基于Zigbee技術(shù)的井下人員設(shè)備管理系統(tǒng)
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近年來，礦井事故時(shí)有發(fā)生，如何加強(qiáng)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(shí)時(shí)、快速履行煤礦安全監(jiān)測職能，保證搶險(xiǎn)救災(zāi)、安全救護(hù)的高效運(yùn)作，擺到了國家各級主管部門和領(lǐng)導(dǎo)的面前。同時(shí)如何改變目前礦井企業(yè)對井下人員落后的管理模式，如何實(shí)現(xiàn)管理的現(xiàn)代化、信息化也成為所有礦井企業(yè)關(guān)心的問題。上海澳霖信息科技有限公司認(rèn)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。
上述方案在井下人員管理方面實(shí)現(xiàn)的基本功能包括：
一、通過基于ZigBee技術(shù)實(shí)時(shí)顯示、查詢井下情況：
1、任一時(shí)間井下或某個(gè)地點(diǎn)究竟有多少人，這些人都是誰。
2、每個(gè)人在井下任一時(shí)間的活動(dòng)軌跡。
3、查詢一個(gè)或多個(gè)人員現(xiàn)在的實(shí)際位置，方便調(diào)度中心可快速正確的聯(lián)系該人員。
4、查詢有關(guān)人員在任一地點(diǎn)的到達(dá)/離開時(shí)間和總工作時(shí)間等等一系列信息，可以督促和落實(shí)重要巡查人員是否按時(shí)、到點(diǎn)的進(jìn)行各項(xiàng)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(shí)現(xiàn)多點(diǎn)共享供多個(gè)領(lǐng)導(dǎo)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(jù)井下的實(shí)際地理情況制作相應(yīng)的動(dòng)態(tài)圖，使井下情況生動(dòng)形象一目了然；
三、自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出各類人員下井的各種報(bào)表如下：
1、生產(chǎn)人員的下井時(shí)間報(bào)表、出勤月報(bào)表、加班報(bào)表、請假或缺勤報(bào)表等管理所需依據(jù)并可生成工資報(bào)表等。
2、制定和統(tǒng)計(jì)管理人員的巡查情況報(bào)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(xiǎn)，遇險(xiǎn)人員在哪里？他們是誰？
五、搶險(xiǎn)時(shí)采取移動(dòng)式識別裝置，更準(zhǔn)確快速識別遇險(xiǎn)人員具體地點(diǎn)和位置，提高搶險(xiǎn)效率和救護(hù)效果。
在設(shè)備管理方面實(shí)現(xiàn)的功能包括：
一、車和其他重要設(shè)備的具體實(shí)時(shí)位置
二、計(jì)每一輛礦車每天的運(yùn)輸?shù)拇螖?shù)和出入頻率，便于管理。
系統(tǒng)介紹
1.系統(tǒng)特點(diǎn)
◆高度自動(dòng)化
◆先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)
◆基于ZigBee技術(shù)的實(shí)時(shí)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(shí)正常工作
◆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(biāo)識。
◆安裝方便，一體化設(shè)計(jì)。
◆智能化，身份識別卡與收發(fā)器之間可實(shí)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。
◆高可靠，適應(yīng)礦井工作環(huán)境（-20℃-65℃），防水，防沖擊。
◆超低功耗，更健康、更安全。
◆全球開放的ISM微波頻段，無須申請和付費(fèi)。
◆高抗干擾性，對現(xiàn)場各種干擾源無特殊要求。
2.系統(tǒng)工作原理
首先在井下的各個(gè)坑道和所有人員可能經(jīng)過的通道中安放若干個(gè)信號收發(fā)器，具體數(shù)量和位置根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際工況和要實(shí)現(xiàn)的功能要求而定，它們ZigBee的自主網(wǎng)技術(shù)與地面控制中心的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。
