kj236.docx

KJ236人员定位系统设计方案第一章 系统设计方案项目背景煤矿井下人员定位系统是煤炭企业安全生产管理的一项基础工作，是实现煤矿企业科学管理的措施之一，有利于井下定员生产管理，有利于矿工下井考勤管理，有利于事故抢险救援项目设计依据和设计原则1.2.1 设计依据GB 3836.1-2000爆炸性环境用防爆电气设备 通用要求GB 3836.2-2000爆炸性环境用防爆电气设备GB 3836.4-2000爆炸性环境用防爆电气设备 本质安全型电路和电气设备“i”GB/T 4924.2-93 低压电器外壳防护等级MT/T1004-2006 煤矿安全生产监控系统通用技术条件MT/T1005-2006 矿用分站MT/T1007-2006 矿用信息传输接口MT/T1008-2006 煤矿安全生产监控系统软件通用技术条件MT209-90煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术MT210-90煤矿通信、检测、控制基本试验方法AQ6201-2006 煤矿安全监控系统通用技术要求AQ6210-2007 煤矿井下作业人员管理系统通用技术要求AQ1048-2007 煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范1.2.2 设计原则1) 高度自动化。

系统能自动检测井下坑道工人经过该监测点的时间、地点信息，并自动实现考勤作业的统计与管理；班末发现人员统计异常，自动报警；人员超出工作时间时自动报警等等2) 先进的通信系统安装在井下各通道的识别系统，实时向网络服务器传送相关人员通过的数据，整个过程无需人为干预3) 完备的数据统计与信息查询软件系统软件具备专用数据库管理系统，包括工人通过巷道的信息采集和统计分析系统，考勤作业的统计与管理分析系统，显示并打印各种统计报表资料，为高层管理人员的查询与管理提供全方位服务4) 系统设计必须满足系统在建设成本、安全性、可靠性、安装维护简便、可扩容等方面的要求5) 中心站实现双电源供电6) 系统主机及联网主机实现双机热备份7) 各个人员出入井口、重点区域出入口、限制区域等地点进行监测1.3 设备选型原则1) 选用的煤矿井下作业人员管理系统设备符合国家有关标准和行业标准要求，通过国家指定检验机构审查和检验，具有防爆合格证、检验合格证及”MA”标志准用证2) 选用的煤矿井下作业人员管理系统的生产厂家系煤炭科学研究总院所属北京神州鼎天数码信息技术公司参加了许多国家级研究课题，产品质量先进、可靠3) 系统结构简单，配置灵活宜采用分站、读卡机、编码器相结合的方式；产品的选用注重安全性、可靠性、经济性，采用目前最先进的产品和技术。

4) 煤矿井下作业人员管理系统具备可靠的信息识别功能；5) 煤矿井下作业人员管理系统有多种组网方式，为今后的系统扩容和实现区域化、集中化管理的组网提供可靠的技术接口6) 煤矿井下作业人员管理系统设备使用的连接电缆选用专用阻燃光缆或电缆，并具有“MA”标志准用证；7) 所有设备应当能够在井下恶劣的自然条件下长期稳定工作，并且安装施工方法简便，便于维护，在井下使用的设备必须便于布线，线缆必须能够方便地拆卸；8) 系统设计满足 AQ6210-2007 《煤矿井下作业人员管理系统通用技术要求》中规定的各项指标9) 系统设计满足 AQ1048-2007《煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范》中规定的各项指标10) 煤矿所需的人员管理系统设备，选用产品配套齐全、技术成熟、性能优越的系统软硬件及其配套设备材料，售后服务质量高的产品系统应能随着矿井建设进程做到整体规划分步实施，并能随着技术的发展方便升级1.4 人员定位系统选择标准1.4.1 目前人员定位系统技术射频卡（RFID）技术 目前井下人员的跟踪，基本上采用的是这种方法这种方法是在在矿井井口处，或其它井下一些关键通道口，使用射频卡（RFID）读取的方法对下井人员进行记录跟踪的方法。

