一、系統(tǒng)概述

　　由于礦山生產(chǎn)的特殊性，水、火、瓦斯、煤塵、頂板等自然災(zāi)害時刻都在威脅礦井工作人員的生命安全，礦井重大災(zāi)害及傷亡事故隨時都有可能發(fā)生。目前，礦山井下普遍存在入井人員管理困難，難以及時掌握井下人員的動態(tài)分布及作業(yè)情況，一旦事故發(fā)生，對井下人員的搶救缺乏可靠信息，搶險救災(zāi)、安全救護(hù)的效率低。因此礦山行業(yè)迫切需要井下人員跟蹤定位管理系統(tǒng)，實時掌握每個人在井下的位置及活動軌跡，對礦山的安全生產(chǎn)將有積極作用，在一定程度上減少人員傷亡。同時，上傳的位置信息也可以用做工作人員的考勤記錄。我們在分析一些礦山發(fā)生的特大事故時發(fā)現(xiàn)：

　　1)地面與井下人員的信息溝通不及時;

　　2)地面人員難以及時動態(tài)掌握井下人員的分布及作業(yè)情況，難以對人員進(jìn)行精確定位;

　　3)一旦礦山事故發(fā)生，搶險救災(zāi)、安全救護(hù)的效率低，搜救效果差。

　　4)不能準(zhǔn)確把握安全監(jiān)察人員到位狀況。

　　礦山井下人員定位考勤及管理系統(tǒng)是在對現(xiàn)有較先進(jìn)的礦山監(jiān)控設(shè)施集成的基礎(chǔ)上，對井下人員跟蹤、定位、考勤及雙向通訊，從而實現(xiàn)礦山井下人員的安全生產(chǎn)管理功能。該系統(tǒng)是由礦井地面監(jiān)控中心主計算機在服務(wù)器軟件的支持下，通過傳輸接口和巷道鋪設(shè)的有線傳輸系統(tǒng)，定時對井下通訊基站進(jìn)行數(shù)據(jù)巡檢和信號采集，經(jīng)過軟件數(shù)據(jù)處理后將井下人員(含機車等移動目標(biāo))動態(tài)分布在井上監(jiān)控中心得以實時反映，從而達(dá)到井下人員情況在井上實時監(jiān)控和雙向通訊管理的目的。井下人員定位系統(tǒng)能通過電子地圖，將人員情況反映到井下巷道圖中。

　　二、系統(tǒng)原理

　　井下人員定位跟蹤管理及考勤管理系統(tǒng)是由地面監(jiān)控中心主計算機在系統(tǒng)軟件的支持下，通過數(shù)據(jù)傳輸接口和沿巷道鋪設(shè)的通訊光/電纜，無間斷、即時地對井下安裝的無線數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行數(shù)據(jù)信息采集，無線數(shù)據(jù)采集器將自動采集有效識別距離內(nèi)的標(biāo)識卡的信息，并無間斷、即時地通過傳輸網(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(或機車等移動目標(biāo))動態(tài)分布在主計算機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)字化管理的目的。

　　根據(jù)礦井監(jiān)測需求，在井下坑道、峒室、作業(yè)面等地點安裝無線數(shù)據(jù)采集器，并通過電纜/光纖數(shù)據(jù)傳輸接口相互連接為井下高速工業(yè)以太網(wǎng)，從而構(gòu)成完整通訊線路。

　　礦山生產(chǎn)單位輸入工作人員相關(guān)信息后，向下井工作人員頒發(fā)并裝備標(biāo)識卡。

　　系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫記錄該標(biāo)識卡相對應(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標(biāo)識卡，當(dāng)持卡人員經(jīng)過設(shè)置識別系統(tǒng)的地點時被系統(tǒng)識別。系統(tǒng)將讀取該卡號信息，通過系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)，將持卡人通過的路段、時間等資料

