煤矿井下人员定位系统.docx

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煤矿井下人员定位系统

煤矿井下人员定位管理系统

应用背景：

随着国家对煤矿安全生产工作的重视程度日益提高，现有煤矿安全生产监控、监测设备技术上的不足和缺陷也逐渐显现出来，已经影响到煤矿安全工作的正常开展。

煤矿井下人员定位管理系统正是在这样的大背景下显现出了自身强大的优势和在煤矿安全信息化建设中举足轻重的作用！

一．产品概述

矿山井下人员定位管理系统是集计算机软硬件、数据采集、数据传输、自动化控制等多技术、多学科综合应用为一体的自动识别产品。

该产品通过对矿山坑道内的移动目标，非接触式的远距离自动数据采集、处理、实现对人、车、物等移动或静止状态的自动识别，从而实现目标的自动化管理，概括如下：

♦矿山井下人员定位跟踪系统可实现对目标的准确识读

•井下总线和井上网络形成联网系统

•软件实现人员监控、统计分析、查询及其它管理功能

♦实现人员安全监控和矿山数字信息化

•下井人员情况监控和定位

•应急救援、事故调查和安全管理

•矿山数字信息化

该产品是结合煤矿井下安全生产的特点及RFID技术的特性，通过自身技术力量设计并生产制造的适用于煤矿使用且具有自主知识产权的智能定位设备，整套系统的软件平台以紫金桥监控组态软件为基础。

具有隔爆安全设计，系统作用距离远、可根据需要调整系统的识别范围、识别无盲区、信号穿透力强、安全保密性能高、对人体无电磁污染、环境适应性强、可同时识别众多目标、便于网络连接等性能优点。

这种崭新的信息采集、存贮、传递和处理技术，已迅速得到国内外同行的广泛关注，对煤矿井下人员定位跟踪管理有着重要的现实意义。

公司自助研发的“煤矿”系列组态软件和实时数据库系统目前已经推出3.6版本，它们设计起点高、适应性强，应用面广。

软件的安全性、稳定性和先进性都达到或超过了国内外同类软件的水平。

价格与国内外同类软件相比更是有绝对的优势，目前已经广泛应用于石化、炼油、冶金、电力、化工、汽车、环保、时政、交通、智能楼宇、水利等诸多行业。

二．产品组成及其功能

整个产品由井下数据采集系统和地面安全监测管理系统构成。

井下数据采集系统由智能定位器和射频安全卡两部分组成，具有如下特点:

♦带有射频安全卡的对象经过智能定位器时即被自动识别和读取

♦远距离、多卡同时、完全自动读取

♦矿用智能定位器可联网组成多点监控系统并进行定位

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矿用智能定位器

♦整体置于防爆壳内

♦通过RFID模块实现读取

♦通过控制板实现数据过滤、存储、转发、通讯、联网

♦485接口/可选光纤接口

♦矿用智能定位器可联网组成多点监控系统并进行定位在所有重要监测点安装矿

用智能定位器，当携带有射频安全卡的井下工作人员经过监测点时，系统自动识别人员信息,

同时将数据实时传输至地面这安全监测中心。

一旦发生事故，可迅速查询被困人员最后出现

的地点及时间信息。

有源智能定位器（井下读卡分站）

★433M有源智能定位器

★识读距离150M

★支持多标签，6S内可读出100个

有源射频安全卡（矿用有源标识卡）

★433M有源射频安全卡

★标签电池可更换

★人员随意携带

★可以和矿灯结合使用

3•产品特点

♦识别必能突出

♦贴近当前煤矿需求

♦便于井下接入和联网

♦具有智能过滤算法

♦强大灵活的通讯功能和控制指令

♦完备的应用软件：

统计、查询、分析

?

结合煤矿应用：

安全、稳定、可靠

4•产品应用

应用求援生产管理安全管理

★人员定位

★生产人员考勤

★安全负责人考勤

★设备管理，定位调度

★人员实时监控

★证卡综合管理

?

