MLM煤礦人員傳感定位管理系統(tǒng)-解決方案

2.1 系統(tǒng)介紹
煤礦人員傳感定位管理系統(tǒng)集無線數(shù)據(jù)傳輸、井下人員考勤、跟蹤定位監(jiān)測、安全生產(chǎn)事故預(yù)防、災(zāi)后急救預(yù)案、日常工作管理為一體的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用管理系統(tǒng)。
系統(tǒng)實施目標(biāo)：智慧礦山 、礦井人員物聯(lián)網(wǎng)。

RFID傳感芯片(3D圖)
2.2 系統(tǒng)方案設(shè)計規(guī)劃
煤礦人員傳感定位管理系統(tǒng)涉及計算機(jī)信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、電子電路、防爆電源、數(shù)字通訊、無線感應(yīng)識別技術(shù)等。
在設(shè)計方案時，結(jié)合礦井特殊運行環(huán)境，我們除了考慮其功能外，還在穩(wěn)定性、可靠性、抗干擾能力、容錯能力及異常保護(hù)等方面也進(jìn)行了充分考慮。
項目方案利用現(xiàn)有成熟的煤礦高速工業(yè)以太網(wǎng)加現(xiàn)場總線系統(tǒng)作為主傳輸平臺，開發(fā)相應(yīng)的RFID采集基站、FRID芯片等設(shè)備與系統(tǒng)，通過RFID采集基站及礦工信息管理專用系統(tǒng)與主系統(tǒng)以標(biāo)準(zhǔn)的專用數(shù)據(jù)庫進(jìn)行后臺數(shù)據(jù)交換，從而實現(xiàn)井下作業(yè)人員的跟蹤定位、安全管理和考勤管理。
系統(tǒng)總體設(shè)計主要體現(xiàn)： 實現(xiàn)煤礦井下作業(yè)人員進(jìn)出的有效身份識別和監(jiān)測監(jiān)控，使管理系統(tǒng)充分體現(xiàn)“人性化、信息化和高度自動化”，實現(xiàn)數(shù)字化、智能化礦山的目標(biāo)。
為煤礦管理人員提供人員進(jìn)出限制、考勤作業(yè)、定位監(jiān)測監(jiān)控等多方面的管理信息，一旦發(fā)生安全生產(chǎn)事故，通過該系統(tǒng)可探測事故現(xiàn)場具體作業(yè)人員及其數(shù)量，為搶險救災(zāi)和安全救護(hù)工作的高效運作提供保障。
管理系統(tǒng)可輕松聯(lián)接互聯(lián)網(wǎng)，B/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)管理平臺，同步實現(xiàn)縣、市、省及更廣闊地域物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控和管理。

