煤矿井下人员定位系统介绍

一、 通过基于GIS实时显示技术地理信息，查询地下情况：

1、 井下或某个地方到底有多少人，这些人都是谁。

2、 每个人在井下任何时候的活动轨迹。

3、 查询一个或多个人员的实际位置，方便调度中心快速正确地联系人员。

4、 查询相关人员在任何地方的到达/离开时间和总工作时间等一系列信息，督促和落实重要检查人员（如瓦斯检查人员、温度检查人员、排气管道人员等）是否符合要求 各种数据的测试和处理，从根本上杜绝人为因素造成的相关事故。

5、 可实现多点共享，供多个领导同时在不同地点查看。

二、 井下人员根据井下的实际地理情况，每时每刻在坑内实时动态分布，制作相应的动态图，使井下情况一目了然。

三、 各类人员下井的各种报表自动统计如下:

1、 管理所需的依据，如生产人员下井时间报表、出勤月报表、加班报表、请假或缺勤报表等，并可生成工资报表。

2、 制定和统计管理人员的检查报告等。

3、 其他人员，如参观人员是否按要求到指定区域等。

四、 一旦发生各种事故，可以立即发现有多少人遇险，遇险人在哪里？他们是谁？

 

一、 车辆等重要设备的具体实时位置。

二、 计算每辆矿车每天的运输次数和进出频率，便于管理。

 

高度自动化

先进的网络通信系统

基于GIS地理信息显示和查询系统的技术

完善的数据分析系统

在恶劣环境下24小时正常工作是安全可靠的

 

远距离，有效识别距离从0~100米可调。

防冲突性极高，采用多种防冲突方案，可同时识别100多个标志。

即使是高速Active RFID当移动速度超过200公里时，仍然可靠识别。

误读率靠性高，误读率小于10万分之五。

无外接天线或地感，安装方便，集成设计。

智能化，RFID可与收发器实现双向高速数据交换，使应用灵活，保证数据安全。

有方向性和无方向性的识别可以实现。

适用于工矿工作环境，防水，防冲击。

低成本，全部采用0.18uM芯片，成本较低。

超低功耗，更健康，更安全。

全球开放的ISM无需申请和支付微波频段。

高抗干扰性，对现场各种干扰源无特殊要求。

 

     首先，根据现场的实际情况和要实现的功能要求，在地下的每个坑和所有人员可能通过的通道中安装多个读写器，并通过网络布线和地面控制中心的计算机网络连接。同时，每个下井人员都有一个电子标签。当下井人员进入井下后，只要他们通过或接近放置在坑内的任何读写器，读写器就会立即感知信号，并立即上传到控制中心的计算机上。计算机可以立即判断具体信息（如谁、位置和时间），同时在控制中心的大屏幕或计算机显示屏上显示并备份，管理者也可以根据大屏幕或计算机上的分布示意图点击地下某个位置，计算机会统计并显示该区域的人员情况。同时，控制中心的计算机会根据一段时间的人员访问信息，整理出各种出勤报告（如出勤率、总出勤时间、迟到/早退记录、未出勤时间等）。同时，控制中心的计算机会根据一段时间的人员访问信息，整理出各种出勤报告（如出勤率、总出勤时间、迟到/早退记录、未出勤时间等）。此外，一旦地下发生事故，事故现场的人员可以根据计算机上的人员分布信息立即找到，以帮助救援人员以准确、快速的方式救援被困人员。矿车的管理原理与其它设备大致相同。

 

4.系统设计原则

   （1） 实现井下坑作业面工作人员进出的有效识别，充分体现系统管理"人性化、信息化和高度自动化"。
   （2） 为高级管理人员提供考勤作业、人员进出限制等信息查询。
   （3） 一旦发生安全事故，系统可以立即了解坑道作业面工作人员的数量，确保救援和安全救援的高效运行。
   （4） 安全事故发生后，可通过控制中心查明被捆绑人员的基本情况，如位置、人数等，便于及时开展救援工作。
   （5） 安全、可扩展、易维护、易操作的系统设计。

5. 系统设计依据
   （1） GA/T75《安全防范工程程序与要求》
   （2） MT煤矿通信、检测、控制电工电子产品通用技术要求209-1990     

6. 系统设计特点
   （1） 高度自动化；系统可自动检测地下坑工人通过监测点的时间和地点信息，自动实现考勤作业的统计和管理。
   （2） 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。
   （3） 完整的数据统计和信息查询软件；系统软件有专个特殊的数据库管理系统，包括工人通过信息收集和统计分析系统、出勤统计和管理分析系统，显示和打印各种统计报表，为高级管理人员的查询和管理提供全方位的服务。

