井下人員定位系統

近年來(lái)，煤礦事故時(shí)有發(fā)生，如何加強安全生產(chǎn)的防范措施，如何正確處理安全與生產(chǎn)、安全與效益的關(guān)系，如何準確、實(shí)時(shí)、快速履行煤礦安全監測職能，保證搶險救災、安全救護的高效運作，擺到了國家各級主管部門(mén)和領(lǐng)導的面前。同時(shí)如何改變目前煤礦企業(yè)對井下人員落后的管理模式，如何實(shí)現管理的現代化、信息化也成為所有煤礦企業(yè)關(guān)心的問(wèn)題。我們認為，建立以災害預防、事故救助、電子信息化管理為主要目標的信息化和智能化建設勢在必行。
"十五"期間，煤炭工業(yè)電子信息化建設在"九五"發(fā)展的基礎上，圍繞煤炭工業(yè)改革發(fā)展的戰略任務(wù)，以信息和知識資源的開(kāi)發(fā)利用為核心，結合煤炭工業(yè)實(shí)際需要，重點(diǎn)進(jìn)行煤礦生產(chǎn)安全監測監控、自動(dòng)控制與企業(yè)管理系統等方面的信息化建設工作，已納入安全生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理日程。作為RFID技術(shù)的領(lǐng)先者，我們采用了國際最新的SUPER-RFID技術(shù)，開(kāi)發(fā)了 "煤礦安全生產(chǎn)井下人員、設備分布自動(dòng)識別管理系統"，這一科技成果的實(shí)現，將為煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)管理上臺階、上水平帶來(lái)了新的契機。

上述方案在井下人員定位管理方面實(shí)現的基本功能包括：

一、通過(guò)基于GIS技術(shù)的地理信息實(shí)時(shí)顯示、查詢(xún)井下情況：

1、任一時(shí)間井下或某個(gè)地點(diǎn)究竟有多少人,井下人員定位，這些人都是誰(shuí)。

2、每個(gè)人在井下任一時(shí)間的活動(dòng)軌跡。

3、查詢(xún)一個(gè)或多個(gè)人員現在的實(shí)際位置(井下人員定位)，方便調度中心可快速正確的電話(huà)聯(lián)系該人員。

4、查詢(xún)有關(guān)人員在任一地點(diǎn)的到/離時(shí)間和總工作時(shí)間等等一系列信息，可以督促和落實(shí)重要巡查人員（如：瓦斯檢測人員、溫度檢測人員、排風(fēng)人員等）是否按時(shí)、到點(diǎn)的進(jìn)行各項數據的測試和處理，從根本上盡量杜絕因人為因素而造成的相關(guān)事故。

5、可實(shí)現多點(diǎn)共享供多個(gè)領(lǐng)導同時(shí)在不同地點(diǎn)查看；

二、井下人員每時(shí)每刻在坑道的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)分布，根據井下的實(shí)際地理情況制作相應的動(dòng)態(tài)圖定位，使井下情況生動(dòng)形象一目了然；