同時(shí)每個(gè)下井人員佩帶一個(gè)身份識別卡，當(dāng)下井人員進(jìn)入井下以后，只要通過或接近放置在坑道內(nèi)的任何一個(gè)信號收發(fā)器，信號收發(fā)器即會馬上感應(yīng)到信號同時(shí)立即上傳到控制中心的計(jì)算機(jī)上，計(jì)算機(jī)馬上就可判斷出具體信息（如：是誰，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(jù)大屏幕上或電腦上的分布示意圖點(diǎn)擊井下某一位置，計(jì)算機(jī)即會把這一區(qū)域的人員情況統(tǒng)計(jì)并顯示出來。同時(shí)控制中心的計(jì)算機(jī)會根據(jù)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(bào)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(jù)電腦中的人員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。
上述方案在井下人員管理方面實(shí)現(xiàn)的基本功能包括：
一、通過基于ZigBee技術(shù)實(shí)時(shí)顯示、查詢井下情況：
1、任一時(shí)間井下或某個(gè)地點(diǎn)究竟有多少人，這些人都是誰。
2、每個(gè)人在井下任一時(shí)間的活動(dòng)軌跡。
3、查詢一個(gè)或多個(gè)人員現(xiàn)在的實(shí)際位置，方便調(diào)度中心可快速正確的聯(lián)系該人員。
4、查詢有關(guān)人員在任一地點(diǎn)的到達(dá)/離開時(shí)間和總工作時(shí)間等等一系列信息，可以督促和落實(shí)重要巡查人員是否按時(shí)、到點(diǎn)的進(jìn)行各項(xiàng)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(shí)現(xiàn)多點(diǎn)共享供多個(gè)領(lǐng)導(dǎo)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(jù)井下的實(shí)際地理情況制作相應(yīng)的動(dòng)態(tài)圖，使井下情況生動(dòng)形象一目了然；
三、自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出各類人員下井的各種報(bào)表如下：
1、生產(chǎn)人員的下井時(shí)間報(bào)表、出勤月報(bào)表、加班報(bào)表、請假或缺勤報(bào)表等管理所需依據(jù)并可生成工資報(bào)表等。
2、制定和統(tǒng)計(jì)管理人員的巡查情況報(bào)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(xiǎn)，遇險(xiǎn)人員在哪里？他們是誰？
五、搶險(xiǎn)時(shí)采取移動(dòng)式識別裝置，更準(zhǔn)確快速識別遇險(xiǎn)人員具體地點(diǎn)和位置，提高搶險(xiǎn)效率和救護(hù)效果。
在設(shè)備管理方面實(shí)現(xiàn)的功能包括：
一、車和其他重要設(shè)備的具體實(shí)時(shí)位置
二、計(jì)每一輛礦車每天的運(yùn)輸?shù)拇螖?shù)和出入頻率，便于管理。
系統(tǒng)介紹
1.系統(tǒng)特點(diǎn)
◆高度自動(dòng)化
◆先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)
◆基于ZigBee技術(shù)的實(shí)時(shí)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(shí)正常工作
◆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(biāo)識。
◆安裝方便，一體化設(shè)計(jì)。
◆智能化，身份識別卡與收發(fā)器之間可實(shí)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。
◆高可靠，適應(yīng)礦井工作環(huán)境（-20℃-65℃），防水，防沖擊。
◆超低功耗，更健康、更安全。
◆全球開放的ISM微波頻段，無須申請和付費(fèi)。
◆高抗干擾性，對現(xiàn)場各種干擾源無特殊要求。
2.系統(tǒng)工作原理
首先在井下的各個(gè)坑道和所有人員可能經(jīng)過的通道中安放若干個(gè)信號收發(fā)器，具體數(shù)量和位置根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際工況和要實(shí)現(xiàn)的功能要求而定，它們ZigBee的自主網(wǎng)技術(shù)與地面控制中心的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。
同時(shí)每個(gè)下井人員佩帶一個(gè)身份識別卡，當(dāng)下井人員進(jìn)入井下以后，只要通過或接近放置在坑道內(nèi)的任何一個(gè)信號收發(fā)器，信號收發(fā)器即會馬上感應(yīng)到信號同時(shí)立即上傳到控制中心的計(jì)算機(jī)上，計(jì)算機(jī)馬上就可判斷出具體信息（如：是誰，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(jù)大屏幕上或電腦上的分布示意圖點(diǎn)擊井下某一位置，計(jì)算機(jī)即會把這一區(qū)域的人員情況統(tǒng)計(jì)并顯示出來。同時(shí)控制中心的計(jì)算機(jī)會根據(jù)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(bào)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(jù)電腦中的人員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。