2.3 系統(tǒng)原理
煤礦人員傳感系統(tǒng)是由地面監(jiān)控中心主計算機(jī)在信息管理系統(tǒng)支持下，通過數(shù)據(jù)傳輸接口和沿巷道鋪設(shè)的通訊光纖或電纜，在有效識別距離內(nèi)，由井下安裝的RFID采集基站定時進(jìn)行數(shù)據(jù)巡檢和信息采集， RFID采集基站將自動采集的礦工佩戴的FRID芯片的信息，并根據(jù)系統(tǒng)指令，通過傳輸網(wǎng)絡(luò)將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送至地面中心站。數(shù)據(jù)信息經(jīng)分析處理后，將井下人員（或機(jī)車等移動目標(biāo)）動態(tài)分布在主計算機(jī)界面中得以實時反映，從而實現(xiàn)井下安全狀態(tài)在井上數(shù)字化信息管理。
煤礦生產(chǎn)企業(yè)在信息管理系統(tǒng)中輸入工作人員相關(guān)信息后，向下井工作人員裝備FRID芯片。
地面生產(chǎn)指揮和控制核心部門系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫將記錄該FRID芯片相對應(yīng)人員的基本信息，包括姓名、年齡、性別、所屬班組、所屬工種、職務(wù)、本人照片、有效期等基本信息。
進(jìn)入坑道的工作人員必須隨身攜帶FRID芯片，當(dāng)下井人員經(jīng)過設(shè)置識別系統(tǒng)的地點時被系統(tǒng)識別，系統(tǒng)將讀取該FRID芯片上的信息，然后通過系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)，將下井人員通過的路段、時間等資料傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，并可同時在地理信息大屏幕墻上出現(xiàn)提示信息，顯示通過人員的姓名。如果FRID芯片上的信息無效或進(jìn)入了限制通道，系統(tǒng)將自動報警，安全監(jiān)控中心的值班人員接到報警信號，立即執(zhí)行相關(guān)安全工作管理程序。
生產(chǎn)單位可根據(jù)生產(chǎn)計劃，對該FRID芯片進(jìn)行授權(quán)管理。授權(quán)范圍包括：該員工可以準(zhǔn)入的坑道或作業(yè)面等。
如果坑道一旦發(fā)生安全生產(chǎn)事故，地面生產(chǎn)指揮部門和監(jiān)控中心將會在第一時間內(nèi)可以知道被困人員的基本情況，救險隊可以通過系統(tǒng)遠(yuǎn)距離識別裝置，確認(rèn)遇險人員的大概位置，便于救護(hù)工作的安全和高效運作，便于事故救助工作的開展。
系統(tǒng)同時可以自動生成考勤作業(yè)的統(tǒng)計與信息管理等方面的報表數(shù)據(jù)，提高煤炭企業(yè)管理能力和生產(chǎn)效益。
2.4 系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)
（1） AQ6210—2007 《煤礦井下作業(yè)人員管理系統(tǒng)通用技術(shù)條件》
（2） GA/T75《安全防范工程程序與要求》
（3） MT209-1990《煤礦通信、檢測、控制用電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)要求》
（4） 《國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局煤礦人員管理系統(tǒng)通用技術(shù)條件和使用管理規(guī)范》
2.5 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

2.6 系統(tǒng)功能及特點
2.6.1 實時顯示井下人員動態(tài)
? 任一時間查詢并顯示井下某個地點的人數(shù)、分布情況及身份。
? 查詢一個或多個人員現(xiàn)在的井下實際位置、活動軌跡。
? 記錄有關(guān)人員在任一地點的到/離時間和總工作時間等一系列信息，可以督促和落實重要巡查人員（如：瓦斯檢測人員）是否按時、到點的進(jìn)行實地查看，或進(jìn)行各項數(shù)據(jù)的檢測和處理，從根本上盡量杜絕因人為因素而造成的相關(guān)事故。
2.6.2 下井人員智能考勤
可對出入井人員進(jìn)行統(tǒng)計，實現(xiàn)下井人員考勤記錄，建立并打印人員出入井的各種信息報表（如：下井時間報表、出勤月報表、加班報表、缺勤報表等等），方便管理人員的查詢與管理。
2.6.3 安全生產(chǎn)事故應(yīng)急
一旦發(fā)生各類生產(chǎn)事故，上位機(jī)立即能顯示出事故地點的人員數(shù)量、人員信息，人員位置等信息，為后續(xù)救援工作提供主要依據(jù)，能在最短的時間內(nèi)作出準(zhǔn)確判斷，減少盲目性。
2.6.4 信息數(shù)據(jù)多點共享
系統(tǒng)控制中心及網(wǎng)絡(luò)終端可以局域網(wǎng)方式聯(lián)網(wǎng)運行，使網(wǎng)上所有終端在使用權(quán)限范圍內(nèi)實現(xiàn)信息多點共享，供多個礦井各部門及領(lǐng)導(dǎo)同時在不同地點共享監(jiān)測信息、系統(tǒng)綜合分析信息、查詢各類數(shù)據(jù)報表。
也可以通過網(wǎng)絡(luò)化可實現(xiàn)礦井目標(biāo)定位安全管理信息的充分共享，為礦井各部門及上級各層領(lǐng)導(dǎo)及時提供實時監(jiān)測信息與歷史信息，為他們監(jiān)督指揮決策提供重要依據(jù)。同時可以和全省煤礦管理網(wǎng)連接，實現(xiàn)全省井下人員網(wǎng)絡(luò)化管理。
2.6.5 GIS 的地圖功能
支持多種圖形格式。全面支持實時多任務(wù)。
2.6.6 禁區(qū)報警功能
對于指定的禁區(qū)，如果有非授權(quán)人員進(jìn)入，實時聲音報警，并顯示進(jìn)入禁區(qū)的人數(shù)及身份。
2.6.7 后備電力
系統(tǒng)產(chǎn)品的坑道壁掛式設(shè)計，保證系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下能連續(xù)運轉(zhuǎn)，并提供斷電后2小時的供電電源。
2.6.8 獨立應(yīng)急功能
RFID采集基站與地面中心站如果失去聯(lián)系時，仍能獨立工作，自動存儲人員監(jiān)測數(shù)據(jù)。
2.7 系統(tǒng)設(shè)備