这种方法存在如下几个问题： 1．射频卡读写系统通讯距离非常有限，它只能用于上下矿井人员的速度较慢的考勤纪录，或进出不同区域的人员记录，它不可能实现对井下人员或车辆移动速度较快的定位跟踪； 2．射频卡读写系统抗干扰能力差，射频卡读写系统用于记录进出井下不同区域的人员登记时，系统必须安装在井下，射频卡读写系统使用的频率都较低，井下巷道介质对低频率吸收较强，抗干扰能力差，而井下环境条件十分复杂，干扰因素无处不在，特别是关键的采掘工作面，它使用的电器较多，支护形式复杂，工作的空间范围小，所以这种技术在井下的安装、使用、包括维护，都受到相当的限制； 3．射频卡这种系统读卡速度十分有限，不能处理多人同时快速通过读卡系统的情况（例如乘车下井、多人一超行走），此时，系统往往会出现漏读； 4．这种系统很难实现双向通讯问题，在紧急情况下不能实现井下矿工的实时报警和地面调度室紧急寻呼； 5．如果使用远距离射频卡（RFID）系统，读写器价格都较贵，随着距离的增加，系统的价格将迅速增加 SuperRFID 技术 SuperRFID，除了收发通信距离稍远一些外，它面临着一般RFID所面临的同样问题，包括井下通信干扰问题，对通信电缆的依赖问题，有效通信距离有限的问题，读写器结构复杂，价格贵的问题等。

结论 现有的RFID射频读写系统（包括SuperRFID），很难实上的井下人员的区域定位和井下人员的考勤，从使用的技术上不能实现真正意义上的井下人员定位跟踪1.4.2 KJ236技术特点KJ236定位考勤系统是利用当今最新的无线通讯技术和无线组网技术，利用“微功率网络定位技术和定位方法”提出的一种经济实用，工作可靠的井下人员定位考勤系统 其关键技术包括： 1、 微功率网络传输技术，微功率网络定位技术，以及微功率长距离射频传输技术无线网络定位技术除了采用当今世界最新的无线网络技术而外，还包括我们自己开发的更适用于我国工业现场，反应速度更快，成本更低的微功率无线网络传输技术；微功率网络采用的是直序扩频技术和2.4G免费频段 2、传输技术 整个系统的传输上采用CAN总线和485相结合的技术，保证了整个系统的传输距离和系统在采用光纤传输时的通用性3、系统结构 系统采用有线和无线相结合的方法进行应用系统采用有线传输时由监测中心站、数据传输接口、避雷器、分站、无线读卡器、无线编码器、线缆等组成，系统结构灵活便于安装；系统采用无线传输时由监测中心站、无线读卡器、矿用电源、无线编码器、线缆等组成，无线读卡器之间的距离一般为200m。

4、软件技术 整个系统软件采用C/S和B/S相结的结构，采用微软公司最新.NET技术和公司自主开发的GIS地理信息系统组件，C/S和B/S所有显示图形具备放大、缩小、漫游、轨迹回放的形象显示功能1.5 KJ236人员定位系统概述KJ236 煤矿井下作业人员管理系统提供了丰富的数据、图形、信息，让用户迅速了解井下人员的当前位置情况、行走路径，按照煤矿的实际情况提供考勤的功能，当矿井出现险情和灾害时，根据人员分布情况提供最佳的逃生路线，同时给救援人员提供相应的救援措施，提高应急救援工作的效率；有力保障矿井安全，成倍提高煤矿的生产效率本系统资源共享，在充分利用矿井现有系统资源的基础上，采用射频识别、信息交互、CAN 等技术，实现井下人员考勤管理、实时移动定位、安全警示报警监测、应急快速搜寻等功能于一体1.5.1 实时了解井下人员动态系统通过无线编码器与读卡器的通讯，及时把井下人员、设备的动态显示出来，针对重点目标可以独立查询，形成丰富的查询功能，一旦发生灾变可以根据人员分布情况提供最佳逃生路线1.5.2 准确的人员考勤功能系统可具体显示每个下井人员的下井时间和升井时间，并根据工种的时间规定判断不同工种的人员是否足班，从而确定该次下井是否有效。