（1）實(shí)現(xiàn)井下坑道作業(yè)面工作人員進(jìn)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(dòng)化" 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。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(xiǎn)救災(zāi)和安全救護(hù)工作的高效運(yùn)作。
?。?）安全事故發(fā)生后，通過本系統(tǒng)的移動(dòng)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(hù)工作的及時(shí)展開。
（3）系統(tǒng)設(shè)計(jì)的安全性、可擴(kuò)容性、易維護(hù)性和易操作性。
5. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)
（1）高度自動(dòng)化。系統(tǒng)能自動(dòng)檢測井下坑道工人經(jīng)過該監(jiān)測點(diǎn)的時(shí)間、地點(diǎn)信息，并自動(dòng)實(shí)現(xiàn)考勤作業(yè)的統(tǒng)計(jì)與管理。
?。?）先進(jìn)的通信系統(tǒng)。安裝在井下各通道的識別系統(tǒng)，實(shí)時(shí)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(gè)過程無需人為干預(yù)。
?。?）完備的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)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(jì)分析系統(tǒng)，考勤作業(yè)的統(tǒng)計(jì)與管理分析系統(tǒng)，顯示并打印各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表資料，為高層管理人員的查詢與管理提供全方位服務(wù)。
?。?）系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠性設(shè)計(jì)。系統(tǒng)產(chǎn)品采用坑道壁掛式設(shè)計(jì)，無需在坑道進(jìn)行現(xiàn)場施工，并保證系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下24小時(shí)連續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)；
?。?）完善的異常情況（包括身份識別卡、失效身份識別卡進(jìn)入）報(bào)警呼叫系統(tǒng)配置。
6.系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
本系統(tǒng)遵循"統(tǒng)一發(fā)放身份識別卡、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(shí)行"一人一身份識別卡"制，該身份識別卡可視為"上崗憑證"或"坑道準(zhǔn)入證"。具體方案如下：
?。?）礦井生產(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?yàn)闇?zhǔn)。
?。?）礦井生產(chǎn)單位向有關(guān)人員頒發(fā)身份識別卡。
?。?）身份識別卡所對應(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。
?。?）安全生產(chǎn)部門對該身份識別卡進(jìn)行授權(quán)后即生效。授權(quán)范圍包括：該員工可以有資格進(jìn)入作業(yè)面的坑道，身份識別卡的時(shí)效、失效、掛失等，以防止無關(guān)人員和非法人員進(jìn)入坑道；
?。?）進(jìn)入坑道的人員必須佩戴身份識別卡。當(dāng)此人經(jīng)過坑道的識別監(jiān)測點(diǎn)時(shí)，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(shí)間等信息傳輸至井上安全監(jiān)控中心記錄，并可同時(shí)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)的身份識別卡號無效或進(jìn)入限制通道，系統(tǒng)將自動(dòng)報(bào)警，安全監(jiān)控中心值班人員接到報(bào)警信號，立即執(zhí)行相關(guān)安全工作管理程序。
?。?）坑道一旦發(fā)生安全事故，安全監(jiān)控中心在第一時(shí)間可以知道被困人員的基本情況，救險(xiǎn)隊(duì)使用移動(dòng)式遠(yuǎn)距離識別裝置，在一定的范圍內(nèi)方便探測遇險(xiǎn)人員的位置，便于救護(hù)工作的安全和高效運(yùn)作。
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