人员定位系统的应用毕业设计Word格式文档下载.docx
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学生姓名
黎邦玉
系别
信息工程学院
专业班级
计算机控制技术101班
设计〔论文〕题目
说明书共页，图纸共张
答辩情况
提出问题
回答问题
正确
根本正确
有一般性错误
有原那么性错误
答复不清
1
2
3
4
5
6
7
8
辩论委员会评语及建议成绩：
辩论委员会主任：
摘要
随着我国经济快速开展，能源需求进一步加大，煤矿在我国能源格局中占主导地位，煤矿对我国有着重要的战略意义，但是传统的煤矿生产方式不但生产效率低而且平安问题严重，据统计，2021年全国煤矿发生瓦斯事故72起、死亡350人，经济损失十分严重。
为利用信息自动化监测、监控技术，改造传统产业，建设信息化、现代化矿井，国家出台相关政策推动煤矿企业的平安监管以及信息自动化升级。
这对提升企业平安生产、经营管理水平，经济效益，企业核心竞争力都有深远的意义和积极的作用。
矿井人员定位监控系统研究也就显十分必要了。
对于松南煤矿安装人员定位系统，定位监测井下人员，实时掌握井下人员数量、分布情况和工作路线，并可对人员进行考勤管理的问题进行分析研究及人员定位系统在煤矿中的重要作用分析。
在煤矿井下安装人员定位系统就可对煤矿入井人员进行实时跟踪监测和定位，随时清楚掌握每个人员在井下的位置及活动轨迹。
矿井人员定位监控系统是采用当前典型三层架构，自底向上依次是数据访问层、业务逻辑层和表示层。
这种经典架构经历了时间的考验和实践的屡次检验，被认为是合理、有效的分层设计，在本系统实现过程中，沿袭这种经典架构，使用数据访问层、业务逻辑层和表示层的三层架构体系。
251人员定位系统实现对煤矿的井下人员实时跟踪定位，移动目标监测查询、人员平安保障及统计考勤等功能。
充分利用矿井平安监控系统平台，无须重复布线，仅需增加相应的人员跟踪定位无线数据采集基站、无线编码发射器、人员跟踪定位处理软件即可实现。
关键词：
人员定位系统人员定位系统的应用安装调校
1松南煤矿简介1
1.1松南煤矿概况1
1.2松南煤矿建设条件1
2井下人员定位系统的认识2
2.1煤矿事故案例分析2
2
井下人员定位系统的组成3
3
井下人员定位系统的必要性4
3松南煤矿251型人员定位系统5
251型人员定位系统的简介5
251型人员定位系统的作用5
251型人员定位系统的工作原理5
251型人员定位系统的设备分析6
、数据传输接口6
、识别卡7
、读卡分站7
、隔爆兼本安型不间断电源7
3.4.5、通讯电缆8
3.4.6、工控机、激光打映机和电源8
3.5、251型人员定位系统设备的主要特点8
3.5.1、读卡分站特点8
3.5.2、人员识别卡特点9
3.5.3、数据传输接口特点9
3.5.4、软件管理系统特点9
4、井下人员定位系统的管理制度10
10
11
一三
5松南煤矿井下人员定位系统的应用一五
6结论与展望16
16
7体会17
致谢19
参考文献20
1松南煤矿简介
松南煤矿概况
松南煤矿承办单位为桐梓县狮溪煤业。
由湖北松宜煤业、遵义市东阳光实业开展、乳源瑶族自治县阳之光实业开展组建了桐梓县狮溪煤业来开发桐梓北部片区煤炭。
桐梓县狮溪煤业成立于2021年4月1日，在贵州省拥有5亿吨的煤炭资源，所拥有的矿区已列入贵州省大矿规划工程。
