背景和需求

煤礦安全生產(chǎn)事關(guān)人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全，各級(jí)政府一貫高度重視煤礦安全生產(chǎn)問題，并采取一系列措施不斷加強(qiáng)安全生產(chǎn)工作。通過不斷的努力，近一時(shí)期煤礦安全生產(chǎn)狀況總體上趨于穩(wěn)定好轉(zhuǎn)，但由于基礎(chǔ)薄弱等種種原因，煤礦安全生產(chǎn)狀況仍然不容樂觀。如何改變目前煤礦企業(yè)對(duì)井下人員落后的管理模式，如何實(shí)現(xiàn)管理的現(xiàn)代化、信息化也成為所有煤礦企業(yè)關(guān)心的問題，因此建立以災(zāi)害預(yù)防、事故救助、電子信息化管理為主要目標(biāo)的信息化和智能化建設(shè)勢在必行。而人員定位系統(tǒng)更是被列入重點(diǎn)系統(tǒng)中的重點(diǎn)系統(tǒng)。sdxypwlt20180408

1.2 系統(tǒng)簡述

KJ271礦井人員精準(zhǔn)定位系統(tǒng)由山東新云鵬電氣有限公司與山東科技大學(xué)合作，運(yùn)用高科技手段共同開發(fā)研制。系統(tǒng)的核心識(shí)別設(shè)備采用了具有國際先進(jìn)水平的技術(shù)，該技術(shù)采用了當(dāng)今先進(jìn)的0.18uM的芯片技術(shù)，使產(chǎn)品的性能和原來的技術(shù)相比得到了本質(zhì)的改進(jìn)，徹底解決了遠(yuǎn)距離、大流量、超低功耗、高速移動(dòng)的標(biāo)識(shí)物的識(shí)別和數(shù)據(jù)傳輸難題，而且成本較以往大大降低，同時(shí)也解決了中低頻電磁波技術(shù)感應(yīng)距離短、防沖突能力差的致命弱點(diǎn)。

KJ271礦井人員精準(zhǔn)定位系統(tǒng)是集井下人員考勤、跟蹤定位、井下信息發(fā)布、災(zāi)后急救、日常管理等一體的綜合性運(yùn)用系統(tǒng),集合了國內(nèi)識(shí)別技術(shù)、傳輸技術(shù)、軟件技術(shù)等Zui的產(chǎn)品和技術(shù)，是目前國內(nèi)技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行Zui穩(wěn)定、設(shè)計(jì)Zui專業(yè)化的井下人員定位系統(tǒng)。這一科技成果的實(shí)現(xiàn)，將為煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)和日常管理上臺(tái)階以及事故急救帶來了新的契機(jī)。

系統(tǒng)能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的將井下各個(gè)區(qū)域人員及設(shè)備的動(dòng)態(tài)情況反映到地面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使管理人員能夠隨時(shí)掌握井下人員、設(shè)備的分布狀況和每個(gè)礦工的運(yùn)動(dòng)軌跡，以便于進(jìn)行更加合理的調(diào)度管理。當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，救援人員也可根據(jù)KJ271礦用人員管理系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)、圖形，迅速了解有關(guān)人員的位置情況，及時(shí)采取相應(yīng)的救援措施，提高應(yīng)急救援工作的效率。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

（1）系統(tǒng)設(shè)備完全符合煤礦安全規(guī)程及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，并取得相關(guān)的生產(chǎn)許可證書；能在惡劣工業(yè)環(huán)境下可靠工作，抗燥能力強(qiáng)。

（2）自動(dòng)化：系統(tǒng)能自動(dòng)檢測井下坑道人員經(jīng)過監(jiān)測點(diǎn)的時(shí)間、地點(diǎn)信息，并自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)人員的考勤作業(yè)、統(tǒng)計(jì)及監(jiān)測管理。

（3）完備的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與信息查詢軟件：系統(tǒng)軟件具備專用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，包括人員通過坑道的信息采集和統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)，考勤作業(yè)的統(tǒng)計(jì)與管理分析系統(tǒng)，顯示并統(tǒng)計(jì)報(bào)表資料，為高層管理人員的查詢與管理提供全方位的服務(wù)。

（4）系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠性設(shè)計(jì)：系統(tǒng)產(chǎn)品采用坑道壁掛式設(shè)計(jì)，保證系統(tǒng)在惡劣的環(huán)境下能連續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（5）本系統(tǒng)能準(zhǔn)確地反映井下人員數(shù)量，能作為考勤的參考依據(jù)。

（6）該系統(tǒng)通過基于CAN總線技術(shù)的現(xiàn)場控制總線傳輸信息，具有通信速率高、開放性好、報(bào)文短、糾錯(cuò)能力強(qiáng)以及控制簡單、擴(kuò)展能力強(qiáng)、系統(tǒng)成本低等特點(diǎn)。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

（1） 系統(tǒng)安全性。所有井下設(shè)備為本質(zhì)安全型，完全符合煤礦安全規(guī)程及規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

（2）系統(tǒng)高可靠性。能在惡劣工業(yè)環(huán)境下可靠工作，抗燥能力強(qiáng)。各節(jié)點(diǎn)間具備隔離保護(hù)能力，不會(huì)因局部受損影響整個(gè)系統(tǒng)。

