特征在于， 所述系统包括三个固定布置且已知位置的定位基站， 分别为第 一定位基站、 第二定位基站和第三定位基站； 所述方法包括： 所述移动定位标签向所述第一定位基站、 第二定位基站和第三定位基站发送脉冲信 号； 初始坐标获取步骤： 所述第 一定位基站和第 二定位基站根据其接收到的脉冲信号和时 间来确定其与所述移动定位标签的距离并获得 所述移动定位标签的坐标； 校验步骤： 根据 所述第三定位基站与所述移动定位标签的坐标计算其与所述移动定位 标签之间的理论距离； 根据所述第三定位基站接收到的脉冲信号和时间来确定其与所述移 动定位标签之间的实际距离； 比较所述理论距离和所述实际距离的差值是否符合设定偏 差； 更换两个定位基站进行所述初始坐标获取步骤， 并用另外一个定位基站进行所述校验 步骤， 直至三个定位基站均完成所述校验步骤； 将所有符合设定偏差的所述移动定位标签的坐标求平均值来获得所述移动定位标签 的高精度坐标。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115002651 A 3