网络信息化监管体系

其它应用

♦在人员、设备识读基础上形成监控系统

♦形成专家库系统，相关查询、统计、分析

♦和其它系统结合、实现煤矿管理信息化、网络化

5•更多煤矿应用和服务

其它应用

♦在人员、设备识读基础上形成监控系统

♦形成专家库系统，相关查询、统计、分析

♦和其它系统结合、实现煤矿管理信息化、网络化

详细方案简介

井下人员管理方面实现的基本功能包括:

一、通过基于GIS技术的地理信息实时显示、查询井下情况:

1、任一时间井下或某个地点究竟有多少人，这些人都是谁。

2、每个人在井下任一时间的活动轨迹。

3、查询一个或多个人员现在的实际位置，方便调度中心可快速正确的电话联系该人员

4、查询有关人员在任一地点的到/离时间和总工作时间等等一系列信息，可以督促和落实重要巡查人员（如：

瓦斯检测人员、温度检测人员、排风人员等）是否按时、到点的进行各项数据的测试和处理，从根本上尽量杜绝因人为因素而造成的相关事故。

5、可实现多点共享供多个领导同时在不同地点查看；

二、井下人员每时每刻在坑道的实时动态分布，根据井下的实际地理情况制作相应的动态图，使井

下情况生动形象一目了然；

三、自动统计出各类人员下井的各种报表如下：

1、生产人员的下井时间报表、出勤月报表、加班报表、请假或缺勤报表等管理所需依据并可生成工资报表等。

2、制定和统计管理人员的巡查情况报表等等。

3、其他人员如参观、考察人员是否按要求到指定区域等。

四、一旦发生各类事故，立即能查出有多少人遇险，遇险人员在哪里？

他们是谁？

五、抢险时采取移动式识别装置，更准确快速识别遇险人员具体地点和位置，提高抢险效率和救护效果。

在设备管理方面实现的功能包括：

一、车和其他重要设备的具体实时位置

二、计每一辆矿车每天的运输的次数和出入频率，便于管理。

系统介绍

1.系统特点：

高度自动化

先进的网络通讯系统

基于GIS技术的地理信息显示、查询系统

完善的数据分析系统

安全、可靠，在恶劣环境下24小时正常工作

2、SuperRFID的卓越性能

远距离，有效识别距离从2米到80米可调。

极高的防冲突性，采用多种防冲突方案，可同时识别200个以上标识。

高速度，SuperRFID的移动时速可达200公里以上。

高度的识别可靠性，误读率小于十万分之五。

安装方便，一体化设计，无需外接天线或地感。

智能化，RFID与收发器之间可实现双向高速数据交换，使应用灵活，数据安全得到保证。

可实现有方向性和无方向性的识别。

高可靠，适应工矿工作环境（-40°C-85C）,防水，防冲击。

低成本，全部采用0.18uM的芯片，成本更低。

超低功耗，更健康、更安全。

全球开放的ISM微波频段，无须申请和付费。

高抗干扰性，对现场各种干扰源无特殊要求。

3．系统工作原理

首先在井下的各个坑道和所有人员可能经过的通道中安放若干个信号收发器，具体数量和位置根据现场实际工况和要实现的功能要求而定，并且将它们通过网络布线和地面控制中心的计算机联网。

同时在每个下井人员佩带的矿灯上安置一个信号感应器，当下井人员进入井下以后，只要通过或接近放置在坑道内的任何一个信号收发器，信号收发器即会马上感应到信号同时立即上传到控制中心的计算机上，计算机马上就可判断出具体信息（如：

是谁，在哪个位置，具体时间），同时把它显示在控制中心的大屏幕或电脑显示屏上并做好备份，管理者也可以根据大屏幕上或电脑上的分布示意图点击井下某一位置，计算机即会把这一区域的人员情况统计并显示出来。

同时控制中心的计算机会根据一段时间的人员出入信息整理出这一时期的每个下井人员的各种出勤报表（如：

出勤率、总出勤时间、迟到/早退记录、未出勤时间等）

另外一旦井下发生事故，可根据电脑中的人员分布信息马上查出事故地点的人员情况，然后可再用特殊的探测器在事故处进一步确定人员位置，以便帮助营救人员以准确快速的方式营救出被困人员。

矿车和其他设备的管理原理大致相同。

4.系统构成

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5•系统设计原则

实现井下坑道作业面工作人员进出的有效识别，使系统管理充分体现"人性化、信息

化和高度自动化"

