新井下人员定位跟踪方案

PAGE矿井人员跟跟踪定位位及考勤勤管理系系统方案案目录TOC\o"1-3"\h\z一、前言11二、产品介介绍21、产品概概述22、产品组组成及其其功能223、系统构构成简图图34、系统工工作原理理35、主要技技术指标标46、与其它它产品相相比较的的优点557、安标产产品证书书5三、矿井人人员定位位跟踪管管理系统统技术方方案61、系统总总体设计计思路662、系统设设计特点点63、系统设设计方案案74、系统的的基本构构成及组组件的功功能75、系统网网络构成成示意图图96.矿井井人员跟跟踪定位位及考勤勤管理软软件96.1操操作员登登录模块块106.2显示示模块1106.3数据据查询模模块1116.4数数据统计计模块1136.5个人人编码器器管理模模块1556.6人员员活动轨轨迹管理理模块1166.7系统统维护模模块1666.8人员员跟踪定定位及考考勤管理理系统数数据处理理流程117-PAGE23-一、前言随着国家对对煤矿安安全的日日益重视视和监管管力度的的不断加加强，我我国大中中型煤矿矿及广大大乡镇小小煤矿已已大量装装备了煤煤矿安全全生产监监控系统统，这些安安全装备备的推广广应用大大大改善善了我国国煤矿安安全生产产状况。但目前前煤矿井井下还普普遍存在在入井人人员管理理困难，井井上人员员难以及及时掌握握井下人人员的动动态分布布及作业业情况，一一旦事故故发生，对对井下人员的的抢救缺缺乏可靠靠信息，抢险救救灾、安安全救护护的效率率低，效效果不理理想。开开发新型型矿井人人员跟踪踪定位及及考勤管管理系统统，就可可对煤矿矿入井人人员进行行实时跟跟踪监测测和定位位，随时时清楚掌掌握每个个人员在在井下的的位置及及活动轨轨迹。如如果发生生灾变，还可立即即从监控控计算机机上查询询事故现现场的人人员位置置分布情情况、被被困人员员数量、遇遇险人员员撤退线线路等信信息，为为事故抢抢险提供供科学依依据。同同时，也也可利用用系统的的日常考考勤管理理功能，对对矿井人人员进行行考勤管管理。为了实现这这一目标标，于20003年8月就开始研发发的“矿井人人员跟踪踪定位及及考勤管管理系统统”，经过资资料收集集、调研研、方案案论证、设设计、试试验室试试验、样样机加工工、性能能测试、防防爆送检检及井下下工业性性试验等等阶段，完完成了全全部研究究内容。矿井人员跟跟踪定位位及考勤勤管理系系统在完完成了全全部开发发设计、样样机生产产加工、实实验室性性能测试试和防爆爆检测检检验后，成成套产品品于20004年年10月月在重庆庆松藻煤煤电集团团公司二二矿、西西山焦煤煤集团屯屯兰矿、山山西离柳柳焦煤集集团有限限公司朱朱家店煤煤矿第二二坑口等等地进行行了现场场安装和和工业性性试验。现现场实际际应用表表明，系系统工作作稳定可可靠，达达到了设设计指标标要求，能够满满足煤矿矿井下使使用。矿井人员跟跟踪定位位及考勤勤管理系系统技术术先进、设设计合理理、结构构新颖、主主要技术术性能指指标符合合煤矿实实际需要要。该系统统的成功功推出必必将为我我国煤矿矿的安全全生产和和事故后后的抢险险救灾发发挥积极极作用。二、产品介介绍1、产品概概述煤矿井下人人员跟踪踪定位管管理系统统是集计计算机软软硬件、信信息采集集处理、无无线数据据传输、网网络数据据通讯、自自动控制制等技术术多学科科综合应应用为一一体的自自动识别别信息技技术产品品，该产产品是通通过对坑坑道远距距离移动动目标进进行非接接触式信信息采集集处理，实实现对人人、车、物物在不同同状态（移移动、静静止）下下的自动动识别，从从而实现现目标的的自动化化管理。