　　進(jìn)入坑道的工作人員必須隨身攜帶標(biāo)識卡，當(dāng)持卡人員經(jīng)過設(shè)置識別系統(tǒng)的地點時被系統(tǒng)識別。系統(tǒng)將讀取該卡號信息，通過系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)，將持卡人通過的路段、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。如果感應(yīng)的無線標(biāo)識卡號無效或進(jìn)入限制通道，系統(tǒng)將自動報警，安全監(jiān)控中心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，對該標(biāo)識卡進(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。為防止無關(guān)人員和非法人員進(jìn)入坑道或作業(yè)面，系統(tǒng)設(shè)置該卡準(zhǔn)入坑道或作業(yè)面的時效管理模塊及卡的失效、報失等。

　　坑道一旦發(fā)生安全事故，監(jiān)控中心在第一時間內(nèi)可以知道被困人員的基本情況，救險隊使用移動式遠(yuǎn)距離識別裝置，在80米的范圍內(nèi)方便探測遇險人員的位置，便于(進(jìn)行安全高效的救護(hù)、救助工作)救護(hù)工作的安全和高效運作，便于事故救助工作的開展。

　　下井后打開員工識別卡開關(guān)，即開始向接收站無線發(fā)射自身的ID號 ,接收站收到上述信號后，存儲于自身CPU中，待中心站巡檢時，通過傳輸系統(tǒng)和傳輸接口，有線傳送至中心站數(shù)據(jù)庫,中心站對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行判別、分析、處理，實現(xiàn)各管理功能.

　　三、系統(tǒng)功能

　　3.1、井下人員分布管理

　　1)實時分布：物聯(lián)寶管理系統(tǒng)能顯示當(dāng)前井下人員每時每刻在巷道的實時動態(tài)分布情況及人員數(shù)量。

　　2)實時跟蹤：能夠?qū)崟r的對井下人員位置進(jìn)行跟蹤監(jiān)測。直觀地反映出井下特定人員的分布位置。

　　3)歷史分布：能顯示過去某時刻的井下人員分布位置。

　　4)軌跡回放：能夠?qū)δ骋粴v史時段的任意人員的移動過程通過動畫的方式顯示出來。

　　3.2、禁區(qū)管理功能

　　物聯(lián)寶管理軟件能進(jìn)行禁區(qū)的設(shè)置，并對違章進(jìn)入禁區(qū)人員進(jìn)行聲光報警，井上管理部門也同時報警并進(jìn)行記錄和考核。分為單站禁區(qū)管理和區(qū)域禁區(qū)管理。可以設(shè)置某一類工種或則某一類卡號人員禁止進(jìn)入某一個設(shè)定的禁區(qū)范圍，也可以設(shè)定某一個特定的人禁止進(jìn)入設(shè)定的禁區(qū)范圍。在單站禁區(qū)管理中，如果有被設(shè)定未允許人員進(jìn)入禁區(qū)基站信號范圍，則對進(jìn)入人員進(jìn)行報警提示;系統(tǒng)保存記錄，以供查詢。在區(qū)域禁區(qū)管理中，可根據(jù)進(jìn)入和離開區(qū)域的人員數(shù)量自動開啟和停止報警，主要適用于井下行車不行人的車道以及規(guī)定禁止進(jìn)入場所的安全管理，也可以用于實現(xiàn)對重要區(qū)域的監(jiān)管。

　　3.3、礦車運行管理統(tǒng)計功能

　　物聯(lián)寶管理軟件可以根據(jù)需要實現(xiàn)車輛的出入管理、運行統(tǒng)計、動態(tài)跟蹤。

　　3.4、考勤和報表

　　能對員工的出勤進(jìn)行考核，并生成考勤報表。可對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計匯總，并生成礦方管理需要的各類報表?？缮扇我馊掌诜秶⑷我馊藛T屬性(工種、卡號、職務(wù)等)的下井人員考勤信息報表，并可根據(jù)礦山內(nèi)部管理需要靈活定制?？梢陨扇铡⒃?、季度、年等報表。生成的報表可以打印或則存為電子文檔。