   （4） 系统设计安全、稳定、可靠；系统产品采用坑壁挂式设计，无需现场施工，确保系统在恶劣环境下24小时连续正常运行； 
   （5） 报警呼叫系统配置完善的异常情况(包括无效电子标签和无效电子标签进入)。

   (6)该系统是中国唯一一个采用现场工业总线网络架构的系统。

7. 系统设计方案
    本系统遵循"统一发电子标签，统一设备，统一管理"按照允许上岗人员和班组实施的原则"一人一电子标签"电子标签可视为系统"上岗凭证"或"坑道准入证"。具体方案如下：
   （1） 煤矿生产单位在所有隧道内安装一定数量的读写器，具体位置根据现场情况确定，以满足控制区域的要求为准。
   （2） 煤矿生产单位向有关人员发放电子标签。
   （3） 在发送电子标签时，在系统数据库中登录电子标签对应员工的基本信息，包括姓名、年龄、性别、团队、工作类型、职位和照片。
   （4） 安全生产部门授权电子标签后生效。授权范围包括：员工有资格进入作业面、电子标签及时性、故障、损失等，防止无关人员和非法人员进入坑；
   （5） 进入隧道的人必须戴上电子标签。当该人通过坑识别监控点时，系统立即识别，并通过系统网络的信息交换将该人通过的路段、时间等信息传输到井安全监控中心，并可同时在地理信息大屏幕墙上显示提示信息，显示通过人员的姓名。如果感应电子标签号无效或进入限制通道，系统将自动报警，安全监控中心值班人员接到报警信号，并立即执行相关安全管理程序。
   （6） 一旦坑道发生安全事故，安全监控中心可以第一时间了解被困人员的基本情况，便于救援工作的安全高效运行。

 

一、 井下设备本身的安全运行问题

       根据地下特殊环境和工作特点，我们的设备(读写器)采用全金属外壳，结构牢固，防撞防震；全密封设计，防水、防潮、防腐。

二、 设备的运行不得影响地下安全

        设备功耗超低，峰值功率小于10瓦。

三、 井下系统的工作电压小于直流18V的问题

四、 设备适应各种安装环境问题

        该设备具有很高的抗干扰性，基本上没有安装现场要求，即保证设备运行的高可靠性，大大简化了安装和维护工作量。

五、 整个系统设计成"傻瓜型"，对用户技术要求极低，功能简单可调，故障自动检查功能等。

六、 坑内施工安装简单

        产品采用地下直接壁挂式，可接入直流电源和网线连接头，对于今后地下检测点的变化和添加也非常方便。

七、 简化故障处理

        当机器出现故障时，可直接用备用机器更换。

 

电脑、矿用通信电缆、接线盒、CAN－bus，中继器、读写器、电子标签、电源

 

CAN-bus 工业读写器均采用集成电路设计，密度高，功耗低IP54防护外壳设计符合本安电路标准。系统利用工业现场总线（CAN-bus）构成局域网，工业现场总线（CAN-bus）它是目前最先进的工业总线，干扰能力强，可靠性高，实时性强，通信速度高，可实现点对点通信，适应各种复杂的工业环境。常用于煤矿RS与调制解调技术相比，485具有非常明显的优势。

 

1、工业级现场总线国际标准，传输可靠，实时性高；

2.传输距离远(无中继可达10)Km ），快速传输(最高1)Mbps）；

3.单条总线最多可接110 节点数可以方便地扩展；

3.总线各节点地位平等，突发数据可实时传输，无论主从；

4.非破坏性总线仲裁技术可同时向总线发送多个节点数据，总线利用率高；

5、出错的CAN 在不影响总线通信的情况下，节点会自动关闭并切断与总线的连接；

6.报告为短帧结构和硬件CRC 验证，干扰概率小，数据错误率极低；

7.硬件具有自动发送功能，传输可靠性高；

8、具有硬件地址滤波功能，可简化软件协议编制；

9.普通双绞线、同轴电缆或光纤可用于通信介质；

10、CAN-bus 总线系统结构简单，性价比高。

 

CAN-bus 煤矿通信系统不仅可以提高系统的通信可靠性，延长系统的距离，扩大系统的节点数量，还可以提高系统的实时性，使管理者和主控设备能够及时了解和处理当前的地下情况，发现事故隐患，避免事故。

煤矿系统本安要求， CAN-bus 设备电源符合本安要求，现场总线CAN-bus 也符合本质安全要求。

 

通常使用RS-485 相比之下，现场总线CAN-bus 它有更多的优势，可以完全取代RS-485 网络，从而可靠性、远距离、多节点、多主模式的设备通信网络。同时，现场总线CAN-bus 可直接使用RS-485 传输电缆和拓扑结构的方式相同。

CAN-bus 总线与RS-485 通信方式的特点如下表1所示 所示：

 

表1 CAN-bus 总线与 RS-485 比较通信的特点