为高级管理人员提供考勤作业、人员进出限制等多方面的信息查询。

一旦发生安全事故，通过该系统立刻可以知道坑道作业面工作人员的数量，保证抢险救灾和安全救护工作的高效运作。

安全事故发生后，通过本系统的移动识别装置，可在事故现场10米范围内探测到是否有人存在，便于救护工作的及时展开。

系统设计的安全性、可扩容性、易维护性和易操作性。

6.系统设计依据

（1）GA/T75《安全防范工程程序与要求》。

（2）MT209-1990《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》。

7.系统设计特点

（1）高度自动化。

系统能自动检测井下坑道工人经过该监测点的时间、地点信息，并自动实现考勤作业的统计与管理。

（2）先进的通信系统。

安装在井下各通道的识别系统，实时向网络服务器传送相关人员通过的数据，整个过程无需人为干预。

（3）完备的数据统计与信息查询软件。

系统软件具备专用数据库管理系统，包括工人通过坑道的信息采集和统计分析系统，考勤作业的统计与管理分析系统，显示并打印各种统计报表资料，为高层管理人员的查询与管理提供全方位服务。

（4）系统的安全、稳定、可靠性设计。

系统产品采用坑道壁挂式设计，无需在坑道进行现场施工，并保证系统在恶劣环境下24小时连续正常运转；

（5）完善的异常情况（包括无效感应器、失效感应器进入）报警呼叫系统配置。

8.系统设计方案

本系统遵循"统一发感应器、统一装备、统一管理"的原则，按准许上岗人员和班组实行"一人一感应器"制，该感应器可视为"上岗凭证"或"坑道准入证"。

具体方案如下：

（1）煤矿生产单位在所有坑道中均安装一定数量的信号收发器，具体位置根据现场情况而定，以满足辐射区域为准。

（2）煤矿生产单位向有关人员颁发并装备感应器，感应器安装在安全帽的合适位置。

（3）发感应器时将感应器所对应员工的基本信息，包括姓名、年龄、性别、所属班组、所属工种、职务、本人照片等登录在系统数据库中。

（4）安全生产部门对该感应器进行授权后即生效。

授权范围包括：

该员工可以有资格进入作业面的坑道，感应器的时效、失效、挂失等，以防止无关人员和非法人员进入坑道；

（5）进入坑道的人员必须佩戴装有感应器的安全帽。

当此人经过坑道的识别监测点时，立即被系统识别，并通过系统网络的信息交换，将此人通过的路段、时间等信息传输至井上安全监控中心记录，并可同时在地理信息大屏幕墙上出现提示信息，显示通过人员的姓名。

如果感应的感应器号无效或进入限制通道，系统将自动报警，安全监控中心值班人员接到报警信号，立即执行相关安全工作管理程序。

（6）坑道一旦发生安全事故，安全监控中心在第一时间可以知道被困人员的基本情况，救险队使用移动式远距离识别装置，在10米的范围内方便探测遇险人员的位置，便于救护工作的安全和高效运作。

9.针对矿井的实际情况，我们解决了系统产品应用于矿井的技术难题：

一、设备本身在井下安全运行问题:

针对井下的特殊环境和工作特点，我们的设备（信号收发器）做

到了：

采用全金属外壳，结构牢固，防撞、防震。

全密封设计，防水、防潮、防腐、。

二、设备的运行绝不能影响井下的安全问题：

设备具备超低功耗，峰值功率小于1毫瓦。

三、系统在井下的工作电压小于直流18V的问题

四、设备适应矿井上和井下各种不同的安装环境问题:

设备具有非常高度抗干扰性，对安装现场基本无要求，即保证设备运行的高可靠性，又大大简化了安装个维护工作量。

五、整个系统设计成为"傻瓜型"，对用户的技术要求极低，具有简易可调的功能、故障的自动巡检功能等等。

六、坑道内简易施工和安装问题:

产品采用在井下直接壁挂式，接入直流电源及网线连接头即可，同样对今后井下检测点的变更和添加一样非常方便轻松。

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七、故障处理的简单化:

当有机器产生故障，用备用机器直接替换即可。