　　3.5、突發(fā)事件管理功能

　　一旦發(fā)生各類事故，能立即查出井下人員分布、姓名，遇險人員具體位置。并能收取未斷線基站的實時數(shù)據(jù)，提高搶險效率和救護(hù)效果。

　　3.6、報警功能

　　系統(tǒng)具有完善的監(jiān)測識別能力，能夠?qū)Χ喾N事先設(shè)定的違禁行為進(jìn)行動態(tài)報警，并且保存記錄。

　　3.7、雙向呼叫功能

　　系統(tǒng)根據(jù)需要(特別是緊急情況下)可以對井下工作人員進(jìn)行個別和集體呼叫;井下人員也可以通過隨身攜帶的RFID卡呼叫地面主機。(注此功能指的是手持式定位芯片，如放在礦燈內(nèi)，礦燈內(nèi)沒有另外的外接開關(guān)，則不太好實現(xiàn))

　　3.8、 超時報警

　　井下人員工作時間超時報警，可分類設(shè)置也可以單獨設(shè)置下井工作人員的工作時間上限，超過設(shè)定的工作時間，系統(tǒng)則自動給其本人發(fā)報警信號，同時系統(tǒng)也會彈出提示對話框，并且保存記錄，以供查詢。

　　3.9、 超員報警

　　對下井工作人員數(shù)量進(jìn)行實時監(jiān)控，系統(tǒng)自動監(jiān)測當(dāng)前下井的人數(shù)是否合符設(shè)定的下井人數(shù)，如果超過事先設(shè)定的下井人數(shù)，系統(tǒng)給與報警提示。

　　3.10、測距功能

　　根據(jù)需要，系統(tǒng)可以自動測量任意兩點之間的距離，此距離是礦井的實際距離。

　　四、系統(tǒng)特點

　　1) 高度自動化。

　　系統(tǒng)能自動檢測井下坑道人員經(jīng)過該監(jiān)測點的時間、地點信息，并自動實現(xiàn)對人員的考勤作業(yè)、統(tǒng)計及監(jiān)測管理。

　　2)先進(jìn)的通信系統(tǒng)。

　　安裝在礦山井下各通道的無線信息采集設(shè)備，實時將采集到的信息傳送到井下專用處理傳輸分站，并通過井下現(xiàn)場總線實時向地面的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器傳送相關(guān)人員通過的數(shù)據(jù)，整個過程無需人為干預(yù)。

　　3)完備的數(shù)據(jù)統(tǒng)計與信息查詢軟件。

　　系統(tǒng)軟件具備專用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，包括工人通過坑道的信息采集和統(tǒng)計分析系統(tǒng)，考勤作業(yè)的統(tǒng)計與管理分析系統(tǒng)，顯示并打印各種統(tǒng)計報表資料，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。

　　系統(tǒng)產(chǎn)品采用坑道壁掛式設(shè)計，保證系統(tǒng)在惡劣的環(huán)境下能連續(xù)正常運轉(zhuǎn)，并提供斷電后2小時的供電電源。

　　5)完善的異常情況報警功能。

　　系統(tǒng)能夠自動識別非法人員進(jìn)入，包括無卡非法進(jìn)入、無效卡、失效卡、黑名單卡進(jìn)入。

　　6)監(jiān)控范圍靈活。

　　可根據(jù)礦山的實際情況、技術(shù)要求及重點監(jiān)控的范圍和區(qū)域來確定通訊基站的間距與數(shù)量。

　　7)多功能。

　　實現(xiàn)了井下人員實時監(jiān)控定位，軌跡回放，井上對井下傳呼、報警，井下向井上報警，考勤，超時，超員及禁區(qū)管理等多項管理功能。

　　8)安全性。

　　本系統(tǒng)中采用的所有設(shè)備，均是符合國家安標(biāo)的產(chǎn)品，防爆、阻燃、抗干擾。