一、 概述
1. 煤矿人员定位系统背景
中国是世界上最大的煤炭消费国和生产国。煤炭需求随着国民经济的快速增长而上升。近两年来，煤炭供应紧张，随之而来的是各煤矿生产的过载运行。生产的快速发展突出了煤矿安全生产各环节生产隐患控制监测技术水平的落后，各级安全事故也不断发生。由于煤炭价格上涨，过度开采事故也发生，如何定位矿山人员活动、煤车日常运输、气体、风速、火灾、渗透数据实时监控，事故发生后，如何准确确定矿山人员定位，特别是矿山人员定位困难位置、遇险人员撤退路线、地下环境监测及时准确制定救援计划，这不仅是事故救援和预防控制的迫切问题。
如何加强安全生产预防措施，如何正确处理安全与生产、安全与效益的关系，如何准确、实时、快速地履行煤矿安全监测职能，确保救援和安全救援的高效运行，摆在各级国家主管部门和领导面前。同时，如何改变煤矿企业对矿业人员定位和资产落后的管理模式，如何实现管理的现代化和信息化也成为所有煤矿企业关注的问题。因此，建立了一套完整的智能监控管理、报警、矿山人员定位、 跟踪煤矿人员定位实时监督系统，矿用人员定位系统将大大提高煤矿工作的安全性和管理效率， 减少安全隐患，减少安全事故的发生，同时，矿用人员定位系统还可以有效地与现有系统集成和扩展各种功能，提高整个煤矿人员定位系统的功能，有效地提高系统的安全性，真正实现矿用人员和地下人员的定位。矿业人员定位系统对矿业人员进行安全监控，将为煤矿企业的安全生产经营管理带来新的机遇。
定位标签，安装煤矿人员定位系统管理软件后，管理人员可以在电脑前看到每个矿井人员定位活动的区域
1、煤矿人员定位系统可以实时定位和跟踪矿山人员的定位，方便显示和查询人员情况，如：任何时候地下或某个地方有多少人，这些人是谁？每个人在地下任何时候的活动轨迹；查询一个或多个人的实际位置，方便调度中心快速正确地通过电话联系人员。
2、煤矿人员定位系统实时显示矿山人员定位在隧道内的实时动态分布，并根据地下实际地理情况制作相应的动态图，使地下情况一目了然；
3.一旦发生各种事故，煤矿人员定位系统可以立即查明有多少人遇险，遇险人在哪里？他们是谁？同时，定位标签的独特报警功能可以在紧急情况下快速报警并显示紧急位置，最大限度地保证矿山人员定位的人身安全。
二、 煤矿人员定位系统监督的设计理念
1. 煤矿人员定位系统设计依据
GA/T75《安全防范工程程序与要求》
MT《煤矿通信、检测、控制电工电子产品通用技术要求》209-1990。
2. 系统设计特点
高度自动化。该系统可自动检测地下隧道工人通过监测点的时间和地点信息，并自动实现考勤作业的统计和管理。
先进的通信系统。安装在地下各通道的识别系统，将相关人员通过的数据实时传输到网络服务器，整个过程无需人工干预。
完整的数据统计和信息查询软件。该系统软件拥有一个特殊的数据库管理系统，包括工人通过坑的信息收集和统计分析系统、考勤操作的统计和管理分析系统，显示和打印各种统计报，为高级管理人员的查询和管理提供全方位的服务。
系统的安全、稳定、可靠性设计。系统产品采用坑壁挂式设计，无需现场施工，保证系统在恶劣环境下24小时连续正常运行；
报警呼叫系统配置完善的异常情况(包括无效传感器和无效传感器进入)。
3. 煤矿人员定位系统设计原则
· 煤矿人员定位系统实现了矿山人员定位系统，特别是矿山人员定位系统，矿山人员定位系统实现了矿山人员进出的有效识别，充分反映了系统管理"人性化、信息化和高度自动化"
· 煤矿人员定位系统为高级管理人员提供考勤、人员进出限制等信息查询。
· 一旦发生安全事故，通过煤矿人员定位系统可以立即了解坑道作业人员的数量，确保救援和安全救援的有效运行。
· 安全事故发生后，通过煤矿人员定位系统的移动识别装置，可以在事故现场10米范围内检测是否存在，便于及时开展救援工作。
· 安全、可扩展、易维护、易操作的系统设计。
三、 煤矿人员定位系统方案的特点