该产品集成成了技术术含量很很高的射射频识别别技术，并并采用双双频点长长短波频频率实现现可靠的的全双工工通信，分分站设备备和KGGE266本质安安全型标标识卡采采用全新新的嵌入入式微处处理器和和嵌入式式软件进进行设计计，具有有隔爆兼兼本质安安全型设设计、系系统作用用距离远远、可任任意调整整系统的的识别范范围、识识别无“盲区”、信号穿穿透力强强、安全全保密性性能高、对对人体无无电磁污污染、环环境适应应性强、可可同时识识别众多多目标、便便于网络络连接等等性能优优点，目目前这种种崭新的的信息采采集、存存贮、传传递和处处理技术术，已迅迅速得到到国内外外同行的的广泛关关注，它它将为煤煤矿井下下人员定定位跟踪踪管理起起非常重重要的作作用。该产品是在在总结射射频识别别技术（RRFIDD）的基基础上，结结合煤矿矿井下安安全生产产的特点点，通过过自身的的技术力力量，在在远距离离射频识识别技术术系统产产品专利利产品的的基础上上开发成成功的高高新技术术产品，拥拥有自主主知识产产权，填填补了国国内信息息技术领领域的一一项空白白。该系系统产品品已根据据煤矿安安全生产产企业的的技术要要求和安安全标准准进行独独立设计计，完全全可以满满足煤矿矿井下人人员跟踪踪定位的的自动化化管理要要求。同同时可充充分利用用矿井已已有煤矿矿监控系系统平台台资源联联网运行行，有效效节约投投资。2、产品组组成及其其功能该产品由软软件系统统和硬件件系统组组成，其其中软件件系统包包括应用用软件和和嵌入式式软件两两部分组组成，用用于完成成信息采采集、识识别、加加工及其其传输，由由这两部部分软件件共同支支撑着整整个系统统的运行行。硬件件系统由由井下分分站设备备、发射天天线、接接收天线线、天线线调谐器器、阅读读器和标标识卡组组成，用用于完成成信息采采集和识识别，从从而实现现预设的的系统功功能和信信息化管管理目标标。其中中硬件系系统包括括：井下分站设设备：由由人员信信息采集集处理板板、人员信信息传输输处理板板、隔爆爆电源、备备用电池池、嵌入入式软件件组成。其其主要功功能是完完成对人人员识别别编码输输出信号号的采集集、处理理、与地地面计算算机的双双向通讯讯及供电电等。发射天线：：用于发发射无线线电信号号以激活活KGEE26标标识卡。接收天线：：接收KKGE226标识识卡发出出的无线线电信号号。标识卡：由由嵌入式式处理器器及其软软件、卡卡内发射射和接收收天线、收收发电路路和高能能电池组组成，其其工作在在两个频频点上，全全双工通通信。作作用：KKGE226标识识卡平时时处于睡睡眠状态态，当进进入系统统工作区区后，被被发射天天线发出出的无线线电信号号激活，发发射出唯唯一的加加密识别别码无线线电信号号。卡内内高能电电池为标标识卡正正常工作作和发射射3155MHzz的电磁磁波提供供能量，卡卡内电池池一次性性可使用用70万万次以上上(卡内内电池可可更换))。数传接口：：主要由由电源板板、信号号转换板板及安全全栓组成成，完成成通讯信信号的转转换和本本安与非非本安运运行环境境的隔离离。人员定位管管理软件件：实现现对井下下人员的的跟踪定定位信息息的采集集、分析析处理、实实时显示示、数据据库存储储、报表表打印等等功能。3、系统构构成简图图图1井下下人员跟跟踪定位位分站构构成示意意图4、系统工工作原理理井下分站设设备的人人员信息息采集处处理板将将低频的的加密数数据载波波信号经经发射天天线向外外发送；；随身携携带的KKGE226标识识卡进入入低频的的发射天天线工作作区域后后被激活活（未进进入发射射天线工工作区域域标识卡卡不工作作），同同时将加加密的载载有目标标识别码码的信息息经卡内内高频发发射模块块发射出出去；接接收天线线接收到到标识卡卡发来的的载波信信号，经经分站人人员信息息采集处处理板接接收处理理后，提提取出目目标识别别码，并并经人员员信息传传输处理理板送至至地面计计算机，完完成预设设的系统统功能，从从而实现现目标的的自动化化管理。隔隔爆电源源及备用用电池完完成供电电、断电电保护功功能。