矿用人员管理系统概要.docx
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矿用人员管理系统概要
矿用人员管理系统
一、系统概述
1.1系统简介
煤矿生产有其本身的产业特点,主要工作大多集中于井下。
伴随着井下巷道不断向四面延伸、巷道纵横交错、人流、车流错综复杂。
而与其形成鲜明对照的通讯、寻呼手段又大大落后于地面。
因而,作为地面生产指挥和控制核心部门,实时了解井下人员、设备的流动情况并加以跟踪就显得尤其重要,KJ128A矿用人员监测系统是基于这种情况,采用RFID(射频识别)技术,因它是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象,可快速地进行物品追踪和数据交换。
识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。
所以这种技术被江苏常州三恒星际通讯设备有限公司采用,自主研制开发了井下定位系统KJ128A。
KJ128A矿用人员监测系统能够及时、准确地将井下各个区域人员及设备的动态情况反映到地面计算机系统,使管理人员能够随时掌握井下人员、设备的分布状况和每个矿工的运动轨迹,以便进行更加合理的的调度管理。
假如遭遇各种井下事故,救援人员也可根据KJ128A矿用人员监测系统所提供的数据、图形,在最短的时间内获取事故现场的人员状况(包括人员数量和地理位置),及时采取相应的救援措施,提高应急救援工作的效率。
KJ128A矿用人员监测系统是集井下人员考勤、跟踪定位、日常管理、灾后急救等一体的综合性运用系统。
也是国内技术最先进、运行最稳定、设计最专业化的井下定位系统。
这一科技成果的实现,将使煤矿企业的安全生产、日常管理和事故急救步入一个新的台阶。
本系统将根据矿井巷道情况将监测分站布置于进风巷,每台监测分站通过扩展多台无线接收器放置于采、掘运输巷/轨道巷/回风巷等人流出入的地段以便于监测人员的数量及走向。
1.2设计原则
煤矿井下人员考勤定位系统涉及计算机软件、数据库、电子电路、防爆本安电源、数字通讯,无线射频识别技术等方面。
因此,在设计方案时,除了考虑其功能外,KJ128A系统在稳定性、可靠性、抗干扰能力,容错能力及异常保护等方面也做了充分准备。
系统由主传输平台、井下人员监测分站,无线编码发射器等设备组成,井下人员监测分站进行数据采集,然后传递到系统SQLSEVER数据库,再进行后台数据交换。
从而实现井下作业人员监测及安全管理,系统总体设计主要体现在:
(1)实现煤矿工作人员进出的有效识别监测和监控,使管理系统充分体现“人性化、信息化和高自动化”,实现数字矿山的目标。
(2)为煤矿管理人员提供人员进出限制、考勤作业、监测监控等多方面的管理信息,一旦发生安全事故,通过该系统立刻可以知道该作业面工作人员信息,保证抢险救灾和安全救护工作的高效运作。
(3)系统设计具有高安全性、可扩容性、易维护性和易操作性。
1.3技术要求
(1)一般要求
系统符合本标准的规定,符合MT/T1004—2006、MT/T1008—2006、AQ602—2006等标准的有关规定,系统中的设备符合有关标准及企业产品标准的规定,并按照经规定程序标准的图样及文件制造和成套。
(2)环境条件
A.系统中用于机房、调度室的设备,能在下列条件下正常工作。
a)环境温度:
15℃~30℃;
b)相对湿度:
40%~70%;
c)温度变化率:
小于10℃/h,且不得结露;
d)大气压力:
80kpa~106kpa;
e)GB/T2887规定的尘埃、照明、噪声、电磁场干扰和接地条件。
B.除有关标准另有规定外,系统中用于煤矿井下的设备在下列条件下正常工作:
a)环境温度:
0℃~40℃
b)平均相对湿度:
不大于95%(+25℃);
c)大气压力:
80kpa~106kpa;
d)有爆炸性其体混合物,但无显著震动和冲击、无破坏绝缘的腐蚀性气体。
(3)供电电源