2.7.1 本安型RFID采集基站

? RFID采集基站用于現(xiàn)場識別信號數(shù)據(jù)的采集基站，它作為CAN總線的一個節(jié)點掛接在CAN總線上進(jìn)行通信。
? RFID采集基站將接收RFID芯片發(fā)射出的ID碼，并主動將此ID碼連同自己的節(jié)點地址一起向監(jiān)控機(jī)發(fā)送。
? RFID采集基站為本質(zhì)安全型設(shè)備。
2.7.2 地面監(jiān)控中心

2.7.3 RFID 芯片

Rfid芯片卡用于射頻數(shù)據(jù)收發(fā)，被受監(jiān)控的移動目標(biāo)攜帶。
芯片不斷發(fā)送一個唯一的識別碼ID碼，這一ID碼隱含了該目標(biāo)的特征等相關(guān)數(shù)據(jù)。
下井工作人員必須隨身攜帶RFID芯片。（一般嵌在安全帽內(nèi)）
RFID芯片包含一片430單片機(jī)和微功率2.4GHz無線射頻芯片。
標(biāo)識卡為本質(zhì)安全型設(shè)備。
2.8 系統(tǒng)管理界面（C / S ）



3 系統(tǒng)設(shè)計實施
3.1 RFID 采集基站安裝
下圖所示為RFID采集基站側(cè)裝方式，適于出入口沒有門型裝置或者不便架設(shè)門型裝置等