5、主要技技术指标标（1）井下下人员跟跟踪定位位基站有有效接收收范围：：10mm；（2）允许许被测目目标最大大移动速速度：6m/s（3）系统统容量：：644台基站；（4）传输输速率：：24000bpps；（5）容纳纳员工数数：6555355个；（6）通讯讯方式：：RS4485或或DPSSK；（7）地面面人员监监测管理理软件：：操作系统：：WIIN9XX/20000网络平台：：以太网网数据库：ACCCESSS或SQQLSSERVVER（8）井下下人员跟跟踪定位位基站交流输入电电源：127V/2220VV/3880V//6600V发射频率：：1322.3KKHz

接收收频率：：3155MHzz

识别别距离：：≯10mm(1m-100m可调))识别目标数数：可同时时识别330张不不同卡号号备用电池：：2小时时防爆型式：：隔爆兼兼本质安安全型（9）人员员标识卡卡工作电源：：3VDDC发射频率：：3155MHzz接收频率：：1322.3KKHz

工作作方式：：间歇工工作更换电池时时间：22年防爆型式：：本质安安全型6、与其它它产品相相比较的的优点用有自主知知识产权权和自有有技术标标准体系系。远距离识别别，无需需将标识识卡靠近近读卡设设备读卡卡。标识卡携带带方便。系统的正常常工作不不受环境境变化的的影响，保保证在恶恶劣环境境下244小时能能够连续续正常运运转。系统运行安安全、稳稳定、可可靠、误误码率几几乎为00。具有信息防防冲撞功功能，可可同时识识别多个个标识卡卡。信号穿透力力和绕射射力强，系统识识别标识识卡可做做到无方方向性。识别距离不不小于99米，最大可可到155米，且且识别距距离1～～15米可以调整。无对人体伤伤害的微微波电磁磁污染，信信息的安安全性和和保密性性能高。可靠识别快快速移动动目标（即即射频卡卡）。标识卡低电电量双重重显示，即标识卡低电量时会出现黄色指示灯，同时标识卡低电量的信息将通过系统传送到后台计算机，台计算机会出现低电量信息提示，便于通知用户更换卡内电池。标识卡内的的高能电电池容量量可使用用2.55年，即即2.55年更换换一次电电池，标标识卡的的寿命周周期可超超过100年。系统安装、维维护方便便。7、安标产产品证书书KJF488隔爆兼兼本安型型动态目目标识别别器及KKGE226标识识卡执行行技术标标准：Q/SSJC0003--20003。KJF488隔爆兼兼本安型型动态目目标识别别器矿用用产品安安全标志志证书编编号：22004438550。KJF488隔爆兼兼本安型型动态目目标识别别器防爆爆合格证证号：2204223077KGE266标识卡卡煤矿矿矿用产品品安全标标志证书书编号：：2000438849。KGE266标识卡卡防爆合合格证号号：200440064。KFD-33井下分分站电源源箱安全全标志证证书编号号：20001110133KFD-33井下分分站电源源箱防爆爆合格证证号：332000131117三、矿井人人员定位位跟踪管管理系统统技术方方案系统总体设设计思路路井下人员跟跟踪定位位基站及及考勤管管理系统统涉及计计算机软软件、数数据库、电电子电路路、防爆爆本安电电源、数数字通讯讯、无线线识别技技术等方方面。因因此，在在设计方方案时，除除了考虑虑其功能能外，在稳定定性、可可靠性、抗抗干扰能能力、容容错能力力及异常保保护等方方面也进进行了充充分考虑虑。项目目方案确确定利用用现有KKJ900煤矿监监控系统统作为主主传输平平台，开开发相应应的井下下人员跟跟踪定位位基站、人人员无线线编码发发射器等等设备与与系统挂挂接，通通过井下下人员跟跟踪定位位基站及及考勤管管理专用用软件与与主系统统以标准的的SQLLSEERVEER数据据库进行行后台数数据交换换从而实实现井下下作业人人员的跟跟踪定位位和安全全管理。