井下人员定位系统

前 言
长期以来，煤炭一直是我国的重要基础能源和原料，煤炭生产关系国计民生。然而，由于种种原因，煤炭生产事故时有发生，如何加强安全生产的防范措施，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、快速履行煤矿安全监测职能，保证抢险救灾、安全救护的高效运作，摆到了国家各级主管部门和领导的面前。同时，如何改变目前煤矿企业对井下人员落后的管理模式，如何实现管理的现代化、信息化也成为所有煤矿企业关心的问题。经过长期的探索，我们发现建立以灾害预防、事故救助、电子信息化管理为主要目标的信息化和智能化建设势在必行。 为了不断加强煤炭企业的日常管理及抢险救援工作，我们采用国际最新的射频识别技术，开发了 "煤矿井下人员定位系统"，这一科技成果的实现，必将为煤矿企业的安全生产和经营管理上台阶、上水平带来新的契机。
在管理方面实现的基本功能包括：
1、 通过基于GIS技术的地理信息实时显示、查询井下情况：
1) 准确展示任一时间井下或某个地点究竟有多少人，以及这些人的基本情况。
2) 每个人在井下任一时间段的活动轨迹。
3) 查询一个或多个人员当前的实际位置。
4) 查询有关人员在任一地点的到/离时间和总工作时间等信息，便于督促重要巡查人员（如：瓦斯检测人员、温度检测人员、排风人员等）按时进行各项数据的测试和处理，从而为杜绝由于人为因素造成事故提供了重要技术手段。
5) 可实现多点共享供多个领导同时在不同地点查看。
2、 系统可根据井下的实际地理情况及人员分布情况制作相应的动态图，使井下人员活动情况生动形象、一目了然；
3、 自动统计出各类人员下井的各种报表如：
1) 生产人员的下井时间报表、出勤月报表、加班报表、请假或缺勤报表等管理所需报表。
2) 制定和统计管理人员的巡查情况报表等等。
3) 其他人员如参观、考察人员是否按要求到指定区域等。
4、 一旦发生事故，能立即查出遇险人员数量、基本状况、所在位置等重要信息。
5、 抢险时采取移动式识别装置，可准确快速识别遇险人员具体位置，提高抢险救援工作的效果。
在设备管理方面实现的功能包括：
1、 展现车辆和其他重要设备的具体实时位置。
2、 统计每一辆矿车每天的运输的次数和出入频率，便于管理。
系统介绍
1、 系统设计原则
1) 实现井下坑道作业面工作人员进出的有效识别，使系统管理充分体现"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、人员进出限制等多方面的信息查询。
3) 一旦发生安全事故，通过该系统立刻可以知道坑道作业面工作人员的数量，保证抢险救灾和安全救护工作的高效运作。
4) 系统设计的安全性、可扩容性、易维护性和易操作性。
2、 系统构成

 

系统构成简图

3、 系统特点：
1) 高度自动化。
2) 先进的网络通讯系统。
3) 基于GIS技术的地理信息显示、查询系统。
4) 完善的数据分析系统。
5) 安全、可靠，在恶劣环境下24小时正常工作。
4、 卓越性能
1) 采用先进的调度算法优化系统数据处理能力。
2) 极高的防冲突性，采用多种防冲突方案，可同时识别200个以上标识。
3) 高度的识别可靠性，误读率小于十万分之五。
4) 传输距离远，可达20公里，满足大多数煤矿需要。
5) 安装方便，一体化设计，无需外接天线或地感。
6) 可实现有方向性和无方向性的识别。
7) 高可靠，适应工矿工作环境（-40℃-85℃），防水，防冲击。
8) 超低功耗，更健康、更安全。
9) 全球开放的ISM微波频段，无须申请和付费。
10) 高抗干扰性，对现场各种干扰源无特殊要求。
5、 系统工作原理
首先在井下的各个坑道和所有人员可能经过的通道中安放若干个无线标识传感器，具体数量和位置根据现场实际工况和要实现的功能要求而定，并且将它们通过网络布线和地面控制中心的计算机联网。同时在每个下井人员佩带的矿灯上安置一个信号感应器，当下井人员进入井下以后，只要通过或接近放置在坑道内的任何一个无线标识传感器，无线标识传感器即会马上感应到信号同时立即上传到控制中心的计算机上，计算机马上就可判断出具体信息（如：是谁，在哪个位置，具体时间），同时把它显示在控制中心的大屏幕或电脑显示屏上并做好备份，管理者也可以根据大屏幕上或电脑上的分布示意图点击井下某一位置，计算机即会把这一区域的人员情况统计并显示出来。同时控制中心的计算机会根据一段时间的人员出入信息整理出这一时期的每个下井人员的各种出勤报表（如：出勤率、总出勤时间、迟到/早退记录、未出勤时间等）。另外，一旦井下发生事故，可根据电脑中的人员分布信息马上查出事故地点的人员情况，然后可再用特殊的探测器在事故处进一步确定人员位置，以便帮助营救人员以准确快速的方式营救出被困人员。矿车和其他设备的管理原理大致相同。