人員定位系統(tǒng)井下人員定位系統(tǒng)

　　井下人員定位系統(tǒng)是一款適用煤礦安全的輔助軟件，如果煤礦一但發(fā)生什么情況是非常危險(xiǎn)的，有了井下人員定位系統(tǒng)這樣有利于我們有針對性的搜救，因?yàn)槊旱V是非常復(fù)雜的一個工作環(huán)境，發(fā)生危險(xiǎn)很難準(zhǔn)確的定位，基于ZigBee技術(shù)的井下人員定位系統(tǒng)。

　　 煤礦安全生產(chǎn)事關(guān)人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全，各級政府一貫高度重視煤礦安全生產(chǎn)問題，并采取一系列措施不斷加強(qiáng)安全生產(chǎn)工作。通過不斷的努力，近一時(shí)期煤礦安全生產(chǎn)狀況總體上趨于穩(wěn)定好轉(zhuǎn)，但由于基礎(chǔ)薄弱等種種原因，煤礦安全生產(chǎn)狀況仍然不容樂觀。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(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，因此建立以災(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。

　　 木蘭煤礦井下人員定位管理系統(tǒng)的核心識別設(shè)備采用了木蘭公司自主研發(fā)的具有國際先進(jìn)水平的ML-RFID技術(shù)，ML-RFID技術(shù)采用了當(dāng)今最先進(jìn)的0.18uM的微波芯片技術(shù)，使 RFID的性能和原來的微波技術(shù)相比得到了本質(zhì)的改進(jìn)，徹底解決了遠(yuǎn)距離、大流量、超低功耗、高速移動的標(biāo)識物的識別和數(shù)據(jù)傳輸難題，而且成本較以往大大降低，同時(shí)也解決了中低頻電磁波技術(shù)感應(yīng)距離短防沖突能力差的致命弱點(diǎn)。

　　 木蘭煤礦井下人員定位管理系統(tǒng)能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的將井下各個區(qū)域人員及設(shè)備的動態(tài)情況反映到地面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使管理人員能夠隨時(shí)掌握井下人員、設(shè)備的分布狀況和每個礦工的運(yùn)動軌跡，以便于進(jìn)行更加合理的調(diào)度管理。當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，救援人員也可根據(jù)井下人員及設(shè)備定位系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)、圖形，迅速了解有關(guān)人員的位置情況，及時(shí)采取相應(yīng)的救援措施，提高應(yīng)急救援工作的效率。

　　 井下人員及設(shè)備定位系統(tǒng)是集井下人員考勤、跟蹤定位、災(zāi)后急救、日常管理等一體的綜合性運(yùn)用系統(tǒng),集合了國內(nèi)識別技術(shù)、傳輸技術(shù)、軟件技術(shù)等最頂尖的產(chǎn)品和技術(shù)，是目前國內(nèi)技術(shù)最先進(jìn)、運(yùn)行最穩(wěn)定、設(shè)計(jì)最專業(yè)化的井下人員定位系統(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)和日常管理上臺階以及事故急救帶來了新的契機(jī)。

　　 二、系統(tǒng)功能介紹

　　 該系統(tǒng)適用于煤礦井下人員位置識別與跟蹤回放、人員考勤、超時(shí)報(bào)警、超員報(bào)警、限制區(qū)報(bào)警、人員情況統(tǒng)計(jì)和人員救援指揮等。

　　 ㈠人員考勤

　　 可以對授權(quán)人員進(jìn)出及到崗時(shí)間，出入頻率等考察并反映相應(yīng)的人員信息;對非授權(quán)人員禁止進(jìn)入并報(bào)警。

　　 ㈡實(shí)時(shí)井下情況查詢

　　 1、任一時(shí)間井下某個地點(diǎn)人員數(shù)量及人員信息查詢；

　　 2、各井下人員在井下任一時(shí)間的活動軌跡；

　　 3、查詢一個或多個人員的實(shí)際位置，方便調(diào)度中心可快速正確的電話聯(lián)系到該人員；

　　 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：瓦斯檢測人員、溫度檢測人員、排風(fēng)人員等）是否按時(shí)、按點(diǎn)的進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)的測試和處理，從而盡量杜絕因人為因素而造成的相關(guān)事故。

　　 ㈢反映井下人員動態(tài)軌跡

　　 井下人員每時(shí)每刻在坑道的實(shí)時(shí)動態(tài)分布，根據(jù)井下的實(shí)際地理情況制作相應(yīng)的動態(tài)圖，使井下情況生動形象一目了然；

　　 ㈣統(tǒng)計(jì)各類人員工作報(bào)表

　　 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。

　　 ㈤事故人員定位搜尋

　　 一旦發(fā)生事故，立即能查出井下人員所在的具體位置、人員數(shù)量及各人員信息等，以便搶險(xiǎn)時(shí)采取移動式識別裝置，更準(zhǔn)確快速識別遇險(xiǎn)人員的具體位置和人員數(shù)量，提高搶險(xiǎn)效率和救護(hù)效果，最大限度減少損失。

　　 三、系統(tǒng)特點(diǎn)介紹

　　 1. 系統(tǒng)功能特點(diǎn)：

　　 ? 高度自動化

　　 ? 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

　　 2、木蘭煤礦井下人員定位產(chǎn)品的主要系統(tǒng)參數(shù)

　　 ? 遠(yuǎn)距離，有效識別距離從2米到80米可調(diào)。

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

　　 ? 高速度，ML- RFID的移動時(shí)速可達(dá)200公里以上。

　　 ? 高度的識別可靠性, 使用頻道隔離技術(shù)，多個設(shè)備互不干擾；

　　 ? 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，應(yīng)用靈活，數(shù)據(jù)安全得到保證。