A.地面设备交流电源
a)额定电压:
380V/220V,允许偏差-10%~+10%;
b)谐波:
不大于5%
c)频率:
50Hz,允许偏差±5%。
B.井下设备交流电源
a)额定电压:
127V/380V/660V/1140V,允许偏差;
——专用于井底车场、主运输巷:
-20%~+10%;
——其他井下产品:
-25%~+10%;
b)谐波:
不大于10%
c)频率:
50Hz,允许偏差±5%。
二、系统构成
KJ128A矿用人员监测系统由地面设备和井下设备两部分组成:
(1)地面设备
主要由监测主机、KJ70N-J型数据传输接口、集线器、打印机、避雷器等组成。
地面人员监测管理部分由监测主机(含监测管理软件)、数据传输接口、HUB、UPS电源、打印机、网络终端、防雷设备等组成。
其中监测计算机(含人员定位、考勤监测管理软件及数据库),实现对信息的自动化管理,在计算机屏幕上直观动态显示井下人员的分布情况,使管理层一目了然;数据传输接口是将井下的RS485或DPSK信号转换为监测计算机RS232串口信号;HUB用于地面设备网络连接;UPS电源主要为了在交流电源停电后继续维持系统设备正常运行;打印机主要用来打印人员监测及安全管理报表;网络终端主要是人员监测及安全信息的网上联动实现对人员的考勤作业、统计及监测管理。
(2)井下设备主要由KJ128A-F传输分站(一拖六型)、KJ128A-F1读卡分站、KJ128A-K1型矿用识别卡、KDW17型矿用隔爆兼本安不间断电源、分线盒等组成。
结合煤矿巷道情况,系统一期工程将多个人流量较为密集的区域做为监测点进行设备分布,以达到精确掌握人员走向、人员数量等相关信息;
监测点由主斜井口/井底、副立井口/井底、井底车场、采区变电所、胶带顺槽巷口(211、213)、轨道顺槽巷口(211、213)、总回风巷等。
系统中的KJ128A型矿用无线接收分站(简称分站),采用矿用本安设计,用来接收发码器发射的无线数字编码射频信号并将其解调还原成数字编码,再将数字编码和接收起始时间存储在数据库中;当发码器离开分站接收范围10多秒钟后,分站也会将离开人员识别卡的身份编码和离开时间存储到数据库中。
当地面主机发出巡检命令时,各分站会将所存数据通过传输电缆送入地面主机。
分站的安装可根据需要安装于各监控点上,由于分站容量大(本系统可安装不少于128台分站),今后亦可根据具体要求增减分站的数量,同时也可扩展成为无线传感器和其他设备的终端。
系统中的KJ128A-K1型矿用发码器采用微型封装,可方便地安装在矿灯盒侧、安全帽、腰带或衣袋等处,如用于车辆则可选择非金属部分并尽可能高、较为安全的地点安装。
发码器使用时不间断发射代表身份的无线射频数字编码信号。
发码器采用低功耗、半休眠状态工作,并具备多个工作频道。
发码器本身具有抗干扰能力,其通信协议保证了发码器无遗漏现象。
扩展性能强,能兼容有线无线多个网络,自身带有AES和CRC机制,系统保密性能好。
井下设备由人员信息采集处理模块、人员信息传输处理模块、隔爆兼本安不间断电源、嵌入式软件等组成。
其中隔爆兼本安不间断电源为分站工作提供电源;人员信息采集处理模块是完成对人员通行信息的采集、处理;人员信息传输处理模块是将RS232信息转换为RS485信息,传输距离大于10KM,同时将重码的信息进行判定和过滤,接受上位机的轮循访问并向上位机传送所采集到的人员编码信息。
其组成见下面框图:
地面主机系统软件定时发出巡检信号,对系统中各分站所存储数据进行收集整理并存入系统数据库中。
地面主机可按命令、时间、地点(分站)、具体人员或车辆等各种要求进行显示、打印。
系统数据库能存储系统一年多的运行数据。
●监控中心工作站
主控制工作站应采用品牌工控机:
●数据传输接口
传输系统巡检周期应不超过30S,地面中心站与井下分站之间的数据传输距离不小于20公里(电缆传输),不小于40公里(光缆传输)。
网络中的各个工作站做到资源共享,信号传输可靠,传输误码率小于10-9。