其经营范围是煤炭资源的开发和销售、深加工产品相关配套原辅材料的消售，是一家专门从事煤炭生产和销售大型股份制企业。
旗下现有两个生产矿井：
松南煤矿和兴隆煤矿。
松南煤矿建设条件
，面积为9.20422。
井田中心位于桐梓县城以北直距65。
地理坐标为：
经度106°
51′一五″～106°
55′00″，纬度28°
31′00″～28°
34′45″。
渝黔铁路，崇遵高速公路及210国道从井田西侧通过，渝黔铁路从工业广场旁经过，国道210距矿井工业广场均400m，并有乡村公路相连通达井田，工业广场距松坎站约5，交通较为方便。
工业场地距离桐梓县约35，距离遵义市约105，距离贵阳205，距离重庆市约160。
本井田位于云贵高原黔北山地北部与四川盆地南部衔接的过渡斜坡地带，地形起伏较大，山峦叠嶂，沟谷纵横，平地少见，地形总体上受区域地质构造和岩性控制，属构造侵蚀、剥蚀山地地貌为主的高、中山地区。
区内最高海拔+1462.20m，最低为松坎河，标高+403.00m，最大高差1059.20m，总体地势为东高西低，北东高南西低。
2井下人员定位系统的认识
煤矿事故案例分析
2021年2月3日一三时20分左右，四川省宜宾市筠连县维新镇钓鱼台煤矿发生一起瓦斯爆炸事故。
事故造成一三人遇难，4人受伤，1人失踪。
2021年7月17日，贵州省铜仁地区蒲溪井发生一起煤与瓦斯突出事故，造成3人死亡。
事故发生后，该矿直至7月一八日一八时50分才向当地政府及有关部门报告。
2021年7月25日，贵州省黔西南州普安县，安利来煤矿发生一起顶板事故，造成5人被困。
事故发生后，该矿未报告，自行施救，施救过程中再次发生冒顶，又造成53名救援人员被困。
7月26日14时25分接群众举报后，经全力抢救，截至7月29日19时27分，所有被困人员成功获救。
2021年9月11日23时30分许，贵州省福泉市龙昌镇谷坝煤矿发生一起透水事故，42人下井，事故发生成功升井34人，当班领导为平安副矿长下井带班〔平安升井〕，仍有8人被困井下。
截至10月11日8时，找到2名遇难者遗体，尚有6人被困井下。
2021年11月8日19时30分，重庆市重庆能投集团南桐矿业公司东林煤矿发生一起冒顶事故，造成3人死亡。
井下人员定位系统的简介
随着我国的经济体制的改革不断深入，现代化进程不断加快，国家对煤矿平安日益重视，监管力度不断加强，大中型煤矿和众多乡镇小煤矿均已大量装备了煤矿平安监控系统，有效遏制了重大瓦斯爆炸事故的发生。
但是，缺乏对井下人员位置信息的监控，目前还普遍存在入井人员管理困难，井上人员难以及时准确掌握井下人员的分布和作业情况，一旦发生事故，抢险救灾、平安救护的效率低，特别是事故发生后对矿井人员的抢救缺乏可靠的位置信息，严重地制约了抢险救灾的效率，失去最珍贵地抢救时机。
平安生产的核心是人的平安。
因此，煤矿对利用相应的矿井人员跟踪定位设备，全天候对煤矿入井人员进行实时自动跟踪和考勤，随时掌握每个员工在井下的位置及活动轨迹、全矿井下人员的位置分布情况等需求迫切。
人员定位系统属于矿山平安定位技术，首创独有的信号飞行时间定位技术，
结合矿上三维系统生动形象的再现井下人员的分布情况及其他系统运行情况，如环境监测、电力监控、提升系统。
监控中心主机根据距离信息准确的判断出人员的具体位置，可以根本消除信号的强度带来的影响，可以在各种环境下获得精确的定位数据，根本不受井下特殊环境的影响。
2.3井下人员定位系统的组成
