井下人员及设备定位系统方案书(简)

上海秀派电子科技有限公司(ShangHai Super Ele&Tec Co.Ltd)致力于远距离射频识别(RFID)高科技公司的产品战略研究。公司位于上海交通大学汇谷高科技中心,是交通大学高科技基地的重点孵化企业,与交通大学软件学院和信息安全学院共同建立了软硬件实验室。公司依托交通大学的技术和人才优势,经过多年的经验和产品积累,拥有一流的软硬件团队,可以完成远程目标识别、数据传输等产品的研发和生产。
作为目前国内的秀派公司,RFID该领域技术和产品化的领导者成功地吸引了世界著名的风险投资机构IDG 技术风险投资基金(IDG Technology Venture Investment III, L.P.)入注,也是目前国内的RFID第一家投资国际风险的行业企业。
 
 
地址:交通大学惠谷高科技基地608
电话:021-64646641,64646643,64692252
联系人:夏纬
手机:13331816612
传真:021-64646643-802
邮编:200030
E-mail:xiawei-1@126.com
网址:http://www.superrfid.net

第一章 监控上海秀派井下人员位置             系统方案(定位考勤)

5.1 系统概述

上海秀派地下人员定位考勤系统是上海秀派电子科技有限公司自主研发的第二代超级超级RFID在识别技术平台的基础上,结合国内通信、计算机等先进技术相关制造商,采用了世界上最先进的技术.18芯片技术的地下定位系统。上海秀派地下人员定位考勤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地下人员、设备的分布和各矿工的运动轨迹,便于更合理的调度管理。事故发生时,救援人员还可以根据上海秀派地下人员定位考勤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。
上海秀派地下人员定位考勤系统是集地下人员考勤、跟踪定位、灾后急救、日常管理为一体的综合应用系统。它也是中国最先进的地下定位系统,运行最稳定,设计最专业。这一科技成果的实现将为煤矿企业的安全生产和日常管理和事故急救带来新的机遇。

5.2 系统总体设计理念

地下人员位置监控系统涉及计算机软件、数据库、电子电路、防爆本安电源、数字通信、无线识别技术等。因此,在设计方案时,除了考虑其功能外,还充分考虑了稳定性、可靠性、抗干扰性、容错性和异常保护。项目计划确定以现有成熟的煤矿高速行业以太网和现场总线系统为主要传输平台,开发相应的地下人员跟踪定位传感器、人员无线识别卡设备和系统,通过地下人员跟踪定位传感器和考勤管理专用软件与标准专用数据库后台数据交换,实现地下操作人员跟踪定位和安全管理。系统总体设计主要体现在:
1.       实现煤矿井下作业人员进出的有效识别和监控,使管理系统充分体现人性化、信息化、高度自动化
2.       为煤矿管理人员提供进出限制、考勤操作、监测监控等管理信息,一旦发生安全事故,系统可在事故现场10~30米内立即检测工作人员及其数量,确保救援和安全救援工作的有效运行。
3.       安全、可扩展、易维护、易操作的系统设计。
4.       轻松联网,BS结构,易于实现县、市、省、更广阔地区的网络监控。