三、自動(dòng)統計出各類(lèi)人員下井的各種報表如：

1、生產(chǎn)人員的下井時(shí)間報表、出勤月報表、加班報表、請假或缺勤報表等管理所需依據并可生成工資報表等。

2、制定和統計管理人員的巡查情況報表等等。

3、其他人員如參觀(guān)、考察人員是否按要求到指定區域等。

四、一旦發(fā)生各類(lèi)事故，立即能查出有多少人遇險，遇險人員在哪里？他們是誰(shuí)？井下人員定位的突出作用

五、搶險時(shí)采取移動(dòng)式識別裝置，更準確快速識別遇險人員具體地點(diǎn)和位置，提高搶險效率和救護效果。

在設備管理方面實(shí)現的功能包括：

一、車(chē)和其他重要設備的具體實(shí)時(shí)位置

二、計每一輛礦車(chē)每天的運輸的次數和出入頻率，便于管理。

系統介紹

1. 井下人員定位系統特點(diǎn)：

高度自動(dòng)化

先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò )通訊系統

基于GIS技術(shù)的地理信息顯示、查詢(xún)系統

完善的數據分析系統

安全、可靠，在惡劣環(huán)境下24小時(shí)正常工作

l遠距離，有效識別距離從2米到80米可調。

l極高的防沖突性，采用多種防沖突方案，可同時(shí)識別200個(gè)以上標識。

l高速度，Super RFID的移動(dòng)時(shí)速可達200公里以上。

l高度的識別可靠性，誤讀率小于十萬(wàn)分之五。

l安裝方便，一體化設計，無(wú)需外接天線(xiàn)或地感。

l智能化，RFID與收發(fā)器之間可實(shí)現雙向高速數據交換，使應用靈活，數據安全得到保證。

l可實(shí)現有方向性和無(wú)方向性的識別。

l高可靠，適應工礦工作環(huán)境（-40℃-85℃），防水，防沖擊。

l低成本，全部采用0.18uM的芯片，成本更低。

l超低功耗，更健康、更安全。

l全球開(kāi)放的ISM微波頻段，無(wú)須申請和付費。

l高抗干擾性，對現場(chǎng)各種干擾源無(wú)特殊要求。

3．井下人員定位系統工作原理

首先在井下的各個(gè)坑道和所有人員可能經(jīng)過(guò)的通道中安放若干個(gè)信號收發(fā)器，具體數量和位置根據現場(chǎng)實(shí)際工況和要實(shí)現的功能要求而定，并且將它們通過(guò)網(wǎng)絡(luò )布線(xiàn)和地面控制中心的計算機聯(lián)網(wǎng)。同時(shí)在每個(gè)下井人員佩帶的礦燈上安置一個(gè)信號感應器，當下井人員進(jìn)入井下以后，只要通過(guò)或接近放置在坑道內的任何一個(gè)信號收發(fā)器，信號收發(fā)器即會(huì )馬上感應到信號同時(shí)立即上傳到控制中心的計算機上，計算機馬上就可判斷出具體信息（如：是誰(shuí)，在哪個(gè)位置，具體時(shí)間），同時(shí)把它顯示在控制中心的大屏幕或電腦顯示屏上并做好備份，管理者也可以根據大屏幕上或電腦上的分布示意圖點(diǎn)擊井下某一位置，計算機即會(huì )把這一區域的人員情況統計并顯示出來(lái)。同時(shí)控制中心的計算機會(huì )根據一段時(shí)間的人員出入信息整理出這一時(shí)期的每個(gè)下井人員的各種出勤報表（如：出勤率、總出勤時(shí)間、遲到/早退記錄、未出勤時(shí)間等）。另外一旦井下發(fā)生事故，可根據電腦中的人員定位分布信息馬上查出事故地點(diǎn)的人員情況，然后可再用特殊的探測器在事故處進(jìn)一步確定人員定位位置，以便幫助營(yíng)救人員以準確快速的方式營(yíng)救出被困人員。礦車(chē)和其他設備的管理原理大致相同。

5．井下人員定位系統設計原則
（1） 實(shí)現井下坑道作業(yè)面工作人員進(jìn)出的有效識別，使系統管理充分體現"人性化、信息化和高度自動(dòng)化"
（2） 為高級管理人員提供考勤作業(yè)、人員進(jìn)出限制等多方面的信息查詢(xún)。
（3） 一旦發(fā)生安全事故，通過(guò)該系統立刻可以知道坑道作業(yè)面工作人員的數量，保證搶險救災和安全救護工作的高效運作。
（4） 安全事故發(fā)生后，通過(guò)本系統的移動(dòng)識別裝置，可在事故現場(chǎng)10米范圍內探測到是否有人存在，便于救護工作的及時(shí)展開(kāi)。
（5） 系統設計的安全性、可擴容性、易維護性和易操作性。

6. 井下人員定位系統設計依據
（1） GA/T75《安全防范工程程序與要求》
（2） MT209-1990《煤礦通信、檢測、控制用電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)要求》

7. 井下人員定位系統設計特點(diǎn)
（1） 高度自動(dòng)化。系統能自動(dòng)檢測井下坑道工人經(jīng)過(guò)該監測點(diǎn)的時(shí)間、地點(diǎn)信息，并自動(dòng)實(shí)現考勤作業(yè)的統計與管理。
（2） 先進(jìn)的通信系統。安裝在井下各通道的識別系統，實(shí)時(shí)向網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器傳送相關(guān)人員通過(guò)的數據，整個(gè)過(guò)程無(wú)需人為干預。
（3） 完備的數據統計與信息查詢(xún)軟件。系統軟件具備專(zhuān)用數據庫管理系統，包括工人通過(guò)坑道的信息采集和統計分析系統，考勤作業(yè)的統計與管理分析系統，顯示并打印各種統計報表資料，為高層管理人員的查詢(xún)與管理提供全方位服務(wù)。