矿用人员定位系统利用世界最新的无线射频技术、数据处理技术、数据通讯技术和地理信息系统，结合最新无线网路的传输技术，定位专利技术及煤矿井下通信基站专利技术，在国内外首次以经济实用的方法，真正实现了井下人员的精确定位和其他各业务的需要〔通信、瓦斯等实际数据传输、无线视频监控〕。
可提供丰富的数据、图形信息，能从地面实时监测井下人员、设备当前位置、行走路径，统计井下人员数量和分布情况，按照煤矿的实际情况提供考勤功能，从而，在事故发生前，平安生产监控中心，可以随时掌握井下不同位置的各种平安生产的要素。
从而采取积极有效的预防措施；
事故发生后，可快速检索事故发生当时，甚至事故发生后相当一段时间内，井下工作人员的具体分布位置，从而制定出及时有效的抢救措施，并实施有效的现场抢救指挥。
井下人员定位系统的特性
〔1〕实现井下巷道作业面的工作人员的精确位置，及时准确的提供井下人员的数量、位置、分布情况和每个人员任意时刻所在的位置及各时间段的活动轨迹。
为处理事故和救援工作提供可靠的数据依据。
保证抢险救灾和平安救护工作的高效运作。
提供直观的巷道图，可随时方便的观察井下人员的分布情况和系统设备的工作状态。
同时，以简便快速的数据处理和查询手段提高协助救援工作的效率。
〔2〕实现各工作人员的考勤管理，能够出具各部门及个人的各种综合、明细考勤报表，为管理层对生产部门及个人的工作考核提供依据。
〔3〕实现井下定点考勤功能，可以帮助监督特殊部门工作人员是否在规定时间到规定地点工作，以到达强化井下作业管理的目的。
〔4〕信息存储和历史数据回放：
系统具有数据存储和回放功能。
系统可存储1周人员分布情况。
调度员可随时回放这该时间段内任一时段的人员分布情况，以便为事故分析提供依据。
〔5〕突发情况报警功能，井下人员遇到突发情况〔如火灾、瓦斯爆炸、冒顶、透水等〕可通过矿用本安型定位卡上的报警按钮进行报警。
〔6〕自诊断：
检测网络上的通信分站工作是否正常。
井下人员定位系统的必要性
鉴于国家对煤矿平安的日益重视和监管力度的不断加强，从提高自身管理水平，确保平安高效生产的需要，松南煤矿管理人员及调度人员需要动态实时的知道矿井人员分布、出入井的准确人数、领导跟班情况汇总及特殊工种人员的活动轨迹等情况。
矿山井下工作环境相比照拟恶劣，无法对员工的作业情况进行跟踪和核查，就不可防止的出现不下井虚报考勤，员工提前上井等情况，人员定位系统从技术上可以保证考勤准确、实事求是。
矿山平安生产的主体是人，只有对人进行了有效的监督与标准才能确保整个矿山的平安。
因为矿山工作环境的复杂性，影响平安生产环节众多，在众多环节中起决定性作用的是人，只有对下井职工进行有效监督，才能从源头上杜绝平安隐患。
当煤矿发生事故后，指挥部可以立即调阅定位系统查询灾变区域遇险人员情况，根据定位系统提供的信息，从而减少人员伤亡数量，减小煤矿损失，提高井下作业人员的生命平安保障。
3松南煤矿251型人员定位系统
251型人员定位系统的简介
251人员定位系统主要由通讯接口46、电源避雷器、信号避雷器9090、矿用读卡器201、识别卡116A、人员定位软件251、人员管理分站25一八组成。
251型人员定位系统的作用
251人员定位系统可以实现对松南煤矿的井下人员实时跟踪定位，移动目标监测查询、人员平安保障及统计考勤等功能。
系统具有无须重复布线，节约投资；
使用维护工作量小，维护费用低；
采用的无线通信技术成熟、覆盖范围大、功耗低等特点。
新型矿井人员跟踪定位及考勤管理系统，能够清楚掌握每个人员在矿井下的位置及活动轨迹，可为事故抢险提供科学依据。
