礦井人員定位系統(tǒng)新版

礦井人員定位系統(tǒng)蘇文叔研究員第一頁，共六十一頁。主要內(nèi)容概述人員定位系統(tǒng)功能系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)無線通訊技術(shù)系統(tǒng)建設(shè)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)存在問題及解決方案第二頁，共六十一頁。概述井下人員定位系統(tǒng)井下人員跟蹤系統(tǒng)井下人員考勤定位系統(tǒng)井下作業(yè)人員管理系統(tǒng)第三頁，共六十一頁。概述人員定位系統(tǒng)建設(shè)作用和意義實(shí)時掌握每個人員在井下的位置及活動軌跡緊急情況下的雙向呼叫實(shí)現(xiàn)依據(jù)井下作業(yè)位置的嚴(yán)格考勤災(zāi)變情況下能根據(jù)井下人員位置準(zhǔn)確施救提升企業(yè)管理水平第四頁，共六十一頁。概述人員定位系統(tǒng)建設(shè)作用和意義在井下所有人員可能經(jīng)過的通道中設(shè)置一定數(shù)量的識別器具體位置和數(shù)量根據(jù)現(xiàn)場條件和功能而定通過網(wǎng)絡(luò)布線和地面監(jiān)控中心聯(lián)網(wǎng)每個下井人員須攜帶標(biāo)識卡第五頁，共六十一頁。概述人員定位系統(tǒng)建設(shè)作用和意義人員入井或接近任何一個識別器

識別器感應(yīng)信號—分站—地面監(jiān)控中心—監(jiān)控計算機(jī)判斷并顯示該人員信息（人員、位置、途徑）管理人員點(diǎn)擊井下某一區(qū)域計算機(jī)顯示該區(qū)域人員的具體情況實(shí)現(xiàn)井下人員的實(shí)時動態(tài)監(jiān)控第六頁，共六十一頁。概述人員定位系統(tǒng)建設(shè)作用和意義一旦井下發(fā)生事故救援指揮中心在計算機(jī)中查明人員位置分布查明在避難硐室或可移動式救生艙內(nèi)的避險人員及硐室或艙外人員情況保證搶險救災(zāi)和安全救護(hù)高效運(yùn)作充分體現(xiàn)了“信息化、自動化和人性化”第七頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)功能第八頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)功能AQ1048-2007標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定功能要求位置監(jiān)測管理存儲、報警、顯示、打印、查詢等第九頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)功能現(xiàn)有產(chǎn)品還具有人機(jī)對話自診斷網(wǎng)絡(luò)通訊礦井機(jī)車管理第十頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)功能監(jiān)測功能攜卡人員出/入井時刻、出/入重點(diǎn)區(qū)域時刻、出/入限制區(qū)域時刻等監(jiān)測攜卡人員出/入巷道分支方向攜卡人員出/入避難硐室或可移動式救生艙時刻對乘坐電機(jī)車等各種運(yùn)輸工具的攜卡人員進(jìn)行準(zhǔn)確識別識別多個同時進(jìn)入識別區(qū)域的標(biāo)識卡標(biāo)識卡工作是否正常和每位下井人員攜帶1張卡唯一性檢測功能。第十一頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)功能監(jiān)測功能第十二頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)功能監(jiān)測功能第十三頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)功能管理功能攜卡人員下井總數(shù)出/入井時刻下井工作時間超時人員總數(shù)以上數(shù)據(jù)顯示、打印、查詢及報警第十四頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)功能存儲、查詢功能防止修改實(shí)時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)等存儲內(nèi)容數(shù)據(jù)備份分站應(yīng)具有數(shù)據(jù)存儲功能。當(dāng)系統(tǒng)通信中斷時，分站存儲標(biāo)識卡卡號和時刻；系統(tǒng)通信正常時，上傳至中心站。第十五頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)功能顯示打印功能漢字顯示和提示列表顯示模擬動畫顯示系統(tǒng)設(shè)備布置圖顯示報表打印功能。(打印內(nèi)容包括：下井人員總數(shù)及人員、重點(diǎn)區(qū)域人員總數(shù)及人員、超時報警人員總數(shù)及人員、超員報警人員總數(shù)及人員、限制區(qū)域報警人員總數(shù)及人員、特種作業(yè)人員工作異常報警總數(shù)及人員、領(lǐng)導(dǎo)干部每月下井總數(shù)及時間統(tǒng)計等。)第十六頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)功能人機(jī)對話功能便于系統(tǒng)生成、參數(shù)修改、功能調(diào)用、圖形編輯等操作權(quán)限管理功能,對參數(shù)設(shè)置等必須使用密碼操作,并具有操作記錄在任何顯示模式下,均可直接進(jìn)入所選的列表顯示、模擬圖顯示、打印、參數(shù)設(shè)置、頁面編輯、查詢等方式第十七頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)功能自診斷功能當(dāng)系統(tǒng)中分站、傳輸接口等設(shè)備發(fā)生故障時，報警并記錄故障時間和故障設(shè)備，以供查詢及打印網(wǎng)絡(luò)通訊功能具有網(wǎng)絡(luò)接口、將有關(guān)信息上傳至各級主管部門第十八頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)第十九頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)

