煤矿人员传感定位管理系统-解决方案

煤矿人员传感定位管理系统-解决方案2.1系统介绍煤矿人员传感定位管理系统集无线数据传输、井下人员考勤、跟踪定位监测、安全生产事故预防、灾后急救预案、日常工作管理为一体的物联网应用管理系统。系统实施目标：智慧矿山、矿井人员物联网。RFID传感芯片(3D图)2.2系统方案设计规划煤矿人员传感定位管理系统涉及计算机信息系统、数据库、电子电路、防爆电源、数字通讯、无线感应识别技术等。在设计方案时，结合矿井特殊运行环境，我们除了考虑其功能外，还在稳定性、可靠性、抗干扰能力、容错能力及异常保护等方面也进行了充分考虑。项目方案利用现有成熟的煤矿高速工业以太网加现场总线系统作为主传输平台，开发相应的RFID采集基站、FRID芯片等设备与系统，通过RFID采集基站及矿工信息管理专用系统与主系统以标准的专用数据库进行后台数据交换，从而实现井下作业人员的跟踪定位、安全管理和考勤管理。系统总体设计主要体现：实现煤矿井下作业人员进出的有效身份识别和监测监控，使管理系统充分体现“人性化、信息化和高度自动化”，实现数字化、智能化矿山的目标。为煤矿管理人员提供人员进出限制、考勤作业、定位监测监控等多方面的管理信息，一旦发生安全生产事故，通过该系统可探测事故现场具体作业人员及其数量，为抢险救灾和安全救护工作的高效运作提供保障。管理系统可轻松联接互联网，B/S结构的系统管理平台，同步实现县、市、省及更广阔地域物联网监控和管理。2.3系统原理煤矿人员传感系统是由地面监控中心主计算机在信息管理系统支持下，通过数据传输接口和沿巷道铺设的通讯光纤或电缆，在有效识别距离内，由井下安装的RFID采集基站定时进行数据巡检和信息采集，RFID采集基站将自动采集的矿工佩戴的FRID芯片的信息，并根据系统指令，通过传输网络将相关数据传送至地面中心站。数据信息经分析处理后，将井下人员（或机车等移动目标）动态分布在主计算机界面中得以实时反映，从而实现井下安全状态在井上数字化信息管理。煤矿生产企业在信息管理系统中输入工作人员相关信息后，向下井工作人员装备FRID芯片。地面生产指挥和控制核心部门系统数据库将记录该FRID芯片相对应人员的基本信息，包括姓名、年龄、性别、所属班组、所属工种、职务、本人照片、有效期等基本信息。进入坑道的工作人员必须随身携带FRID芯片，当下井人员经过设置识别系统的地点时被系统识别，系统将读取该FRID芯片上的信息，然后通过系统传输网络，将下井人员通过的路段、时间等资料传输到地面监控中心进行数据管理，并可同时在地理信息大屏幕墙上出现提示信息，显示通过人员的姓名。如果FRID芯片上的信息无效或进入了限制通道，系统将自动报警，安全监控中心的值班人员接到报警信号，立即执行相关安全工作管理程序。生产单位可根据生产计划，对该FRID芯片进行授权管理。授权范围包括：该员工可以准入的坑道或作业面等。如果坑道一旦发生安全生产事故，地面生产指挥部门和监控中心将会在第一时间内可以知道被困人员的基本情况，救险队可以通过系统远距离识别装置，确认遇险人员的大概位置，便于救护工作的安全和高效运作，便于事故救助工作的开展。系统同时可以自动生成考勤作业的统计与信息管理等方面的报表数据，提高煤炭企业管理能力和生产效益。2.4系统设计依据（1）AQ6210—2007《煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件》（2）GA/T75《安全防范工程程序与要求》（3）MT209-1990《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》（4）《国家安全生产监督管理总局煤矿人员管理系统通用技术条件和使用管理规范》2.5系统拓扑结构图2.6系统功能及特点2.6.1实时显示井下人员动态?任一时间查询并显示井下某个地点的人数、分布情况及身份。?查询一个或多个人员现在的井下实际位置、活动轨迹。?记录有关人员在任一地点的到/离时间和总工作时间等一系列信息，可以督促和落实重要巡查人员（如：瓦斯检测人员）是否按时、到点的进行实地查看，或进行各项数据的检测和处理，从根本上尽量杜绝因人为因素而造成的相关事故。2.6.2下井人员智能考勤可对出入井人员进行统计，实现下井人员考勤记录，建立并打印人员出入井的各种信息报表（如：下井时间报表、出勤月报表、加班报表、缺勤报表等等），方便管理人员的查询与管理。2.6.3安全生产事故应急一旦发生各类生产事故，上位机立即能显示出事故地点的人员数量、人员信息，人员位置等信息，为后续救援工作提供主要依据，能在最短的时间内作出准确判断，减少盲目性。