井下人員定位系統(tǒng)

近年來，煤礦事故時有發(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(zhǔn)確、實時、快速履行煤礦安全監(jiān)測職能，保證搶險救災(zāi)、安全救護的高效運作，擺到了國家各級主管部門和領(lǐng)導(dǎo)的面前。同時如何改變目前煤礦企業(yè)對井下人員落后的管理模式，如何實現(xiàn)管理的現(xiàn)代化、信息化也成為所有煤礦企業(yè)關(guān)心的問題。我們認為，建立以災(zāi)害預(yù)防、事故救助、電子信息化管理為主要目標(biāo)的信息化和智能化建設(shè)勢在必行。
"十五"期間，煤炭工業(yè)電子信息化建設(shè)在"九五"發(fā)展的基礎(chǔ)上，圍繞煤炭工業(yè)改革發(fā)展的戰(zhàn)略任務(wù)，以信息和知識資源的開發(fā)利用為核心，結(jié)合煤炭工業(yè)實際需要，重點進行煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)測監(jiān)控、自動控制與企業(yè)管理系統(tǒng)等方面的信息化建設(shè)工作，已納入安全生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)營管理日程。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)，開發(fā)了 "煤礦安全生產(chǎn)井下人員、設(shè)備分布自動識別管理系統(tǒng)"，這一科技成果的實現(xiàn)，將為煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)營管理上臺階、上水平帶來了新的契機。

上述方案在井下人員定位管理方面實現(xiàn)的基本功能包括：

一、通過基于GIS技術(shù)的地理信息實時顯示、查詢井下情況：

1、任一時間井下或某個地點究竟有多少人,井下人員定位，這些人都是誰。

2、每個人在井下任一時間的活動軌跡。

3、查詢一個或多個人員現(xiàn)在的實際位置(井下人員定位)，方便調(diào)度中心可快速正確的電話聯(lián)系該人員。

4、查詢有關(guān)人員在任一地點的到/離時間和總工作時間等等一系列信息，可以督促和落實重要巡查人員（如：瓦斯檢測人員、溫度檢測人員、排風(fēng)人員等）是否按時、到點的進行各項數(shù)據(jù)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、可實現(xiàn)多點共享供多個領(lǐng)導(dǎo)同時在不同地點查看；

二、井下人員每時每刻在坑道的實時動態(tài)分布，根據(jù)井下的實際地理情況制作相應(yīng)的動態(tài)圖定位，使井下情況生動形象一目了然；

三、自動統(tǒng)計出各類人員下井的各種報表如：

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

2、制定和統(tǒng)計管理人員的巡查情況報表等等。

3、其他人員如參觀、考察人員是否按要求到指定區(qū)域等。

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

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

在設(shè)備管理方面實現(xiàn)的功能包括：

一、車和其他重要設(shè)備的具體實時位置

二、計每一輛礦車每天的運輸?shù)拇螖?shù)和出入頻率，便于管理。

系統(tǒng)介紹

1. 井下人員定位系統(tǒng)特點：

高度自動化

先進的網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)

基于GIS技術(shù)的地理信息顯示、查詢系統(tǒng)

完善的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)

安全、可靠，在惡劣環(huán)境下24小時正常工作

l遠距離，有效識別距離從2米到80米可調(diào)。

l極高的防沖突性，采用多種防沖突方案，可同時識別200個以上標(biāo)識。

l高速度，Super RFID的移動時速可達200公里以上。

l高度的識別可靠性，誤讀率小于十萬分之五。

l安裝方便，一體化設(shè)計，無需外接天線或地感。

l智能化，RFID與收發(fā)器之間可實現(xiàn)雙向高速數(shù)據(jù)交換，使應(yīng)用靈活，數(shù)據(jù)安全得到保證。

l可實現(xiàn)有方向性和無方向性的識別。

l高可靠，適應(yīng)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全球開放的ISM微波頻段，無須申請和付費。

l高抗干擾性，對現(xiàn)場各種干擾源無特殊要求。

3．井下人員定位系統(tǒng)工作原理

首先在井下的各個坑道和所有人員可能經(jīng)過的通道中安放若干個信號收發(fā)器，具體數(shù)量和位置根據(jù)現(xiàn)場實際工況和要實現(xiàn)的功能要求而定，并且將它們通過網(wǎng)絡(luò)布線和地面控制中心的計算機聯(lián)網(wǎng)。同時在每個下井人員佩帶的礦燈上安置一個信號感應(yīng)器，當(dāng)下井人員進入井下以后，只要通過或接近放置在坑道內(nèi)的任何一個信號收發(fā)器，信號收發(fā)器即會馬上感應(yīng)到信號同時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，在哪個位置，具體時間），同時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(jù)大屏幕上或電腦上的分布示意圖點擊井下某一位置，計算機即會把這一區(qū)域的人員情況統(tǒng)計并顯示出來。同時控制中心的計算機會根據(jù)一段時間的人員出入信息整理出這一時期的每個下井人員的各種出勤報表（如：出勤率、總出勤時間、遲到/早退記錄、未出勤時間等）。另外一旦井下發(fā)生事故，可根據(jù)電腦中的人員定位分布信息馬上查出事故地點的人員情況，然后可再用特殊的探測器在事故處進一步確定人員定位位置，以便幫助營救人員以準(zhǔn)確快速的方式營救出被困人員。礦車和其他設(shè)備的管理原理大致相同。