5.3系统设计原理及依据

5.3.1系统设计原理

上海秀派地下人员位置监控系统由地面监控中心主计算机在系统软件的支持下,通过数据传输接口和沿巷道铺设的通信光/电缆,定期对安装在地下的无线数据传感器进行数据检查和信息采集。无线数据传感器将自动收集有效识别距离内标识卡的信息,并通过传输网络将相关数据传输到地面中心站。数据信息经分析处理后,在主计算机界面实时反映地下人员(或机车等移动目标)的动态分布,实现地下安全状态数字化管理的目的。
遵循统一发卡、统一设备、统一管理的原则 ,允许上岗人员实行一人一卡制度。
1)      根据矿井监测器根据矿井监测要求,安装在地下坑、洞室、作业面等地方,通过光纤数据传输接口连接到地下高速工业以太网,形成完整的通信线路。
2)      煤矿生产单位输入工作人员相关信息后,向下井工作人员发放并设备标志卡。
3)      系统数据库记录相应人员的基本信息,包括姓名、年龄、性别、团队、工作类型、职位、照片、有效期等。
4)      进入隧道的工作人员必须随身携带标志卡。当持卡人设置识别系统的位置时,系统将读取卡号信息,通过系统传输网络将持卡人通过的路段、时间等数据传输到地面监控中心进行数据管理,并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。如果感应到的无线标识卡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将收到报警信号,并立即执行相关的安全工作管理程序。
5)      生产单位可以根据生产计划授权和管理标志卡。授权范围包括:员工可以访问的坑或操作表面。为防止无关人员和非法人员进入坑或操作表面,系统设置了进入坑或操作表面的及时管理模块,以及卡的故障和报告。
6)      一旦坑内发生安全事故,监控中心可以在第一时间了解被困人员的基本情况。救援队使用移动远程识别装置,方便10-30米内探测遇险人员的位置,方便救援工作的安全高效运行和事故救援工作的发展。
7)      系统可自动生成考勤作业的统计和管理报告,提高管理效率。

5.3.2  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 
(3) 国家安全生产监督管理总局煤矿井下人员位置监测系统的一般技术条件和使用管理规范   

5.4系统功能及特点

5.4.1系统功能

动态显示实时地下人员

1)       查询并显示地下某个地方的人数、分布和身份。
2)       查询一个或多个人的地下实际位置和活动轨迹。
3)       记录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)是否按时到位进行现场检查,或检查和处理各种数据,从根本上杜绝人为因素造成的相关事故。

人员下井考勤能力丰富

可统计出入井人员,实现出入井人员的考勤记录,建立并打印出入井人员的各种信息报表(如出入井时间报表、出勤月报表、加班报表、缺勤报表等),便于管理人员的查询和管理。

多点信息共享:

系统中心站和网络终端可以通过局域网在线运行,使所有在线终端在使用权限范围内实现多点信息共享,供多个矿山部门和领导共享监控信息,系统综合分析信息,查询不同地点的各种数据报表。

地图功能丰富

它具有放大、缩小、移动、尺度测距、视觉控制、中央移动、土层控制、地图打印等功能,支持多种图形格式。鼠标和键盘可以操作,全面支持实时多任务。

禁区报警功能

对于指定的禁区,如有非授权人员进入,实时报警,并显示进入禁区的人数和身份。

灾后急救信息:

一旦发生各种事故,事故现场的人员数量、人员信息、人员位置等信息可以立即显示在上位机上,大大提高了救援效率和救援效果。

后备电力:

    坑壁挂式设计,保证系统在恶劣环境下连续运行,并在断电后2小时提供供电。

传感器应急功能:

当地下人员跟踪定位传感器与地面中心站失去联系时,仍可独立工作,自动存储人员监控数据。同时,传感器具有汉字液晶显示人员编码和时钟功能,可用遥控器查询记录。

下井人员的身份识别逐一对应功能:

上海秀派地下人员位置检测考勤系统具有特殊的接口功能,可快速、群发、快速判断、逐一对应地确保管理到位。

5.4.2性能特点

系统处理能力强:

1)     采用L-H系统数据处理能力优化调度算法;
2)     高度自动化、自动监控、统计、信息分析,整个过程不需要人为干预;
3)     基于GIS技术地理信息显示查询系统;
4)     完善的数据分析能力;
5)     距离远,可达20公里以上。

 卓越的识别性能:

1)       前端识别率高,识别可靠性高;
2)       识别距离远(地面识别距离可达80米);
3)       防冲突性极高(每个检测点最多可识别200人);
4)       识别稳定性高(误码率小于10万分之一);
5)       快速识别速度(最快识别速度为200公里/小时)。

现场优势:

1)     环境适应性:抗干扰性高,对地下干扰源和周边环境无特殊要求;
2)     安装方便:传感器一体化结构设计,无外接天线或地感;
3)     运行可靠性:内部电路高度集成,设备故障率最小化。

 电气特性:

1)       超低功耗,无线标签可连续正常工作5年,无需更换电池;
2)       方便安全,标签不需要外部矿灯电源,不需要充电,不需要更换电池;
3)       无辐射,对人体和环境无影响,更安全、更健康。

5.5系统硬件和软件

5.5.1系统硬件特性

1、工控频段
由于无线传输介质的使用,上海秀派无线传感器网络克服了许多传统有线网络传输信息的缺点。有线网络不可能在某些物理障碍和特殊环境下实现。另一方面,与传统的公共网络无线通信相比,2.4G无线电管制委员会批准工控频段无线通信,无频谱占用费。
2、低功耗
上海秀派无线传感器件在技术上采用合理的休眠模式,具有收发信息功耗低的特点,确保在电池支持下持续工作 大约5年。同时,整体结构的低功耗设计既保证了设备的有效运行,又降低了应用实施的复杂性和成本。
三、设备体积小
上海秀派无线传感器网络的基本单元是硬币尺寸的智能计算传感器设备。现代集成电路技术的集成和产品性使得上海秀派无线传感器设备的体积越来越小,但其功能越来越强大。小体积不仅使特殊环境下的应用成为可能,而且大大降低了安装和维护的要求和成本。
网络容量大
传感网络可容纳多达6500个微型智能传感器件和大量接入点。大容量保证了网络强大的数据采集能力。同时,网络的高冗余性保证了整个网络在个别节点停止工作时仍能正常运行。
精确可靠
上海秀派无线传感器网络的精度、可靠性和稳定性是传统方法的100多倍。目前,上海秀派无线传感系统的核心技术采用了独特的技术U-CORT结合分布式计算技术、神经网络技术、网络信息融合技术,实现网络自唤醒、自容错、自愈合。
6.运维成本低
综上所述,上海秀派无线传感器网络的特点,可见建网所需的人工成本很低。任何授权的微型智能传感器件只要放在网络的无线信号覆盖范围内,就可以自动加入网络工作,无需任何安装配置。高度智能化最大限度地减少了网络维护所需的人力和时间。此外,网络节点本身价格低廉,使得上海秀派无线传感器网络的维护成本极低。
7、 技术特点:
 各种信号采集
 电流功耗极低
 250kbps 2.4GHZ IEEE802.15.4 兼容射频收发
 < 10us 快速激活/睡眠状态转换
 硬件层加密和身份验证安全特性
 数字信号强度(RSSI)与无线连接的质量(LQI)支持
传输快,速度高
高速光纤工业以太网的应用将整个系统的传输速率从数百字节提高到数百兆字节,实现了传输速率质的飞跃,实现了多点并发查询,即同时上传数据,大大缩短了采集时间,大大提高了实时性。
移动动态采集
先进的上海秀派无线传感器网络技术与所需的传感器相连,实现气体、矿压、矿温等环境参数等移动动态采集。
10、可靠性高
上海秀派先进自有技术的应用大大提高了产品的可靠性和识别能力。例如,专有的时间戳技术,即在每个收到的信息的基础上添加时间信息,使整个系统更加可靠。
11、 多功能
实现了地下人员实时跟踪定位、机车实时跟踪定位、辅助考勤、历史查询四个重要的安全管理功能。它还可以为灾后搜救提供检测和定位功能。
12、 开放性
整个系统软硬件接口丰富,开放性大,可根据用户需要进行调整。
13、 高容量
上海秀派地下人员位置监控系统可容纳地下640个数据传感器,每个数据传感器可同时收集200多张标志卡信息,整个系统可容纳数亿张标志卡,足以满足现有大中型煤矿的需要。
 

5.6配置要求、系统图及实施步骤

5.6.1运行设备配置要求

地面中心站
地面中心站主机服务器采用工控机。
A.        CPU:使用相当于Intel公司的Pentium IX或以上级别CPU;
B.        操作系统:Windows操作系统2000以上;
C.        内存:512M以上;
D.       显卡:Windows包含1的系统兼容性MB上述显示内存,8000*600分辨率以上;
E.        硬盘:10G以上。
本文来源:rfid世界网