同时可形成多种灵活的考勤统计报表，各种报表可导出 excel 报表，并且考勤数据可供财务软件直接调用，减少抄报劳资部门人员的出勤情况，大大提高工作效率1.5.3 特殊工种的定位跟踪系统可定义特殊工种的行走路线，如果特殊工种人员不按预定好的路线行走系统会进行提示报警1.5.4 提高设备管理水平系统及时了解井下设备的位置、使用单位等情况，为有效避免设备丢失提供可靠的技术保障，及时统计设备数量、使用情况，为供应部门拟定采购计划提供第一手可靠的信息1.6 系统组成结构系统由三大部分组成：地面考勤监测定位软件系统、应急指挥系统、井下定位系统 地面考勤监测定位软件系统 主要由监测定位软件、考勤软件、终端软件等组成软件系统可整合现有资源，监测终端软件采用B/S结构实现快速直观和安全可靠的远程监测 应急指挥系统 主要由无线通信搜救仪、应急指挥软件等组成实现对突发事件和灾变的快速反应和抢险救灾 井下定位系统 设备主要包括KJ236-J数据传输接口、JA-DZ02-20信号避雷器、KJ236-F传输分站、KJ236-D无线读卡器、KJ236-K无线编码器以及无线通信搜救仪图一 人员定位系统结构图图二 浏览器图形监测人员行走路径图三 动目标定位考勤监测管理主界面1.7 系统功能特点1) 系统容量：最多可配接 64 台多功能分站，每台多功能分站可连接 4路无线读卡器，最多可配接 256 无线读卡器，最大识别动目标数65535 个。

2) 信息传输：通讯接口与分站采用 CAN 总线传输，分站与读卡器采用RS485 传输；最大通讯距离不小于 10km，传输速率 4800bps，误码率≤10－9，巡检时间≤20s3) 传输介质：系统分站与通讯接口宜采用光纤或电缆，分站与读卡器采用电缆传输4) 并发识别数量：无线读卡器并发识别卡的数量不少于 150 个无线编码器；5) 读卡器的存储功能：无线读卡器缆中断和主机发生故障时，可存储 2 个小时的编码卡数量6) 系统可靠性：系统平均无故障时间（MTBF）不小于 8000h7) 抗干扰性：系统无线通讯采用 2.4G 直接序列扩频通讯技术，抗干扰能力强，通讯距离远8) 双向呼叫功能：系统实现了无线编码器(定位卡)与地面中心站双向呼叫的功能，中心站可寻呼无线编码器(定位卡)，无线编码器(定位卡)可向中心站发送紧急报警信息在采掘平面图或巷道布置平面图上实时动态显示分站、人员的相对位置9) 无线距离：无线读卡器与无线编码器的寻呼通讯距(空间无障碍)≤150 m10) 无线编码器的工作时间及电池寿命：无线编码器充一次电的使用时间不少于 120 天；电池的使用寿命不小于 3 年11) 无线编码器多种形式：无线编码器分为两类：一种是人员配备，二种是车辆配备，其中人员配备分为两种：一种是配带在腰带上，一种是粘接在矿灯上。

12) 信息录入功能：系统具有单位部门和人员信息的录入、修改、删除的定义，以及煤矿实际应中的班次定义、班次灵活分配的功能13) 报警功能：对于指定的禁区，如果有人员进入，实时报警，并将报警信息以语音提示、弹出窗口等方式显示，并显示进入禁区的人员信息，对于井下矿工的求救报警除了以上提示外，在采掘平面图或巷道布置平面图上切换到求救人员的位置，并且闪烁；通过设定相应工种的下井时间，对超过时间的人员发出报警，并给出相关人员的信息14) 人员轨迹和信息查询功能：可查询当前井下人员的数量及分布情况查找任一指定井下人员在某个时间段内的活动轨迹，并在图中画出实际的行走轨迹；选定某一区域，可获得当前该区域的人员信息，选定某一无线读卡器，可获得经过无线读卡器的人员信息和时间，以及所在区队班组、主要工作地点、每月下井次数、下井时间、每天下井情况等显示、打印、查询等功能。