●无线接收分站
井下分站为本质安全型。
分站要有逻辑判断、数据处理功能和存储功能。
当分站与地面主机脱机时,能独立工作,并能实现全部原有功能。
恢复正常后,能将存储的数据补充传送到主机。
具有初始化参数掉电保护功能。
分站能显示分站电源的工作状态、分站的工作状态、分站的自诊断工作状态。
所有故障报警以闪烁方式显示。
组态灵活、安装维修方便。
●隔爆兼本安不间断电源
井下分站电源箱能适应AC127V/AC220V/AC380V/AC660V/AC1140V输入电源电压。
电压波动范围90%~110%(地面)/75%~115%(井下)。
在满负荷情况下,电源备用电池应能独立供电>4小时。
●发码器
标识牌为有源设备,一次更换电池使用时间大于2年。
标识牌体积60.7×34×13.2。
标识牌为本质安全性设备,同时具有低功耗、抗电磁干扰的优良特性。
●接线盒
采用KLH-2(2通)和KLH-3(3通)接线盒。
●通讯电缆
采用本安信号传输电缆,外皮为蓝色,电缆为阻燃型,选用PUYV系列矿用信号电缆和HUYV系列矿用通信电缆。
电缆、电线连接器件应满足其相应使用环境的防爆、防护要求。
三、系统功能
(1)考勤功能
能够准确统计矿工入井、升井时间,并可按班次、按部门、按人员生成日考勤、月考勤统计报表。
能够按人员统计某段时间的下井次数、下井总时间、平均每次下井时间。
(2)定位功能
能够对井下矿工的分布情况分重点、禁止、普通区域实时监测。
能够实时监测全矿井井下矿工总数,能够实时监测采煤工作面矿工总数,能够实时监测掘进工作面矿工总数,以及井下其他区域矿工总数。
实时监测、查询指定员工的位置。
(3)安全管理功能
干部跟班下井管理
系统能对干部下井情况(特别是四点班、零点班)进行统计、监督,领导在办公室通过电脑或在调度室大屏幕就可以看到哪些干部在井下;哪些干部已升井;哪些干部该下井未下井;哪些干部未到规定区域等信息。
1.区域超员报警
系统软件可以对某个区域的人员数量进行设定限制,如果超员则可设置报警。
2.矿工进入禁入区告警
对某些特殊区域进行禁区设置,可以有效管理非相关人员进入;当有人员非法进入时,监控软件将立刻报警并显示进入禁区的人员身份,禁区分站如果外接语音终端,会立刻向闯入禁区者发出警告,如:
“禁区,请勿进入”。
3.工作超时、欠时告警
当矿工在井下超出规定时间或没有达到规定工作时间,系统将告警并记录。
4.发码器好坏识别功能
在使用过程中,为了判断它的好坏,我们在系统中提供了发码器的识别装置,它可以迅速判断发码器的好坏,输入的正确性,将输入讯息直接在显示屏上,并有声音提示。
(4)系统管理功能
系统的管理软件能够实现分配多个不同权限的用户,方便各个用户在网络终端上同时运行软件,查询井下实时情况,并可对软件进行分级别的修改;井下实时数据也可以上传到WEB服务器上,用户可以通过互联网,以网页的形式实时查看井下人员分布情况。
(5)软件管理功能
系统具有携卡人员下井总数及人员、出/入井时刻、下井工作时间等显示、打印、查询等功能,并具有超时人员总数及人员、超员人员总数及人员报警、显示、打印、查询等功能。
系统具有携卡人员出/入重点区域总数及人员、出/入重点区域时刻、工作时间等显示、打印、查询等功能,并具有超时人员总数及人员、超员人员总数及人员报警、显示、打印查询等功能。
系统具有携卡人员出/入限制区域总数及人员、出/入限制区域时刻、滞留时间等显示、打印、查询、报警等功能。
系统具有特种作业人员等下井、进入重点区域总数及人员、出/入时刻、工作时间现实、打印、查询等功能,具有工作异常人员总数及人员、出/入时刻及工作时间等显示、打印、查询、报警等功能。
系统具有携卡人员下井活动线路现实、打印、查询、异常报警等功能。
系统具有携卡人员卡号、姓名、身份证号、年龄、职务或工种、所在区队
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