地面監(jiān)控中心監(jiān)控主機(jī)系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)傳輸接口傳輸平臺交換機(jī)等井下無線信號及數(shù)據(jù)采集設(shè)備讀卡分站識別器標(biāo)識卡

第二十頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)地面監(jiān)控中心監(jiān)控主機(jī)整個系統(tǒng)設(shè)備及人員檢測數(shù)據(jù)的管理分站實(shí)時數(shù)據(jù)通訊統(tǒng)計存儲屏幕顯示查詢打印畫面編輯網(wǎng)絡(luò)通訊

第二十一頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

地面監(jiān)控中心系統(tǒng)軟件完成人員信息采集、識別、編輯遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)上傳網(wǎng)頁發(fā)布第二十二頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)地面監(jiān)控中心數(shù)據(jù)傳輸接口井上的組成部分與井下設(shè)備進(jìn)行通訊第二十三頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)井下無線信號及數(shù)據(jù)采集設(shè)備讀卡分站礦用電源箱動態(tài)目標(biāo)識別器人員標(biāo)識卡第二十四頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)井下無線信號及數(shù)據(jù)采集設(shè)備讀卡分站收集識別器采集的數(shù)據(jù)四芯電纜上傳至地面中心站兩芯電纜相連第二十五頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)井下無線信號及數(shù)據(jù)采集設(shè)備礦用電源箱隔爆兼本質(zhì)安全具有備用電源功能的穩(wěn)壓電源第二十六頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)井下無線信號及數(shù)據(jù)采集設(shè)備動態(tài)目標(biāo)識別器采用2.4G無線通訊技術(shù)，抗干擾能力強(qiáng)第二十七頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)井下無線信號及數(shù)據(jù)采集設(shè)備人員標(biāo)識卡采用DSSS直序擴(kuò)頻通訊方式，抗多徑干擾能力強(qiáng)具備雙向呼叫功能第二十八頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)第二十九頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)總線式電纜獨(dú)立組網(wǎng)結(jié)構(gòu)總線式光纖專網(wǎng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)第三十頁，共六十一頁。KJ237人員定位系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)總線式電纜獨(dú)立組網(wǎng)結(jié)構(gòu)第三十一頁，共六十一頁。KJ237人員定位系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)總線式光纖專網(wǎng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)第三十二頁，共六十一頁。KJ237人員定位系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)第三十三頁，共六十一頁。系統(tǒng)無線通信技術(shù)第三十四頁，共六十一頁。系統(tǒng)無線通信技術(shù)射頻識別技術(shù)2.4G無線通訊技術(shù)2.4G直序擴(kuò)頻通訊技術(shù)第三十五頁，共六十一頁。系統(tǒng)無線通信技術(shù)射頻識別技術(shù)射頻識別(RFID)是20世紀(jì)90年代興起的一種非接觸式的新型自動識別技術(shù)用無線傳輸方式進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信,進(jìn)而達(dá)到自動識別并交換信息第三十六頁，共六十一頁。系統(tǒng)無線通信技術(shù)射頻識別技術(shù)組成電子標(biāo)簽(Tag)—智能標(biāo)簽—射頻卡讀寫器(Reader)—閱讀器—通訊器—讀出裝置反射無線電射頻信號接收電子標(biāo)簽反射的無線射頻信號處理后獲取標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息天線(Antenna)傳遞射頻信號第三十七頁，共六十一頁。系統(tǒng)無線通信技術(shù)射頻識別技術(shù)特點(diǎn)操作簡單方便高速移動目標(biāo)的識別標(biāo)識卡完全密封,具有良好的防水、防塵、防污損、防磁、防靜電性能,適合在井下惡劣環(huán)境中工作傳輸數(shù)據(jù)經(jīng)隨機(jī)序列的加密完善、保密的通信協(xié)議通信協(xié)議具有防碰撞機(jī)制,可實(shí)現(xiàn)同時對多個移動目標(biāo)進(jìn)行識別信號的穿透能力強(qiáng)—墻壁、路面、衣物、人等數(shù)據(jù)傳輸量小,抗干擾能力強(qiáng),感應(yīng)靈敏易于維護(hù)、操作第三十八頁，共六十一頁。系統(tǒng)無線通信技術(shù)2.4G無線通訊技術(shù)采用最多、屬微波頻段主要特點(diǎn)傳播距離遠(yuǎn)數(shù)據(jù)傳輸速率高功耗低傳播路徑主要為反射方式存在多徑效應(yīng)