2.6.4信息数据多点共享系统控制中心及网络终端可以局域网方式联网运行，使网上所有终端在使用权限范围内实现信息多点共享，供多个矿井各部门及领导同时在不同地点共享监测信息、系统综合分析信息、查询各类数据报表。也可以通过网络化可实现矿井目标定位安全管理信息的充分共享，为矿井各部门及上级各层领导及时提供实时监测信息与历史信息，为他们监督指挥决策提供重要依据。同时可以和全省煤矿管理网连接，实现全省井下人员网络化管理。2.6.5GIS的地图功能支持多种图形格式。全面支持实时多任务。2.6.6禁区报警功能对于指定的禁区，如果有非授权人员进入，实时声音报警，并显示进入禁区的人数及身份。2.6.7后备电力系统产品的坑道壁挂式设计，保证系统在恶劣环境下能连续运转，并提供断电后2小时的供电电源。2.6.8独立应急功能RFID采集基站与地面中心站如果失去联系时，仍能独立工作，自动存储人员监测数据。2.7系统设备2.7.1本安型RFID采集基站?RFID采集基站用于现场识别信号数据的采集基站，它作为CAN总线的一个节点挂接在CAN总线上进行通信。?RFID采集基站将接收RFID芯片发射出的ID码，并主动将此ID码连同自己的节点地址一起向监控机发送。?RFID采集基站为本质安全型设备。2.7.2地面监控中心2.7.3RFID芯片Rfid芯片卡用于射频数据收发，被受监控的移动目标携带。芯片不断发送一个唯一的识别码ID码，这一ID码隐含了该目标的特征等相关数据。下井工作人员必须随身携带RFID芯片。（一般嵌在安全帽内）RFID芯片包含一片430单片机和微功率2.4GHz无线射频芯片。标识卡为本质安全型设备。2.8系统管理界面（C/S）3系统设计实施3.1RFID采集基站安装下图所示为RFID采集基站侧装方式，适于出入口没有门型装置或者不便架设门型装置等RFID采集基站安装方式（侧装）如下所示为RFID采集基站顶装方式，适合于有门型装置的出入口。RFID采集基站方式(顶装)3.2系统实施准备3.2.1实施、安装设计图纸及必要的技术文件必须齐全，施工方案和安装程序必须符合最新煤矿安全的相关要求。3.2.2人员组织，现场了解，图纸资料熟悉，设计人员进行彻底交底，现场人员应具备电气专业施工、安装技能等专业知识的培训，经相关机关审查合格，持证上岗。能在各自的工作岗位上保证工程质量，完成各自的任务。同时现场人员要对用户负责，保守系统秘密（如密码、口令等），将保密人员限制在最小范围。3.2.3管线埋设与管道布线应符合最新的煤矿安全规程以及国家现行的《电气装置安装工程施工及验收规范》及综合布线规范的规定。如对设计图纸、器材型号等有所变更，必须经双方共同批准后方可实施。3.2.4设备的安装应符合设计图纸和产品使用安装的要求。3.3系统实施3.3.1据矿山实际需求进行矿图研究，实地调研考察，并与矿山主管人员确定本安型RFID采集基站安装数量、相应安装位置等基本要求。3.3.2确定主干网络结构及相应的数据传输接口数量和安装位置。3.3.3铺设物理链路及光缆、电缆等，如已有光缆，可利用此光缆的剩余芯数搭建。竖井或斜井电缆应采用铠装加强光缆或电缆，固定敷设在井壁上。3.4系统试运行及验收3.4.1系统试运行系统实施调试完毕后即进入试运行阶段，试运行是为了检测系统工作稳定性，同时验证系统实现的功能，试运行完毕后即进入系统验收阶段。3.4.2系统验收系统经测试考核合格后，提供系统验收报告后，公司双方代表应在验收证书签字确认，进入系统运营维护期。3.4.3维护期要求系统运营维护期期间，我公司负责合同范围内设备、软件系统维护工作。4系统运行和售后保障4.1.1系统多种保障运行措施?供电电源电压变化范围在6～12V；频率变化范围在2.4～2.48GHz(全范围)之内系统均可正常工作。?该系统具有防水、防爆、耐盐雾、抗风沙、防尘等性能，适应室外恶劣条件下不间断工作，系统能够适应环境温度为-40℃～+80℃，在国内北方南方大部分高温和低温地区都能可靠运行。?系统中使用的电子设备内部漏电及短路保护装置、避雷装置、熔断装置均符合国家有关电气安全标准要求。系统具有自诊断、自恢复功能；?对于设备断电后重新来电，系统能自动启动运行并自动加载已设定的工作参数。标识卡电量不足时能够自动报警。4.2售后服务的形式4.2.1电话咨询我公司提供每周5天，每天8小时不间断的电话支持服务，解答煤炭企业在系统使用、维护过程中遇到的问题，及时提出解决问题的建议和操作方法。4.2.2现场响应自收到煤炭企业服务请求起二十四小时内，若以上服务形式不能解决问题，公司将立即派技术人员到现场进行故障处理。4.2.3技术培训?技术培训工作的好坏，直接关系到企业是否能够熟练掌握和使用整个系统，因此我公司非常重视培训工作。?合同签定后，我公司将组织相关人员确定培训实施方案及内容，对企业员工进行技术培训。