煤矿井下人员定位系统概要.docx
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煤矿井下人员定位系统概要
煤矿井下人员定位系统
RFID卡技术文件
1、概述
1.1产品介绍
本系统是采用基于902-928MHz无源射频卡基础上实现的煤矿井下人员定位系统，可以从根本上消除有源射频卡存在的安全隐患，是煤矿安全生产动目标定位系统的高性价比综合解决方案。
本系统能实现对移动目标（设备及人员）进行定位跟踪及人员考勤，并且在此基础上实现数据高速采集、数据高速（115200bps）传输、动态显示、GIS图层编辑、综合报警、报表统计，提供多种的数据导出接口，具备信息联网功能，并且实现矿用识别器的自动监视和状态检测。
1.2煤矿井下生产的特点及对人员定位系统的要求
煤炭生产作业主要在井下工作面，存在工作环境恶劣（工作区域狭小、照明差、潮湿、有腐蚀性），不安全因素多（主要有水、火、瓦斯、顶板等事故的威胁），人员、设备流动性大等诸多特点；在这种作业条件下，要求井下人员定位系统能及时、准确的将人员实时信息传输到管理部门。
井下人员安全定位系统能够及时、准确的将井下各个区域人员及设备的动态情况反映到地面计算机系统，使管理人员能够随时掌握井下人员、设备的分布状况和每个矿工的运动轨迹，以便于进行更加合理的调度管理。
当事故发生时，救援人员也可根据井下人员安全定位系统所提供的数据、图形，迅速了解有关人员的位置情况，及时采取相应的救援措施，提高应急救援工作的效率。
1.3系统技术特点
本系统具有下列特点：
1、高度自动化
系统能自动检测井下坑道工人经过该监测点的时间、地点信息，并自动实现考勤作
业的统计与管理。
2、先进的通信系统
安装在井下各通道的识别系统，实时向网络服务器传送相关人员通过的数据，整
个过程无需人为干预。
3、完备的数据统计与信息查询软件
系统软件具备专用数据库管理系统，包括工人通过坑道的信息采集和统计分析系
统，考勤作业的统计与管理分析系统，显示并打印各种统计报表资料，为高层管
理人员的查询与管理提供全方位服务。
4、系统的安全、稳定、可靠性设计
系统产品采用坑道壁挂式设计，并保证系统在恶劣环境下24小时连续正常运转，
掉电保护。
5、完善的异常情况警报
本系统提供了禁入区报警、人员丢失报警、人员超时报警、矿用识别器失效报警。
6、个性化和可扩展性
可以为用户提供特性的开发和个性化的配置。
2、系统设计
2.1系统组成
整个井下人员定位系统无线系统由矿用识别器（KJF38）、双向中继放大器（KLT10）、无源射频卡、数据采集机、定位服务器、管理中心软件等单元组成。
2.2矿用识别器（KJF38）安装说明
2.2.1安装位置
本系统的矿用识别器主要安装在考勤入口、出口、主巷道、盲巷、峒室等地方。
2.3设备布放
为节约系统投资及方便系统维护，将数据采集机、定位服务器等安装在矿通讯机房内。
矿用识别器（KJF38）放置在需要监控的巷道和峒室等位置。
通讯线路超过2000米时放置双向中继放大器（KLT10）。
每个下井人员携带无源卡，安装在安全帽内。
3、井下设备标准
3.1基本要求
3.1.1井下设备安全符合以下标准规定的基本要求
GB3836.1/GB3836.2/GB3836.4-2000《爆炸性气体环境用电气设备》系列标准
GB191包装储运图示标志
GB2423.1 电工电子产品基本环境试验规程 试验A：
低温试验方法
GB2423.2 电工电子产品基本环境试验规程 试验B：
高温试验方法
GB2423.3 电工电子产品基本环境试验规程 试验Ca：
恒定湿热试验方法
GB2423.4 电工电子产品基本环境试验规程 试验Db：
交变湿热试验方法
GB2423.5 电工电子产品基本环境试验规程 试验Ea：
冲击试验方法
GB2423.6 电工电子产品基本环境试验规程 试验Eb：
碰撞试验方法
GB2423.10 电工电子产品基本环境试验规程 试验Pc：
振动（正弦）试验方法
GB4208外壳防护等级（IP代码）
GB6833.6电子测量仪器电磁兼容性试验规范
MT209-1990《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》
MT210-1990《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品基本试验方法》
系统井下设备除满足上述标准及其他相关标准规定要求外，在结构、隔爆接合面、外壳机械强度、坚固件、引入装置及电气安全等均应符合各自产品标准规定的要求。
3.2系统功能
系统建成后，将提供下列功能：
1、实时井下人员动态显示功能
Ø任一时间井下某个区域人员的数量和人员的信息；
Ø查询一个或多个人员现在的井下实际位置，历史位置信息；
Ø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；
Ø实现局域网内的信息共享，供领导同时在不同地点查看；
2、丰富的地图功能：
具有放大、缩小、移动、标尺测距、视野控制、中心移动、图层控制、地图打印功
能；
3、禁区报警功能：
对于指定的禁区，如果有人员进入，实时声音报警，并显示进入禁区的人员信息；
4、人员轨迹查询：
可查找某个人在某个时间段内所经历的路径，并在图中画出线路轨迹；
5、丰富的人员下井考勤功能：