系统总体体设计主主要体现现在：实现煤矿井井下作业业人员进进出的有有效识别别和监测测监控，使使管理系系统充分分体现“人性化化、信息息化和高高度自动动化”，实现现数字矿矿山的目目标。为煤矿管理理人员提提供人员员进出限限制、考考勤作业业、监测测监控等等多方面面的管理理信息，一一旦发生生安全事事故，通通过该系系统立刻刻可以知知道该作作业面工工作人员员及其数数量，保保证抢险险救灾和和安全救救护工作作的高效效运作。系统设计的的安全性性、可扩扩容性、易易维护性性和易操操作性。2、系统设设计特点点高度自动化化。系统统能自动动检测井井下坑道道人员经经过该监监测点的的时间、地地点信息息，并自自动实现现对人员员的考勤勤作业、统统计及监监测管理理。先进的通信信系统。安安装在煤煤矿井下下各通道道的无线线信息采采集设备备，实时时将采集集到的信信息传送送到井下下专用处处理传输输分站，并并通过井井下现场场总线（RRS4885或DDPSKK）实时时向地面面的网络络服务器器传送相相关人员员通过的的数据，整整个过程程无需人人为干预预。完备的数据据统计与与信息查查询软件件。系统统软件具具备专用用数据库库管理系系统，包包括工人人通过坑坑道的信信息采集集和统计计分析系系统，考考勤作业业的统计计与管理理分析系系统，显显示并打打印各种种统计报报表资料料，为高高层管理理人员的的查询与与管理提提供全方方位的服服务。系统的安全全、稳定定、可靠靠性设计计。系统统产品采采用坑道道壁挂式式设计，保保证系统统在恶劣劣的环境境下能连连续正常常运转，并并提供断断电后22小时的的供电电电源。完善的异常常情况（包包括无效效卡、失失效卡、黑黑名单卡卡进入）报报警呼叫叫系统配配置。3、系统设设计方案案本系统遵循循“统一发发卡、统统一装备备、统一一管理”的原则则，按准准许上岗岗人员和和班组实实行“一人一卡”制制，该标标识卡可可视为“上岗证证”或“坑道准准入证”。具体体方案：：煤矿生产单单位在井井下坑道道、作业业面的交交叉道口口安装井井下分站站设备。煤矿生产单单位向下下井工作作人员颁颁发并装装备标识识卡（标标识卡要要求随身身携带在在腰带上上）。系统数据库库记录该该标识卡卡所对应应人员的的基本信信息，包包括姓名名、年龄龄、性别别、所属属班组、所所属工种种、职务务、本人人照片、有有效期等等基本信信息。生产单位对对该标识识卡进行行授权后后即生效效。授权权范围包包括：该该员工可可以准入入的坑道道或作业业面。为为防止无无关人员员和非法法人员进进入坑道道或作业业面，系系统设置置该卡准准入坑道道或作业业面的时时效管理理模块及及卡的失失效、报报失等。进入坑道的的工作人人员必须须随身携携带标识识卡，当当持卡人人员经过过设置识识别系统统的地点点时被系系统识别别，系统统将读取取该卡号号信息，通通过系统统传输网网络，将将持卡人人通过的的地点、时时间等资资料传输输到地面面监控中中心进行行数据管管理；如如果采集集的卡号号无效、或或进入限限制通道道，系统统将自动动报警，监监控中心心值班人人员接到到报警信信号，立立即执行行相关安安全工作作管理程程序。坑道一旦发发生安全全事故，监监控中心心在第一一时间内内可以知知道被困困人员的的基本情情况，便便于事故故救助工工作的开开展。系统可自动动生成考考勤作业业的统计计与管理理等方面面的报表表资料，提提高管理理效益。4、系统的的基本构构成及组组件的功功能井下分站设设备：井下分站设设备由人员信信息采集集处理板板、人员信信息传输输处理板板、隔爆爆电源、备备用电池池、嵌入入式软件件，以及及矿用阻阻燃电源源电缆、矿矿用阻燃燃双绞线线通信电电缆、接接线盒等等组成。