　　 ? 可實(shí)現(xiàn)有方向性和無方向性的識別。

　　 ? 高可靠，適應(yīng)工礦工作環(huán)境（-40℃-85℃），防水，防沖擊。

　　 ? 低成本，全部采用0.18uM的芯片，成本更低。

　　 ? 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)。

　　 ? 可配置微波模塊工作方式，發(fā)射功率可調(diào)；

　　 ? 高抗干擾性，對現(xiàn)場各種干擾源無特殊要求。

　　 3、系統(tǒng)在井下的特殊性能

　　 ● 設(shè)備本身在井下安全運(yùn)行問題:針對井下的特殊環(huán)境和工作特點(diǎn)，我們的設(shè)備（信號收發(fā)器）做到了：采用全封閉外殼，結(jié)構(gòu)牢固，防撞、防震。全密封設(shè)計(jì)，防水、防潮、防腐、防爆。

　　 ● 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，峰值功率最大不超過1毫瓦。

　　 ● 系統(tǒng)在井下的工作電壓小于直流18V的問題

　　 ● 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(yùn)行的高可靠性，又大大簡化了安裝個維護(hù)工作量。

　　 ● 整個系統(tǒng)設(shè)計(jì)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。

　　 ● 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(diǎn)的變更和添加一樣非常方便輕松。。

　　 ● 故障處理的簡單化:當(dāng)有機(jī)器產(chǎn)生故障，用備用機(jī)器直接替換即可。

　　 四、煤礦井下人員定位系統(tǒng)硬件配備

　　 信號收發(fā)器（讀卡器）、信號感應(yīng)器（遠(yuǎn)距離電子標(biāo)簽）、CAN總線(通訊電纜)、控制機(jī)房等及系統(tǒng)軟件組合使用。

　　 五、煤礦井下人員定位系統(tǒng)上位機(jī)軟件部分

　　 本系統(tǒng)按照AQ 6210-2007 煤礦井下作業(yè)人員管理系統(tǒng)通用技術(shù)條件、AQ 6201-2006煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求和MT/T1008-2006煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)軟件通用技術(shù)要求設(shè)計(jì)。系統(tǒng)及其軟件、標(biāo)識卡、信號收發(fā)器（各分站）、傳輸接口應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，符合MT209、MT/T1004、MT/T1005、MT/T1007、MT/T1008、AQ6201等標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，系統(tǒng)中的其他設(shè)備應(yīng)符合國家及行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并按照經(jīng)規(guī)定程序批準(zhǔn)的圖樣及文件制造和成套。

　　 系統(tǒng)通過通訊電纜將井下各分站連接到地面?zhèn)鬏斀涌冢�系統(tǒng)可容納最大編號為8000的識別卡和32個分站組成。每個分站管轄一定的區(qū)域，從而識別井下持卡人在某一區(qū)域的位置。

　　 系統(tǒng)采用先進(jìn)的無線射頻識別技術(shù)、數(shù)字通信CANBUS技術(shù)與計(jì)算機(jī)控制、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，較好的解決了煤礦井下人員管理和車輛等移動目標(biāo)的識別問題。

　　 系統(tǒng)軟件采用Microsoft的Visual C++ 6.0開發(fā)的集數(shù)據(jù)采集與信息處理的綜合管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，采集服務(wù)端與客戶展示端分開運(yùn)行，保證工作的連續(xù)性和可靠性。運(yùn)行平臺為Microsoft Windows 2000 Server/XP/2003等操作系統(tǒng)。

　　 六、煤礦井下人員定位系統(tǒng)工作原理

　　 首先在企業(yè)門口及人員車輛出口必經(jīng)路線附近各裝置一讀卡器（出口和入口讀卡器保持一定距離，以便識別讀卡順序），授權(quán)人員身上佩帶一個信號感應(yīng)器（電子標(biāo)簽）這樣人員進(jìn)出企業(yè)經(jīng)過信號收發(fā)器（讀卡器）附近，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以便對人員出入進(jìn)行控制和考勤。

　　 同時(shí)在井下的各個坑道和井下所有人員可能經(jīng)過的通道中安放若干個信號收發(fā)器（遠(yuǎn)距離讀卡器），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，并且將它們通過網(wǎng)絡(luò)布線（CAN總線）和地面控制中心（控制機(jī)房）的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。同時(shí)在每個下井人員身上佩帶一個信號感應(yīng)器（電子標(biāo)簽），當(dāng)下井人員進(jìn)入井下以后，只要通過或接近放置在門口或坑道內(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(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。

　　 煤礦井下人員定位系統(tǒng)工作原理圖

　　 1、企業(yè)進(jìn)出口控制及人員考勤

　　企業(yè)進(jìn)出口人員考勤示意圖

　　 2、井下人員定位示意圖

　　系統(tǒng)構(gòu)造模擬圖

　　井下系統(tǒng)示意簡圖

　　 七、系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明

　　 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"和"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?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)器應(yīng)隨身攜帶。

　　 （3）發(fā)感應(yīng)器時(shí)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(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)入企業(yè)和作業(yè)面的坑道，感應(yīng)器的時(shí)效、失效、掛失等，以防止無關(guān)人員和非法人員進(jìn)入企業(yè)或坑道；

　　 （5）進(jìn)入企業(yè)或坑道的人員必須佩戴感應(yīng)器。當(dāng)此人進(jìn)入企業(yè)或經(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)器號無效或進(jìn)入限制通道，系統(tǒng)將自動報(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。

　　 （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，救險(xiǎn)隊(duì)使用移動式遠(yuǎn)距離識別裝置，在10米的范圍內(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。