RFID采集基站安裝方式（側(cè)裝）

如下所示為RFID采集基站頂裝方式，適合于有門型裝置的出入口。

RFID采集基站方式 (頂裝)
3.2 系統(tǒng)實施準(zhǔn)備
3.2.1 實施、安裝設(shè)計圖紙及必要的技術(shù)文件必須齊全，施工方案和安裝程序必須符合最新煤礦安全的相關(guān)要求。
3.2.2 人員組織，現(xiàn)場了解，圖紙資料熟悉，設(shè)計人員進(jìn)行徹底交底，現(xiàn)場人員應(yīng)具備電氣專業(yè)施工、安裝技能等專業(yè)知識的培訓(xùn)，經(jīng)相關(guān)機(jī)關(guān)審查合格，持證上崗。能在各自的工作崗位上保證工程質(zhì)量，完成各自的任務(wù)。同時現(xiàn)場人員要對用戶負(fù)責(zé)，保守系統(tǒng)秘密（如密碼、口令等），將保密人員限制在最小范圍。
3.2.3 管線埋設(shè)與管道布線應(yīng)符合最新的煤礦安全規(guī)程以及國家現(xiàn)行的《電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范》及綜合布線規(guī)范的規(guī)定。如對設(shè)計圖紙、器材型號等有所變更，必須經(jīng)雙方共同批準(zhǔn)后方可實施。
3.2.4 設(shè)備的安裝應(yīng)符合設(shè)計圖紙和產(chǎn)品使用安裝的要求。
3.3 系統(tǒng)實施
3.3.1 據(jù)礦山實際需求進(jìn)行礦圖研究，實地調(diào)研考察，并與礦山主管人員確定本安型RFID采集基站安裝數(shù)量、相應(yīng)安裝位置等基本要求。
3.3.2 確定主干網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸接口數(shù)量和安裝位置。
3.3.3 鋪設(shè)物理鏈路及光纜、電纜等，如已有光纜，可利用此光纜的剩余芯數(shù)搭建。豎井或斜井電纜應(yīng)采用鎧裝加強光纜或電纜，固定敷設(shè)在井壁上。
3.4 系統(tǒng)試運行及驗收
3.4.1 系統(tǒng)試運行
系統(tǒng)實施調(diào)試完畢后即進(jìn)入試運行階段，試運行是為了檢測系統(tǒng)工作穩(wěn)定性，同時驗證系統(tǒng)實現(xiàn)的功能，試運行完畢后即進(jìn)入系統(tǒng)驗收階段。
3.4.2 系統(tǒng)驗收
系統(tǒng)經(jīng)測試考核合格后，提供系統(tǒng)驗收報告后，公司雙方代表應(yīng)在驗收證書簽字確認(rèn)，進(jìn)入系統(tǒng)運營維護(hù)期。
3.4.3 維護(hù)期要求
系統(tǒng)運營維護(hù)期期間，我公司負(fù)責(zé)合同范圍內(nèi)設(shè)備、軟件系統(tǒng)維護(hù)工作。
4 系統(tǒng)運行和售后保障
4.1.1 系統(tǒng)多種保障運行措施
? 供電電源電壓變化范圍在6～12V；頻率變化范圍在2.4～2.48GHz(全范圍)之內(nèi)系統(tǒng)均可正常工作。
? 該系統(tǒng)具有防水、防爆、耐鹽霧、抗風(fēng)沙、防塵等性能，適應(yīng)室外惡劣條件下不間斷工作，系統(tǒng)能夠適應(yīng)環(huán)境溫度為 - 40℃～ + 80℃，在國內(nèi)北方南方大部分高溫和低溫地區(qū)都能可靠運行。
? 系統(tǒng)中使用的電子設(shè)備內(nèi)部漏電及短路保護(hù)裝置、避雷裝置、熔斷裝置均符合國家有關(guān)電氣安全標(biāo)準(zhǔn)要求。 系統(tǒng)具有自診斷、自恢復(fù)功能；
? 對于設(shè)備斷電后重新來電，系統(tǒng)能自動啟動運行并自動加載已設(shè)定的工作參數(shù)。標(biāo)識卡電量不足時能夠自動報警。
4.2 售后服務(wù)的形式
4.2.1 電話咨詢
我公司提供每周5天，每天8小時不間斷的電話支持服務(wù)，解答煤炭企業(yè)在系統(tǒng)使用、維護(hù)過程中遇到的問題，及時提出解決問題的建議和操作方法。
4.2.2 現(xiàn)場響應(yīng)
自收到煤炭企業(yè)服務(wù)請求起二十四小時內(nèi)，若以上服務(wù)形式不能解決問題，公司將立即派技術(shù)人員到現(xiàn)場進(jìn)行故障處理。
4.2.3 技術(shù)培訓(xùn)
? 技術(shù)培訓(xùn)工作的好壞，直接關(guān)系到企業(yè)是否能夠熟練掌握和使用整個系統(tǒng)，因此我公司非常重視培訓(xùn)工作。
? 合同簽定后，我公司將組織相關(guān)人員確定培訓(xùn)實施方案及內(nèi)容，對企業(yè)員工進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)。





5 礦用產(chǎn)品安全認(rèn)證


圖一：RFID芯片 圖二：本安型RFID采集基站




圖三： 本安型數(shù)據(jù)通訊接口 圖四：礦用隔爆兼本案型光端機(jī)



6 系統(tǒng)硬件防爆認(rèn)證



圖一：RFID采集基站 圖二：RFID芯片




圖三：RFID礦用數(shù)字接口 圖四：礦用光端機(jī)



7 成功案例

山東新宏煤礦
神華集團(tuán) - 陜西集華柴家溝煤礦
陜西煤業(yè)化工集團(tuán) - 大佛寺煤礦
河南平煤集團(tuán) - 天安十二礦
安徽淮北礦務(wù)局 - 楊莊煤礦
河南義煤集團(tuán) - 耿村煤礦




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