煤礦井下人員定位管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

一．應(yīng)用背景

隨著國家對煤礦安全生產(chǎn)工作的重視程度日益提高，現(xiàn)有煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控、監(jiān)測設(shè)備技術(shù)上的不足和缺陷也逐漸顯現(xiàn)出來，已經(jīng)影響到煤礦安全工作的正常開展。針對這些情況，陸續(xù)推出了針對不同用戶和安全監(jiān)管部門的煤礦安全解決方案，同時跟相關(guān)設(shè)備生產(chǎn)廠家開展深層次的合作，共同開發(fā)與之配套的監(jiān)控軟件平臺，為煤礦以及其他行業(yè)的安全生產(chǎn)保駕護航。煤礦井下人員定位管理系統(tǒng)就是其中之一。

二．產(chǎn)品概述

礦山井下人員定位管理系統(tǒng)是集計算機軟硬件、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、自動化控制等多技術(shù)、多學(xué)科綜合應(yīng)用為一體的自動識別產(chǎn)品。該產(chǎn)品通過對礦山坑道內(nèi)的移動目標，非接觸式的遠距離自動數(shù)據(jù)采集、處理、實現(xiàn)對人、車、物等移動或靜止狀態(tài)的自動識別，從而實現(xiàn)目標的自動化管理，概括如下：

　　◆　礦山井下人員定位跟蹤系統(tǒng)可實現(xiàn)對目標的準確識讀

　　　　·　井下總線和井上網(wǎng)絡(luò)形成聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

　　　　·　軟件實現(xiàn)人員監(jiān)控、統(tǒng)計分析、查詢及其它管理功能

　　◆　實現(xiàn)人員安全監(jiān)控和礦山數(shù)字信息化

　　　　·　下井人員情況監(jiān)控和定位

　　　　·　應(yīng)急救援、事故調(diào)查和安全管理

　　　　·　礦山數(shù)字信息化

該產(chǎn)品是結(jié)合煤礦井下安全生產(chǎn)的特點及RFIO技術(shù)的特性，通過自身技術(shù)力量設(shè)計并生產(chǎn)制造的適用于煤礦使用且具有自主知識產(chǎn)權(quán)的智能定位設(shè)備，整套系統(tǒng)的軟件平臺以紫金橋監(jiān)控組態(tài)軟件為基礎(chǔ)。具有隔爆安全設(shè)計，系統(tǒng)作用距離遠、可根據(jù)需要調(diào)整系統(tǒng)的識別范圍、識別無盲區(qū)、信號穿透力強、安全保密性能高、對人體無電磁污染、環(huán)境適應(yīng)性強、可同時識別眾多目標、便于網(wǎng)絡(luò)連接等性能優(yōu)點。這種嶄新的信息采集、存貯、傳遞和處理技術(shù)，已迅速得到國內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注，對煤礦井下人員定位跟蹤管理有著重要的現(xiàn)實意義。

GPRS 是通用分組無線業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service)的英文簡稱，是在現(xiàn)有GSM 系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的承載業(yè)務(wù)，目的是為GSM 用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS 采用與GSM 同樣的無線調(diào)制標準、同樣的頻帶、同樣的突發(fā)結(jié)構(gòu)、同樣的跳頻規(guī)則以及同樣的TDMA 幀結(jié)構(gòu)，這種新的分組數(shù)據(jù)信道與當前的電路交換的話音業(yè)務(wù)信道極其相似。因此，現(xiàn)有的基站子系統(tǒng)(BSS)從一開始就可提供全面的GPRS 覆蓋。GPRS 允許用戶在端到端分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò)資源。從而提供了一種高效、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。GPRS 理論帶寬可達171.2Kb/s，實際應(yīng)用帶寬大約在10~70Kb/s，在此信道上提供TCP/IP 連接，可以用于INTERNET 連接、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葢?yīng)用。

GPRS 是一種新的移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，在移動用戶和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間提供一種連接，給移動用戶提供高速無線IP。GPRS 采用分組交換技術(shù)，每個用戶可同時占用多個無線信道，同一無線信道又可以由多個用戶共享，資源被有效的利用，數(shù)據(jù)傳輸速率高達160Kbps。使用GPRS技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)分組發(fā)送和接收，用戶永遠在線且按流量計費，迅速降低了服務(wù)成本。GPRS 移動數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)有很大的應(yīng)用范圍，幾乎所有中低速率的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)都可以應(yīng)用，如城市配電網(wǎng)絡(luò)自動化、自來水、煤氣管道自動化、商業(yè)POS 機、INTERNET 接入、個人信息、股票信息、金融、交通、公安等。

