井下人員定位系統(tǒng)

近年來(lái)，煤礦事故時(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(cè)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(guó)家各級(jí)主管部門和領(lǐng)導(dǎo)的面前。同時(shí)如何改變目前煤礦企業(yè)對(duì)井下人員落后的管理模式，如何實(shí)現(xiàn)管理的現(xiàn)代化、信息化也成為所有煤礦企業(yè)關(guān)心的問題。我們認(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(shì)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(shí)資源的開發(fā)利用為核心，結(jié)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(jiān)測(cè)監(jiān)控、自動(dòng)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(yíng)管理日程。作為RFID技術(shù)的領(lǐng)先者，我們采用了國(guó)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(dòng)識(shí)別管理系統(tǒng)"，這一科技成果的實(shí)現(xiàn)，將為煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)管理上臺(tái)階、上水平帶來(lái)了新的契機(jī)。

上述方案在井下人員定位管理方面實(shí)現(xiàn)的基本功能包括：

一、通過基于GIS技術(shù)的地理信息實(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,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、查詢一個(gè)或多個(gè)人員現(xiàn)在的實(shí)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(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(cè)人員、溫度檢測(cè)人員、排風(fēng)人員等）是否按時(shí)、到點(diǎn)的進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)的測(cè)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)圖定位，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：

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(qǐng)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(shuí)？井下人員定位的突出作用

五、搶險(xiǎn)時(shí)采取移動(dòng)式識(shí)別裝置，更準(zhǔn)確快速識(shí)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. 井下人員定位系統(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(shí)正常工作

l遠(yuǎn)距離，有效識(shí)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(shí)識(shí)別200個(gè)以上標(biāo)識(shí)。

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

l高度的識(shí)別可靠性，誤讀率小于十萬(wàn)分之五。

l安裝方便，一體化設(shè)計(jì)，無(wú)需外接天線或地感。

l智能化，RFID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。

l可實(shí)現(xiàn)有方向性和無(wú)方向性的識(shí)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(wú)須申請(qǐng)和付費(fèi)。

l高抗干擾性，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各種干擾源無(wú)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(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(hào)收發(fā)器，具體數(shù)量和位置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況和要實(shí)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(jì)算機(jī)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(hào)感應(yīng)器，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(hào)收發(fā)器，信號(hào)收發(fā)器即會(huì)馬上感應(yīng)到信號(hào)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(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(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(huì)把這一區(qū)域的人員情況統(tǒng)計(jì)并顯示出來(lái)。同時(shí)控制中心的計(jì)算機(jī)會(huì)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(cè)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(zhǔn)確快速的方式營(yíng)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(jì)原則
（1） 實(shí)現(xiàn)井下坑道作業(yè)面工作人員進(jìn)出的有效識(shí)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"
（2） 為高級(jí)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。
（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(xiǎn)救災(zāi)和安全救護(hù)工作的高效運(yùn)作。
（4） 安全事故發(fā)生后，通過本系統(tǒng)的移動(dòng)識(shí)別裝置，可在事故現(xiàn)場(chǎng)10米范圍內(nèi)探測(cè)到是否有人存在，便于救護(hù)工作的及時(shí)展開。
（5） 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。

6. 井下人員定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(cè)、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(jì)特點(diǎn)
（1） 高度自動(dòng)化。系統(tǒng)能自動(dòng)檢測(cè)井下坑道工人經(jīng)過該監(jiān)測(cè)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。
（2） 先進(jìn)的通信系統(tǒng)。安裝在井下各通道的識(shí)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(wú)需人為干預(yù)。
（3） 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(kù)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)。

（4） 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(wú)需在坑道進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)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)；
（5） 完善的異常情況（包括無(wú)效感應(yīng)器、失效感應(yīng)器進(jìn)入）報(bào)警呼叫系統(tǒng)配置。
8. 井下人員定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shí)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(hào)收發(fā)器，具體位置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況而定，以滿足輻射區(qū)域?yàn)闇?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(shí)將感應(yīng)器所對(duì)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(kù)中。
（4） 安全生產(chǎn)部門對(duì)該感應(yīng)器進(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，感應(yīng)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(yīng)器的安全帽。當(dāng)此人經(jīng)過坑道的識(shí)別監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)，立即被系統(tǒng)識(shí)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)的感應(yīng)器號(hào)無(wú)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(hào)，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(shí)間可以知道被困人員的基本情況定位，救險(xiǎn)隊(duì)使用移動(dòng)式遠(yuǎn)距離識(shí)別裝置，在10米的范圍內(nèi)方便探測(cè)遇險(xiǎn)人員的位置，便于救護(hù)工作的安全和高效運(yùn)作。

9. 針對(duì)礦井的實(shí)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(yùn)行問題

針對(duì)井下的特殊環(huán)境和工作特點(diǎn)，我們的設(shè)備（信號(hào)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(jì)，防水、防潮、防腐、。

二、 設(shè)備的運(yùn)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(duì)安裝現(xiàn)場(chǎng)基本無(wú)要求，即保證設(shè)備運(yùn)行的高可靠性，又大大簡(jiǎn)化了安裝個(gè)維護(hù)工作量。

五、 整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成為"傻瓜型"，對(duì)用戶的技術(shù)要求極低，具有簡(jiǎn)易可調(diào)的功能、故障的自動(dòng)巡檢功能等等。

六、 坑道內(nèi)簡(jiǎn)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(duì)今后井下檢測(cè)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(dāng)有機(jī)器產(chǎn)生故障，用備用機(jī)器直接替換即可。