（4） 系統的安全、穩定、可靠性設計。系統產(chǎn)品采用坑道壁掛式設計，無(wú)需在坑道進(jìn)行現場(chǎng)施工，并保證系統在惡劣環(huán)境下24小時(shí)連續正常運轉；
（5） 完善的異常情況（包括無(wú)效感應器、失效感應器進(jìn)入）報警呼叫系統配置。
8. 井下人員定位系統設計方案
本系統遵循"統一發(fā)感應器、統一裝備、統一管理"的原則，按準許上崗人員和班組實(shí)行"一人一感應器"制，該感應器可視為"上崗憑證"或"坑道準入證"。具體方案如下：
（1） 煤礦生產(chǎn)單位在所有坑道中均安裝一定數量的信號收發(fā)器，具體位置根據現場(chǎng)情況而定，以滿(mǎn)足輻射區域為準。
（2） 煤礦生產(chǎn)單位向有關(guān)人員頒發(fā)并裝備感應器，感應器安裝在安全帽的合適位置。
（3） 發(fā)感應器時(shí)將感應器所對應員工的基本信息，包括姓名、年齡、性別、所屬班組、所屬工種、職務(wù)、本人照片等登錄在系統數據庫中。
（4） 安全生產(chǎn)部門(mén)對該感應器進(jìn)行授權后即生效。授權范圍包括：該員工可以有資格進(jìn)入作業(yè)面的坑道，感應器的時(shí)效、失效、掛失等，以防止無(wú)關(guān)人員和非法人員進(jìn)入坑道；
（5） 進(jìn)入坑道的人員必須佩戴裝有感應器的安全帽。當此人經(jīng)過(guò)坑道的識別監測點(diǎn)時(shí)，立即被系統識別，并通過(guò)系統網(wǎng)絡(luò )的信息交換，將此人通過(guò)的路段、時(shí)間等信息傳輸至井上安全監控中心記錄，并可同時(shí)在地理信息大屏幕墻上出現提示信息，顯示通過(guò)人員的姓名。如果感應的感應器號無(wú)效或進(jìn)入限制通道，系統將自動(dòng)報警，安全監控中心值班人員接到報警信號，立即執行相關(guān)安全工作管理程序。
（6） 坑道一旦發(fā)生安全事故，安全監控中心在第一時(shí)間可以知道被困人員的基本情況定位，救險隊使用移動(dòng)式遠距離識別裝置，在10米的范圍內方便探測遇險人員的位置，便于救護工作的安全和高效運作。

9. 針對礦井的實(shí)際情況，我們解決了井下人員定位系統產(chǎn)品應用于礦井的技術(shù)難題：

一、 設備本身在井下安全運行問(wèn)題

針對井下的特殊環(huán)境和工作特點(diǎn)，我們的設備（信號收發(fā)器）做到了：
采用全金屬外殼，結構牢固，防撞、防震。
全密封設計，防水、防潮、防腐、。

二、 設備的運行絕不能影響井下的安全問(wèn)題：

設備具備超低功耗，峰值功率小于1毫瓦。

三、 系統在井下的工作電壓小于直流18V的問(wèn)題

四、 設備適應礦井上和井下各種不同的安裝環(huán)境問(wèn)題

設備具有非常高度抗干擾性，對安裝現場(chǎng)基本無(wú)要求，即保證設備運行的高可靠性，又大大簡(jiǎn)化了安裝個(gè)維護工作量。

五、 整個(gè)系統設計成為"傻瓜型"，對用戶(hù)的技術(shù)要求極低，具有簡(jiǎn)易可調的功能、故障的自動(dòng)巡檢功能等等。

六、 坑道內簡(jiǎn)易施工和安裝問(wèn)題。

產(chǎn)品采用在井下直接壁掛式，接入直流電源及網(wǎng)線(xiàn)連接頭即可，同樣對今后井下檢測點(diǎn)的變更和添加一樣非常方便輕松。。

七、 故障處理的簡(jiǎn)單化

當有機器產(chǎn)生故障，用備用機器直接替換即可。