第三十九頁，共六十一頁。系統(tǒng)無線通信技術(shù)

2.4G直序擴(kuò)頻無線技術(shù)—性能更優(yōu)越的無線通訊技術(shù)WiFi通訊：主要用于無線以太網(wǎng)Zigbee通訊：主要用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)專用通訊芯片技術(shù)：適用于各種特殊用途

第四十頁，共六十一頁。系統(tǒng)無線通信技術(shù)2.4G直序擴(kuò)頻無線通訊技術(shù)原理信號的發(fā)端—用高碼率的擴(kuò)頻碼系列，通過調(diào)制方式將頻率擴(kuò)展信號的收端—用相同的擴(kuò)頻碼序去進(jìn)行解碼，把擴(kuò)展的頻率信號還原成原始信息

第四十一頁，共六十一頁。系統(tǒng)無線通信技術(shù)2.4G直序擴(kuò)頻無線通訊技術(shù)原理擴(kuò)頻—在發(fā)射信號前引入隨機(jī)擴(kuò)頻碼解擴(kuò)—在接收信號時移去擴(kuò)頻碼，恢復(fù)原始信號第四十二頁，共六十一頁。系統(tǒng)無線通信技術(shù)2.4G直序擴(kuò)頻無線通訊技術(shù)特點(diǎn)抗干擾性強(qiáng)多方向的反射信號對無線通訊的影響很大，尤其是2.4G微波頻段這些折射波到達(dá)接收端的時間不同而形成多徑干擾干擾信號不帶有擴(kuò)頻因子—被過濾掉包含括頻因子的信號—被接收直擴(kuò)通信速率高2M、8M、11M安全性好未授權(quán)的用戶不知道擴(kuò)展原始信號的擴(kuò)頻因子，所以他們無法解碼第四十三頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)建設(shè)第四十四頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)建設(shè)中心站建設(shè)傳輸平臺建設(shè)井下監(jiān)測部分建設(shè)第四十五頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)建設(shè)中心站建設(shè)監(jiān)控主機(jī)和數(shù)據(jù)接口安裝過程中需注意給主機(jī)提供不間斷電源電源防雷信號防雷機(jī)房中設(shè)備安裝必須符合《煤礦安全規(guī)程》要求第四十六頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)建設(shè)傳輸平臺建設(shè)