同时，也可利用系统的日常考勤管理功能，对全矿井人员进行考勤管理。
3.3251型人员定位系统的工作原理
人员随身携带的标识卡进入读卡器工作区域被激活后，即将人员编码加密信息发射出去，读卡器接收到标识卡发来的无线信号，经分站接受处理后，提取出人员编码相关信息，经数据传输接口送至地面监控计算机，完成矿井人员自动跟踪定位管理和考勤。
煤矿井下人员定位管理系统的工作原理是：
应用射频技术〔〕和计算机通信技术，在井上调度室或者监控室设置中心控制计算机系统，入井口设置井口读卡分站，也可设置验卡系统〔根据煤矿需要〕，在井下重点位置设置读卡分站〔重点巷道、变电所，水房，岔路口，弯道处，采掘面，采空区以及其他危险区域等等〕，也可根据矿井实际需要，加设读卡分站。
当井下作业人员携带人员信息卡经过这些区域时，会自动向读卡分站无线发射信号〔人员卡号〕，读卡分站和中心控制计算机系统之间通过矿用通信电缆〔总线〕或者光缆连接，经数传接口传输数据。
井下作业人员、车辆以及其他设备分别携带银利华科技人员信息卡，系统通过读卡分站与人员信息卡之间的无线通讯，实现对别识别对象的目标定位和无线寻呼，从而为矿上平安生产指挥调度，平安监测检查，人员验卡考勤，区域进入控制，紧急事件处理等工作提供有效手段，系统可同时将有关数据上传至各级管理部门，为各级领导监督指挥决策提供重要依据，主要采用和S模式。
井下人员定位定位系统251原理图
3.4251型人员定位系统的设备分析
3.4.1数据传输接口
〔1〕数据传输接口支持总线，光纤和以太网等传输方式；
〔2〕数据传输接口与读卡分站等设备具有双向通信及其指示功能；
〔3〕数据传输接口具有故障诊断和指示功能。
3.4.2识别卡
根据251型人员定位系统的认识，首先在井下安装读卡分站，德兴煤矿一般下井人数在80-110多，每人下井都必须携带识别卡，性能完好的识别卡总数，至少比下井人员的总数多10%。
如这次下井人数为100人他总数需要的识别卡位110张。
发射唯一的人员编码信息，人员识别卡有腰式，灯绳式两
种，推荐灯绳式，不易换卡，便于人员携带，便于管理，用户可根据实际需要进行选择：
〔1〕识别卡具有发送卡号的功能；
〔2〕识别卡具有发送报警信息功能；
〔3〕识别卡具有接收巡呼信息功能。
3.4.3读卡分站
根据人员定位系统设置平面图，首先安装了读卡分站如下：
读卡分站
安装点及名称
F1
副井读卡分站
F2
+930m轨道运输大巷读卡分站
F3
变电所读卡分站
F4
主水仓读卡分站
F5
+760带式输送机运输石门读卡分站
F6
中部车场读卡分站
F7
104采煤工作面读卡分站
接收人员卡发出的无线编码信号，能够存储检测到人员卡信息。
根据巷道实际情况,在人行巷的岔路口，掘进头，工作面安装。
〔1〕读卡分站具有与数据传输接口双向通信功能；
〔2〕读卡分站具有自诊断和故障指示功能；
〔3〕读卡分站与读卡分站之间具有双向无线数据通信的功能；
〔4〕读卡分站具有与280识别卡进行双向无线数据通信的功能。
3.4.4隔爆兼本安型不间断电源
井下交流输入电压：
127V；
直流输出电压：
12V，1A。
具有停电自动切换电池供电的功能：
电池容量：
122h。
给读卡分站单独供电。
3.4.5通讯电缆
主通信电缆型号参数：
电缆型号
主要参数
电缆直流电组≤Ω/
电缆分布电容≤μF/
电缆分布电感≤/
电缆对数
2芯
电缆线芯