煤矿人员定位系统监管解决方案主要基于无线局域网实时定位系统(Wi-Fi RTLS)，根据煤矿的实际定位需要，采用国际先进技术Wi-Fi解决矿井内人员监控和定位问题，有效控制和跟踪矿井下的各种资源。煤矿人员定位系统能够及时准确地向地面计算机系统反映地下各区域人员和设备的动态情况，使管理人员能够随时掌握矿山人员的定位、设备的分布、各矿工的位置和运动轨迹，便于更合理的调度和监控管理。事故发生时，救援人员还可以根据定位系统提供的数据和图形快速了解相关人员的位置，及时采取相应的救援措施，提高应急救援工作的效率。
煤矿人员定位系统解决方案特点：
1)煤矿人员定位系统结合Wi-Fi网络，无需重建其他网络或设施，节省大量网络建设成本，减少用户初始设备投资；
2)煤矿人员定位系统提供实时的矿山人员定位跟踪，可以随时找到某个人的位置和路径，显示线路轨迹；
3)煤矿人员定位系统定位精度高，3~5米定位精度高，准确掌握物体或人员的位置；
4)煤矿人员定位系统采用超低功耗标签设计，可更换电池标签，使用寿命超过5年，对人体安全无辐射损害。
5)煤矿人员定位系统设计灵活，整个网络系统架构采用模块化结构，部分故障可及时更换，不影响其他部件的运行。
6)煤矿人员定位系统可视化终端平台以电子地图的形式显示人员或物品的位置和移动轨迹，以及环境和报警信息，便于环境监测和安全防范。
四、 煤矿人员定位系统方案设计
1. 煤矿人员定位系统的组成
基于无线局域网设计的矿用人员定位系统由以下三部分组成：矿用人员定位标签(Wi-Fi Tag)、无线局域网接入点(Access Point)、定位服务器(Locating Server)。
系统工作原理：
1)定位标签或无线设备定期发出无线信号。
接入点接收到信号后，将信号传输到定位服务器。
3）煤矿人员定位系统定位服务器根据信号强度或信号到达时差判断标签或无线设备的位置，并通过电子地图显示其具体位置。
2. 系统拓扑结构
基于无线局域网设计的煤矿人员定位系统主要包括矿山人员定位标签 、无线局域网接入点(AP)由后端监控管理中心(定位服务器)组成：
1)矿工定位标签作为无线数据采集模块佩戴在每个员工身上，系统通过跟踪标签来跟踪人员。
2) AP采用2.4G支持的802.11a/b/g模式，及时收集标签信息，传输到后端监控中心，控制和管理地下标签设备。AP地下基站有效覆盖范围为100米，标签有效精度为3-6米 。
3) 安装定位服务器软件系统的监控管理中心，主要实现实时数据分析和处理。通过控制中心的电子地图监控和及时显示现场标签的位置，可以同时存储在存储数据库中，监控人员可以通过计算机访问存储服务器查询人员的位置。
3. 煤矿人员定位系统的主要功能
（1）用户管理：矿山人员定位系统方便用户信息输入和权限设置。采用部门指定的管理形式，建立成型管理体系，认证用户的操作要求。当用户要求的操作具有相应的操作权限时，用户可以进行相应的操作，并将操作记录在操作日志中。当用户要求的操作没有相应的操作权限时，用户无法进行相应的操作。
(2)标签信息维护:矿用人员定位系统提供标签佩戴人员信息管理，包括照片、部门、考勤班次、工作区域、健康状况等。
（3）人员管理：矿山人员定位系统实现人员定位，实时显示工作区域、温度传感和工作状态。实现合理的人员调度。
(4)监控区域管理:矿用人员定位系统支持监控地点、地图等信息的编辑，包括新建、修改和删除。
(5)绩效考勤:采矿人员定位系统可自动统计下井时间、上井时间、生成统计报表、自动汇总考勤数据。
（6）人员轨迹监控：矿山人员定位系统实时记录移动轨迹，可用于通知地下工人的工作路线和安全逃生路线分析。
(7)一卡通服务:矿用人员定位系统支持和一卡通集成，可统一管理人员现金使用和购买物品。
(8)查询统计:矿用人员定位系统提供维护相关操作日志和报警日志保护和查询。统一处理整个网络监控系统的信息，包括信息设置、信息记录、信息转发和信息查询。
(9)系统管理:矿用人员定位系统提供系统维护、日志查询、数据导入、数据导出、数据备份和数据上传。