5．井下人員定位系統(tǒng)設(shè)計原則
（1） 實現(xiàn)井下坑道作業(yè)面工作人員進出的有效識別，使系統(tǒng)管理充分體現(xiàn)"人性化、信息化和高度自動化"
（2） 為高級管理人員提供考勤作業(yè)、人員進出限制等多方面的信息查詢。
（3） 一旦發(fā)生安全事故，通過該系統(tǒng)立刻可以知道坑道作業(yè)面工作人員的數(shù)量，保證搶險救災(zāi)和安全救護工作的高效運作。
（4） 安全事故發(fā)生后，通過本系統(tǒng)的移動識別裝置，可在事故現(xiàn)場10米范圍內(nèi)探測到是否有人存在，便于救護工作的及時展開。
（5） 系統(tǒng)設(shè)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(tǒng)設(shè)計依據(jù)
（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(tǒng)設(shè)計特點
（1） 高度自動化。系統(tǒng)能自動檢測井下坑道工人經(jīng)過該監(jiān)測點的時間、地點信息，并自動實現(xiàn)考勤作業(yè)的統(tǒng)計與管理。
（2） 先進的通信系統(tǒng)。安裝在井下各通道的識別系統(tǒng)，實時向網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器傳送相關(guān)人員通過的數(shù)據(jù)，整個過程無需人為干預(yù)。
（3） 完備的數(shù)據(jù)統(tǒng)計與信息查詢軟件。系統(tǒng)軟件具備專用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，包括工人通過坑道的信息采集和統(tǒng)計分析系統(tǒng)，考勤作業(yè)的統(tǒng)計與管理分析系統(tǒng)，顯示并打印各種統(tǒng)計報表資料，為高層管理人員的查詢與管理提供全方位服務(wù)。

（4） 系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠性設(shè)計。系統(tǒng)產(chǎn)品采用坑道壁掛式設(shè)計，無需在坑道進行現(xiàn)場施工，并保證系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下24小時連續(xù)正常運轉(zhuǎn)；
（5） 完善的異常情況（包括無效感應(yīng)器、失效感應(yīng)器進入）報警呼叫系統(tǒng)配置。
8. 井下人員定位系統(tǒng)設(shè)計方案
本系統(tǒng)遵循"統(tǒng)一發(fā)感應(yīng)器、統(tǒng)一裝備、統(tǒng)一管理"的原則，按準(zhǔn)許上崗人員和班組實行"一人一感應(yīng)器"制，該感應(yīng)器可視為"上崗憑證"或"坑道準(zhǔn)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(shù)量的信號收發(fā)器，具體位置根據(jù)現(xiàn)場情況而定，以滿足輻射區(qū)域為準(zhǔn)。
（2） 煤礦生產(chǎn)單位向有關(guān)人員頒發(fā)并裝備感應(yīng)器，感應(yīng)器安裝在安全帽的合適位置。
（3） 發(fā)感應(yīng)器時將感應(yīng)器所對應(yīng)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(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。
（4） 安全生產(chǎn)部門對該感應(yīng)器進行授權(quán)后即生效。授權(quán)范圍包括：該員工可以有資格進入作業(yè)面的坑道，感應(yīng)器的時效、失效、掛失等，以防止無關(guān)人員和非法人員進入坑道；
（5） 進入坑道的人員必須佩戴裝有感應(yīng)器的安全帽。當(dāng)此人經(jīng)過坑道的識別監(jiān)測點時，立即被系統(tǒng)識別，并通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的信息交換，將此人通過的路段、時間等信息傳輸至井上安全監(jiān)控中心記錄，并可同時在地理信息大屏幕墻上出現(xiàn)提示信息，顯示通過人員的姓名。如果感應(yīng)的感應(yīng)器號無效或進入限制通道，系統(tǒng)將自動報警，安全監(jiān)控中心值班人員接到報警信號，立即執(zhí)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(jiān)控中心在第一時間可以知道被困人員的基本情況定位，救險隊使用移動式遠距離識別裝置，在10米的范圍內(nèi)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. 針對礦井的實際情況，我們解決了井下人員定位系統(tǒng)產(chǎn)品應(yīng)用于礦井的技術(shù)難題：

一、 設(shè)備本身在井下安全運行問題

針對井下的特殊環(huán)境和工作特點，我們的設(shè)備（信號收發(fā)器）做到了：
采用全金屬外殼，結(jié)構(gòu)牢固，防撞、防震。
全密封設(shè)計，防水、防潮、防腐、。

二、 設(shè)備的運行絕不能影響井下的安全問題：

設(shè)備具備超低功耗，峰值功率小于1毫瓦。

三、 系統(tǒng)在井下的工作電壓小于直流18V的問題

四、 設(shè)備適應(yīng)礦井上和井下各種不同的安裝環(huán)境問題

設(shè)備具有非常高度抗干擾性，對安裝現(xiàn)場基本無要求，即保證設(shè)備運行的高可靠性，又大大簡化了安裝個維護工作量。

五、 整個系統(tǒng)設(shè)計成為"傻瓜型"，對用戶的技術(shù)要求極低，具有簡易可調(diào)的功能、故障的自動巡檢功能等等。

六、 坑道內(nèi)簡易施工和安裝問題。

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

七、 故障處理的簡單化

當(dāng)有機器產(chǎn)生故障，用備用機器直接替換即可。