應(yīng)用軟件使用的是紫金橋組態(tài)軟件，該公司是一家多年專業(yè)從事工控組態(tài)軟件和企業(yè)實時數(shù)據(jù)庫開發(fā)和應(yīng)用的高科技公司。公司自助研發(fā)的“紫金橋”系列組態(tài)軟件和實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)目前已經(jīng)推出3.6版本，它們設(shè)計起點高、適應(yīng)性強，應(yīng)用面廣，已經(jīng)在國家“九五”項目、國家“863”計劃、CIMS示范工程中發(fā)揮了重要作用。軟件的安全性、穩(wěn)定性和先進性都達到或超過了國內(nèi)外同類軟件的水平。價格與國內(nèi)外同類軟件相比更是有絕對的優(yōu)勢，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于石化、煉油、冶金、電力、化工、汽車、環(huán)保、時政、交通、智能樓宇、水利等諸多行業(yè)。這次在井下人員定位管理系統(tǒng)中的應(yīng)用不但充分利用了紫金橋組態(tài)軟件在其他行業(yè)應(yīng)用的成熟經(jīng)驗，同時有針對性地開發(fā)了很多新的功能，以滿足煤礦安全工作的特殊需求。在上級部門組織的評審和驗收中得到了很高的評價，為整套系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和功能拓展提供了可信賴的基礎(chǔ)軟件平臺。

三．產(chǎn)品組成及其功能

整個產(chǎn)品由井下數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和地面安全監(jiān)測管理系統(tǒng)構(gòu)成。

井下數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由智能定位器和射頻安全卡兩部分組成，具有如下特點：

　　◆　帶有射頻安全卡的對象經(jīng)過智能定位器時即被自動識別和讀取

　　◆　遠距離、多卡同時、完全自動讀取

◆　礦用智能定位器可通過GPRS/CDMA聯(lián)網(wǎng)組成多點監(jiān)控系統(tǒng)并進行定位

GPRS DTU可以通過GPRS網(wǎng)絡(luò)把只能定位器的數(shù)據(jù)傳到數(shù)據(jù)中心去。

礦用智能定位器

　　　◆　整體置于防爆殼內(nèi)

　　　◆　通過RFID模塊實現(xiàn)讀取

　　　◆　通過控制板實現(xiàn)數(shù)據(jù)過濾、存儲、轉(zhuǎn)發(fā)、通訊、聯(lián)網(wǎng)

　　　◆　485接口/可選光纖接口

　　　◆　礦用智能定位器可通過GPRS/CDMA聯(lián)網(wǎng)組成多點監(jiān)控系統(tǒng)并進行定位

在所有重要監(jiān)測點安裝礦用智能定位器，當攜帶有射頻安全卡的井下工作人員經(jīng)過監(jiān)測點時，系統(tǒng)自動識別人員信息，同時將數(shù)據(jù)實時傳輸至地面這安全監(jiān)測中心。一旦發(fā)生事故，可迅速查詢被困人員最后出現(xiàn)的地點及時間信息。

有源智能定位器（KJF89型井下讀卡分站）

　　　　★433M有源智能定位器

　　　　★ 支持多標簽，6S內(nèi)可讀出100個

有源射頻安全卡（KGE45型礦用有源標識卡）

　　　　★433M有源射頻安全卡

　　　　★ 標簽電池可更換

　　　　★人員隨意攜帶

　　　　★可以和礦燈結(jié)合使用

3.產(chǎn)品特點

　　　◆　識別必能突出

　　　◆　貼近當前煤礦需求

　　　◆　便于井下接入和聯(lián)網(wǎng)

　　　◆　具有智能過濾算法

　　　◆　強大靈活的通訊功能和控制指令

　　　◆　完備的應(yīng)用軟件：統(tǒng)計、查詢、分析

• 結(jié)合煤礦應(yīng)用：安全、穩(wěn)定、可靠

4.產(chǎn)品應(yīng)用

應(yīng)用求援生產(chǎn)管理安全管理

★人員定位

★生產(chǎn)人員考勤

★安全負責(zé)人考勤

★設(shè)備管理，定位調(diào)度

★人員實時監(jiān)控

★證卡綜合管理

• 網(wǎng)絡(luò)信息化監(jiān)管體系

其它應(yīng)用

　◆　在人員、設(shè)備識讀基礎(chǔ)上形成監(jiān)控系統(tǒng)

◆　形成專家?guī)煜到y(tǒng)，相關(guān)查詢、統(tǒng)計、分析

◆　和其它系統(tǒng)結(jié)合、實現(xiàn)煤礦管理信息化、網(wǎng)絡(luò)化

５.更多煤礦應(yīng)用和服務(wù)

總結(jié)：此井下人員定位系統(tǒng)已經(jīng)于近期通過國家相關(guān)安全主管部門驗收，取得“煤安”認證，并已經(jīng)在部分煤礦推廣應(yīng)用，為煤礦安全生產(chǎn)提供了良好的技術(shù)保障，為煤礦生產(chǎn)第一線的工人撐起了高科技的防護傘。以此為契機，紫金橋軟件在煤炭行業(yè)的應(yīng)用將進一步拓展和延伸，為國民經(jīng)濟能源支柱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出自己的貢獻。

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