其其中隔爆爆电源每每个由33组电源源组成，可可根据井井下电源源的配置情情况接入入1277V/6660VV/3880V//2200V/电电源，为为分站工工作提供供电源；；人员信信息处理理采集主主板是完完成对人人员通行行信息的的采集、处处理；人人员信息息传输处处理板是是将RSS2322信息转转换为RRS4885信息息，传输输距离110KMM，同时时将重码码的信息息进行判判定和过过滤，接接受上位位机的轮轮循访问问并向上上位机传传送所采采集到的的人员编编码信息息；不间间断电源源是停电电后提供供2小时时的供电电电源（设设计的蓄蓄电池为为2.55安时）；；矿用阻阻燃电源源电缆主主要是为为分站的的隔爆腔腔提供井井下2220V//1277V电源源；矿用用阻燃双双绞线通通信电缆缆主要是是完成井井下网络络的连接接，为现现场RSS4855或DPPSK总总线方式式。其组组成见下下面框图图：人员信息采集处理主板人员信息采集处理主板人员信息传输处理板不间断电源井下分站设备接收天线发射天线隔爆电源嵌入式软件=图2井下下人员跟跟踪定位位分站设设备构成成地面设备：：地面人员监监测管理理部分由由数据通通信接口口、HUUB、监监控主机机（含监监控管理理软件）、UUPS电电源、打打印机、网网络终端端、防雷雷设备等等组成。其其中通信信接口是是将井下下的RSS4855或DPPSK信信号转换换为监控控计算机机RS2232串串口信号号；HUUB用于于地面设设备网络络连接；；监控计计算机（含含人员监监测管理理软件）及及数据库库，实现现对信息息的自动动化管理理目标，在在计算机机屏幕上上直观动动态显示示井下人人员的分分布情况况，使管管理层一一目了然然；UPPS电源源主要为为了在交交流电源源停电后后继续维维持系统统设备正正常运行行；打印印机主要要用来打打印机人人员监测测管理报报表；网网络终端端主要是是人员监监测信息息的网上上共享。其其组成见见下面框框图：RS232RS232监控计算机HUB服务器UPS电源YUAN网络终端网络终端井下RS485总线数传接口图3井下下人员跟跟踪定位位地面网网络组成成5、系统网网络构成成示意图图图4井下下人员跟跟踪定位位系统网网络构成成示意图图6.矿井井人员跟跟踪定位位及考勤勤管理软软件煤矿井下人人员跟踪踪定位管管理系统统软件是是采用VVC开发发的集数数据采集集与信息息处理的的综合数数据库管管理系统统。本系系统是以以SQQLSServver7.00数据库库为主的的Cliientt/Seerveer模式式开发而而成的，共共有操作作员登录录、实时时显示、数数据查询询、数据据统计、个人编码器管理、人员活动轨迹、系统维护七个模块（如图19所示）。系统上端软件系统上端软件操作员登录数据查询数据统计个人编码器管理人员活动轨迹系统维护实时显示图5矿井人员跟踪定位及考勤管理系统软件模块6.1操操作员登登录模块块操作员登录录模块主主要完成成开机后后操作员员的密码码及权限限输入，人人员权限限情况的的校验等等功能，操操作方法法采用手手工输入入。如图图20所所示。图6图6井下人员跟踪定位基站主控界面6.2显示示模块图7井下人员跟踪定位基站软件立体示意图矿井人员位位置信息息通过井井下人员员跟踪定定位基站站发送到到地面监监控主机机后，由由软件进进行实时时分析处处理并在在计算机机屏幕上上实时显显示当前前矿井下下各巷道道人员分分布情况况等。示示例如图图21、222所示示。图7井下人员跟踪定位基站软件立体示意图6.3数据据查询模模块数据查询模模块主要要完成通通过各种种条件对对原始数数据进行行检索并并汇总的的功能。其其功能实实现主要要分为四四部分：：原始数数据总条条件过滤滤、进一一步进行行明细条条件的查查询、对对查询结结果进行行浏览、对对符合条条件的数数据进行行汇总。查询模块包包括：——查询井井下人员员的动态态分布情情况和数数量；——查询任任一井下下人员当当前位置置和指定定时间所所处的位位置；——查询任