3.4.6工控机、激光打印机和电源
〔1〕工控机:
以上，内存：
512M以上，硬盘：
80以上，显卡：
64M以上显存，串口：
2个以上，光驱,配备17寸三星液晶显示器,建议中心站配备备用工控机。
〔2〕激光打印机：
A4兼容的中文打印机；
〔3〕交流电源：
22021002h
〔4〕电脑检测仪
功能：
近距离检测识别卡号码也可用于人员搜救。
3.5251型人员定位系统设备的主要特点
3.5.1读卡分站特点：
〔1〕双向传输：
具有无线双向的通信功能，可由人员卡上传报警信息，也可由分站寻呼持卡人员；
〔2〕总线：
采用总线技术，驱动能力和抗干扰能力强，传输距离远，比485总线更胜一筹；
〔3〕时钟存储：
具有时钟和存储功能，并可用软件设置分站编号功能，井上可以随意修改分站编号，使用及其方便；
3.5.2人员识别卡特点：
〔1〕双向功能：
人员卡具有单向和双向两种功能，可由用户选用；
接收系统呼叫，主要以三种形式表现：
呼叫〔蜂鸣〕；
警示〔亮灯〕；
紧急撤离〔蜂鸣+亮灯〕。
〔2〕携带方便：
可与矿灯一起携带，减少了人员带卡时再穿皮带的麻烦；
3）.高速无线：
采用最新射频芯片，空中传输每秒2501兆位〔1〕，是目前人员定位中最快的芯片之一，这样大大地减少了空中碰撞和干扰，更有利于人员众多的场合应用。
3.5.3数据传输接口特点：
〔1〕多口兼容：
数据传输接口具有多种接口的选择，可选择总线，光纤或以太网不同模式使用。
具有很好的实际应用价值；
〔2〕双串组合：
数据传输接口可与两台工控机串口通讯。
可使备用计算机和工作计算机同时接收井下发来的信号，大大提高了备用机的切换速度。
3.5.4软件管理系统特点：
〔1〕图形平台：
和平台的结合，使软件功能丰富，图文并茂；
另有为数据库平台，管理数据功能强大；
〔2〕最新标准：
系统采用了最新的人员定位标准来进行的安标认证，功能丰富，完全实现了新标准的要求；
〔3〕拖移基站：
在计算机屏幕的画面上直接拖动鼠标，即可添加和减少基站，使系统维护更加方便快捷；
〔4〕无线中继：
可通过无线中继建立新的系统，组网方便，可扩展性强；
〔5〕自动诊断：
具有自动诊断功能，并显示在屏幕上，自动报警。
更有利于维修；
4井下人员定位系统的管理制度
井下人员定位系统的岗位责任制
〔1〕矿长（总经理）：
是人员定位系统管理的第一责任人，要在人、财、物等方面提供保障，确保人员定位系统的正常运行。
经常浏览矿井信息传输情况，保证传输信息真实可靠，定期召开专题会议，经常分析故障类别及解决方法
〔2〕值班矿长（经理）：
是人员定位系统当日管理的第一责任人，负责对当日人员定位系统异常情况的处理工作，并对异常情况上传报表实施审阅、签字。
〔3〕调度主任：
是人员定位系统管理的具体责任人，经常浏览矿井信息传输情况，对人员定位系统运行规章制度及相关工种人员操作规程进行检查落实，定期召开专题会议，深入现场第一线解决人员定位系统运行中存在的问题，对弄虚作假、信息不真实传输的有关责任人及时严肃处理，及时处理值班人员汇报的隐患情况。
〔4〕总工程师〔技术负责人〕：
负责制定各部门岗位责任制及相关工种人员操作规程，制定信息上传的管理方法，定期召开专题会议，组织专业人员培训学习，每天浏览矿井人员信息传输情况，对矿井人员定位系统运行情况进行科学分析，及时处理人员定位系统人员汇报的隐患情况。
〔5〕生产经理：