可对出入井人员进行统计，实现下井人员考勤记录，建立人员出入井的各种信息报
表（如：
下井次数报表、下井时间报表、出勤月报表、加班报表、缺勤报表等等）；
6、灾后急救信息：
一旦发生各类事故，上位机上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，大大提高抢险效率和救护效果；
7、车辆及设备管理：
车辆的出入统计、定位以及其他重要设备的具体位置；
8、完善的操作日志管理：
记录系统使用人员的操作痕迹；
4、系统产品介绍
整个井下人员定位系统无线系统由矿用识别器（KJF38）、双向中继放大器（KLT10）、无源射频卡、数据采集机、定位服务器、管理中心软件等单元组成。
所有系统单元都符合煤矿的环境要求。
4.1矿用识别器（KJF38）
矿用识别器（KJF38）是系统的核心设备，矿用识别器控制天线的工作，通过RS485口实现和管理中心计算机的数据交互。
矿用识别器通过双向中继放大器来实现信号的放大和延伸。
环境条件
A.环境要求
a）温度：
-10℃～60℃，温度变化率：
小于0.5℃/min。
b）相对湿度：
5％RH～90％RH，绝对湿度不超过29g/m3。
c）气压环境：
86～105kPa。
（70kPa相当于海拔3000m；不包括矿井情况）。
B.电气性能
a）输入电压AC127V
b）电流≤1.5A
c）输出电压5VDC
d）存储容量70k存储容量、可扩展
e）读卡距离6米
f）读卡速度30公里/小时
g）后备电源3小时后备
h）传输方式RS485传输
i）传输速率115200bps
D.可靠性
系统的平均无故障工作时间间隔（MTBF）＞80000小时；
系统故障平均恢复时间＜40分钟。
4.2双向中继放大器（KLT10）
双向中继放大器（KLT10）安装井下、通过双绞线通讯电缆与矿用识别器（KJF38）相连，两者间的距离可达2公里。
实现对RS485信号的放大和传输。
技术参数
A.环境要求
a）温度-10℃-+60℃
b）相对湿度平均相对湿度95%
c）气压80kPa-106kPa
B.电气性能
a）工作电压AC127V
b）工作电流≤500ma
c）传输速率115200bps
d）传输方式半双工
e）电源后备3小时后备
f）延伸距离2公里
4.3人员定位卡
人员定位卡采用无源射频卡。
卡性能：
a）工作频率902-928MHz
b）电源无电源
c）工作方式被动式
d）读卡距离不小于6米
e）使用寿命终身使用
f）使用类别帽卡、矿灯专用卡、腰卡
5、软件描述
1、基于地理信息（GIS）平台的可视化人员和设备实时显示功能
通过监控中心的PC工作站上或任一台联网PC，在浏览器界面上即可完成对整个矿井
下所有作业面上以及巷道里的井下人员或车辆的实时显示、活动追踪和监控；
轻击鼠标即可获得该人员或车辆的所有信息，如个人资料、单位、本次井下工作时
间等；
采用GIS地图功能，配有专门图库，可通过提供的编辑、修改等功能实现在地图上
的操作；
监控画面上可实时显示报警和状态信息，杜绝安全隐患；
在安全事故发生时，可及时掌握井下人员的分布、运动状态和确切位置；
强大的历史信息存储和追忆功能，即便安全事故发生时井下设备受到毁坏，也可马
上获得事故前一秒的井下实况画面再现，获得当时人员、车辆设备的准确分布和位
置信息。
2、井下移动目标监测查询功能
可实时查询当前井下人员和车辆的数量及分布情况（分布区域的大小由监测器的数
量和布点位置决定）；
查询任一指定井下人员和车辆在当前或指定时刻所处的区域；
查询任一指定井下人员和车辆本日或指定日期的活动踪迹；
可对特定的人员实时跟踪显示。
3、安全保障和管理功能
为高级管理人员提供人员进出限制等多方面的信息查询；
门禁功能：
在井下一些重要峒室、危险场合（如盲巷等）配备矿用识别器和语音站
可有效地阻止人员违章进入，并将违章人员记录在案；
丢失报警：
班末清点时，如发现人员丢失则报警；或者发现人员在井下时间超过给
定的时间，自动报警提示并提供相关人员的名单等信息；
4、事故抢险和搜救功能
救护搜寻：
可对事故失踪人员进行搜寻和定位，以便及时救护。
一旦发生安全事故通过本系统立刻可以知道坑道作业面工作人员的姓名及数量，保
证抢险救灾和安全救护工作的高效运作；
5、统计考勤功能
对下井人员进行下井次数、时间等多种分类的统计，便于考核；
实现井下坑道作业面工作人员进出的有效识别，系统能自动检测井下坑道工人经过
该监测点的时间及地点信息，实现人员考勤的统计与管理；
与此相应的中长期数据存储和生成相应可定制化的报表。
6、信息联网功能
作为局矿MIS网的信息源，具有功能完善的数据库，可向MIS网提供所需与人员相关的、客观的、实时的统计数据。
通过基于B/S结构的MIS系统，可以实现集团对所有煤矿当前、历史信息的查询操作和管理，相关人员通过自己的权限去查看数据。
杭州北辰电子设备有限公司
2006年7月28日
设备列表
序号
设备名称
型号
单价
数量
总金额
1
数据服务器
IBM
1
2
数据采集工控机
研华
2
3
RS485转换器
2
4
光电隔离栅
2
5
打印机
HP
1
6
UPS电源
三特
1
7
人员定位软件（不含SQL数据库）
1
8
KJF38矿用识别器
KJF38
64
9
KLT10双向中继放大器
KLT10
20
10
人员定位卡
2000
升级会员 