（3）數(shù)據(jù)完整性。在通信線路遭到破壞和斷電情況下，井下設(shè)備能夠獨(dú)立工作并保存數(shù)據(jù)，線路恢復(fù)后把數(shù)據(jù)完整上傳。

（4）及時(shí)性和準(zhǔn)確性。使用功能強(qiáng)大的ARM處理器、性能安全穩(wěn)定的CAN總線通信技術(shù)、先進(jìn)的0.18uM的技術(shù)芯片技術(shù)，從根本上保證并發(fā)讀卡量和數(shù)據(jù)通信的準(zhǔn)確無誤。

（5）經(jīng)濟(jì)高效性。技術(shù)方案設(shè)計(jì)充分考慮市場經(jīng)濟(jì)原則，有利于降低系統(tǒng)投資成本。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能

（1）實(shí)現(xiàn)井下坑道作業(yè)面工作人員有效識(shí)別，及時(shí)準(zhǔn)確的提供井下人員的數(shù)量、分布情況和每個(gè)人員當(dāng)前位置及各時(shí)間段的活動(dòng)軌跡，為事故處理和救援工作提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)，保證搶險(xiǎn)救災(zāi)和安全救護(hù)工作的高效運(yùn)作。

（2）提供直觀的矢量巷道圖，可以隨時(shí)方便的觀察井下人員的分布和系統(tǒng)設(shè)備的工作狀態(tài)。同時(shí)，以簡便快速的數(shù)據(jù)處理和查詢手段提高協(xié)助救援工作的效率。

（3）實(shí)現(xiàn)各部門工作人員上下井考勤功能，能夠出具各部門及個(gè)人的各種綜合、明細(xì)考勤報(bào)表，為管理層對(duì)生產(chǎn)部門及個(gè)人的工作考核提供依據(jù)。

（4）實(shí)現(xiàn)井下定點(diǎn)考勤功能，可以幫助監(jiān)督特殊部門工作人員是否在規(guī)定時(shí)間到規(guī)定地點(diǎn)工作，以達(dá)到強(qiáng)化井下作業(yè)管理的目的。

（5） 異常數(shù)據(jù)報(bào)警功，主要包括禁區(qū)報(bào)警和下井時(shí)間超長報(bào)警。

（6） 井上LED發(fā)布，可以從井上LED上發(fā)布井下人員信息。

（7）雙向通訊功能，當(dāng)?shù)V工遇到緊急事件時(shí)，可以按下緊急求救按鈕，地面監(jiān)控主機(jī)就會(huì)顯示出求救人員的信息（包括在那個(gè)位置及人員情況），礦方可以在一時(shí)間組織人員經(jīng)行搶救及處理。

（8）井口驗(yàn)卡功能

一是可以現(xiàn)場檢驗(yàn)入井人員攜帶的射頻卡是否正常工作；二是可以現(xiàn)場檢驗(yàn)入井人員攜帶的卡是否為自己的卡。

（9) 區(qū)域管理

可將諾干個(gè)分站組成一個(gè)區(qū)域，單獨(dú)進(jìn)行一些列的統(tǒng)計(jì)。

（10）設(shè)備自檢功能

識(shí)別卡電量不夠時(shí)，會(huì)自動(dòng)匯總，并提醒相關(guān)人員進(jìn)行處理，接口、分站有問題時(shí)通過聲音、圖像自動(dòng)提醒，方便維護(hù)。

設(shè)備簡介

系統(tǒng)應(yīng)由主機(jī)、傳輸接口、傳輸分站、讀卡器、識(shí)別卡、電源箱、電纜、接線盒、避雷器和其他必要設(shè)備組成。

（1）數(shù)據(jù)采集服務(wù)器。使用研祥工控機(jī)，用作數(shù)據(jù)采集和web發(fā)布。

（2）KJ271-J傳輸接口，本接口為地面輸出本安型傳輸接口，用于RS232/CAN、光/電等信轉(zhuǎn)換。

（3）KJ271-F傳輸分站，本分站為礦用本安型傳輸分站，用于CAN信到光或電等信轉(zhuǎn)換。

（4）KJ271-D本安型讀卡器，本讀卡器為礦用本安型讀卡器，用于讀取人員識(shí)別卡發(fā)送的信，記錄時(shí)間、地點(diǎn)、卡號(hào)，并把數(shù)據(jù)通過CAN總線發(fā)送到服務(wù)器。

（5）KDW2-12/127本安電源：采用KDW2-12/127礦用本安電源為井下傳輸分站或讀卡器供電，其后備電池可保證在交流電停電情況下，分站可連續(xù)工作2小時(shí)以上。

（6）KJ271-K本安型識(shí)別卡。每個(gè)下井人員攜帶一個(gè)，識(shí)別卡具有雙向通訊功能，有求救按鈕和有燈閃、震動(dòng)等多種信報(bào)警提示，識(shí)別卡內(nèi)置電池，電量可以達(dá)壹年。

（7）避雷器：串接在數(shù)據(jù)線上，保證井上發(fā)生事故時(shí)不會(huì)通過線路傳到井下。

（8）LED大屏幕：隨時(shí)顯示上下井人員姓名等。一方面可以使下井人員確認(rèn)考勤成功，另一方面可以隨時(shí)知道系統(tǒng)工作是否正常。同時(shí)可以幫助顯示臨時(shí)通知、安全生產(chǎn)標(biāo)語等。