经常浏览人员定位系统信息传输情况，经常深入现场解决系统运行中存在的问题，对弄虚作假、信息不真实传输等的有关责任人及时严肃处理，及时处理值班人员汇报的隐患情况。
积极配合人员定位系统的检修维护工作。
人员定位系统监控员岗位责任制
〔1〕矿井人员定位系统操作员工必须认真学习领会国家及地方局关于人员定位系统管理的文件精神，严格按要求操作和运行系统。
〔2〕对当班人员定位系统的平安运行负全面管理责任，精通业务，坚守岗位，精心操作系统。
〔3〕负责人员定位信息的真实、及时传达，并及时向矿调度汇报运行情况和存在问题。
〔4〕负责对县中心下达的指令及时通知矿调度及有关负责人，并及时反应处理意见。
〔5〕每班对系统巡回检查不少于2次，发现异常情况及时处理、汇报。
及时完成上级主管部门和矿调度布置的其它工作。
〔6〕按岗位工作要求，认真填好各种记录报表，保证真实有效。
〔7〕及时向矿调度反应当〔日〕班人员出入井信息。
〔8〕严禁脱岗、睡觉和做与本岗无关的事情。
〔9〕持证上岗，统一着装，文明操作，热情工作。
井下人员定位系统的安装与调校
〔1〕各个人员出入井口、重点区域出/入口、限制区域等地点应设置分站，并能满足监测携卡人员出/入井、出/入重点区域、出/入限制区域的要求。
〔2〕巷道分支处应设置分站，并能满足监测携卡人员出/入方向的要求。
〔3〕下井应携带识别卡。
〔4〕识别卡严禁擅自拆开。
〔5〕工作不正常的识别卡严禁使用。
性能完好的识别卡总数，至少比经常人员的总数多10%，不固定专人使用的识别卡，性能完好的识别卡总数至少比每班最多下井人数多10%。
〔6〕矿调度室应设置显示设备，显示井下人员位置等。
〔7〕各个人员出入井口应设置检测识别卡工作是否正常和唯一性检测的装置，并提示携卡人员本人及相关人员。
〔8〕分站应设置在便于读卡、观察、调试、检验、围岩稳定、支护良好、无淋水、无杂物的位置。
〔9〕设备使用前，应按产品使用说明书的要求调试设备，并在地面通电运行24小时，合格前方可使用。
防爆设备应经检验合格，并贴合格证后，方可下井使用。
〔10〕设备发生故障时，应及时处理，在故障期间应采用人工监测，并填写故障登记表。
〔11〕平安监测工应24小时值班，应每天检查设备及电缆、发现问题应及时处理，并将处理结果报中心站。
〔12〕当电网停电后，备用电源不能保证设备连续工作1小时，应及时更换。
〔一三〕入井电缆的入井口处应具有防雷措施。
4中心站
〔1〕系统主机及系统联网主机应双机或多机备份，24小时不间断运行。
当工作主机发生故障时，备用主机应在5分钟内投入工作。
〔2〕中心站应双回路供电，并配备不小于2小时的在线式不间断电源。
〔3〕中心站设备应有可靠的接地装置和防雷装置。
〔4〕中心站应配置防火墙等网络平安设备。
〔5〕中心站应使用录音。
〔6〕中心站24小时有人值班。
值班员应认真监视监视器所显示的各种信息，详细记录系统各局部的运行状态（如图4.1），填写运行日志，打印监测日〔班〕报表，报矿长和有关负责人审阅。
接到报警后，值班员应立即通知调度及值班领导，调度及值班领导应立即采取措施，处理结果应记录备案。
井下人员定位系统的查找与救援
〔1〕人员定位系统分站出现故障或断线，造成信号采集，显示及信息反应中断，不能及时传输数据信息，人员随身携带的识别卡不能在地面基站显示为异常情况。
井下识别分站出现无法识别定位卡、数据中断、出现无法读取识别卡、超时、欠时等系统异常报警，立即向调度室、值班领导及上级监控中心汇报，由调度室组织人员对异常分站进行抢修，并将
升级会员 