總線式電纜獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)建設(shè)網(wǎng)絡(luò)線纜全部為電纜主干—兩芯支干—四芯電纜敷設(shè)和聯(lián)接須符合《煤礦安全規(guī)程》要求信號電纜不能與動力電纜在同一幫壁吊掛第四十七頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)建設(shè)傳輸平臺建設(shè)總線式光纖專網(wǎng)建設(shè)井下和地面通信均采用光纖傳輸其余網(wǎng)絡(luò)采用電纜傳輸需注意光纜敷設(shè)和井下光端機(jī)放置要求須按《煤礦安全規(guī)程》要求施工第四十八頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)建設(shè)傳輸平臺建設(shè)工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)建設(shè)井下和地面采用交換機(jī)進(jìn)行通訊通過交換機(jī)，系統(tǒng)分站就能直接接入環(huán)網(wǎng)中和地面中心站通信合理的光纜敷設(shè)和環(huán)網(wǎng)的選址，就能使整個網(wǎng)絡(luò)的井下架構(gòu)更加清晰在其他系統(tǒng)掛接的情況下—高質(zhì)量信息化第四十九頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)建設(shè)井下監(jiān)測部分建設(shè)定位分站位置合理距離主網(wǎng)近識別器線纜敷設(shè)方便取電方便盡量避免有漏水和易塌方的地點(diǎn)符合《煤礦安全規(guī)程》要求第五十頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)建設(shè)井下監(jiān)測部分建設(shè)分站電源為分站提供直流電源；斷電后能提供兩小時的供電設(shè)在分站旁邊必須接地，避免漏電發(fā)生第五十一頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)建設(shè)井下監(jiān)測部分建設(shè)識別器設(shè)置人員出入井口重點(diǎn)區(qū)域出/入口限制區(qū)域出入口避難硐室、可移動式救生艙內(nèi)、外滿足以上四個區(qū)域監(jiān)測的要求第五十二頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)第五十三頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)最大位移速度：≥120km/h(>30m/s)最大并發(fā)識別數(shù)量：≥200漏讀率：≤10-6誤碼率:≤10-8

傳輸距離：分站至接口≥20km本安供電距離：≥2km監(jiān)控系統(tǒng)容量：標(biāo)識卡數(shù)量≥60000張第五十四頁，共六十一頁。人員定位系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)最大巡檢周期:≤25s(總線式),≤2s(以太網(wǎng))存儲時間:中心站記錄存儲可達(dá)10年以上分站存儲數(shù)據(jù)時間≥24h畫面響應(yīng)時間:調(diào)出整幅畫面85%的響應(yīng)時間≤2s雙擊切換時間:即時切換供電時間:備用電源≥2h標(biāo)識卡電池壽命:可更換一般6個月不可更換1~3年第五十五頁，共六十一頁。存在問題及解決方案第五十六頁，共六十一頁。存在問題及解決方案漏卡問題情況描述

人員定位系統(tǒng)有時發(fā)生識別器漏讀下井人員情況，導(dǎo)致地面在統(tǒng)計時候數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確原因分析

由于煤礦井下巷道的原因，導(dǎo)致標(biāo)識卡在傳輸信號時發(fā)生了干擾（如多徑干擾），在信號傳輸時，識別器未收到信號解決方案DSSS直序擴(kuò)頻技術(shù)，提高了抗干擾能力，漏讀率由原來的10-4提高到10-6時間窗口的退避式防沖突算法，同時識別卡的數(shù)量由原來的80張?zhí)岣叩?00張，同時識別能力提高了150%，在正常情況下避免了漏卡第五十七頁，共六十一頁。存在問題及解決方案定位不準(zhǔn)確問題情況描述煤礦在查詢井下人員時候，會發(fā)生需查找的人員不在此區(qū)域原因分析識別器布置太少，有可能此人已經(jīng)離開此區(qū)域但未進(jìn)入下一區(qū)域解決發(fā)案識別器合理布點(diǎn)，一般距離300m第五十八頁，共六十一頁。存在問題及解決方案入井唯一性問題情況描述在人員下井的時候，手工統(tǒng)計下井人數(shù)與實(shí)際下井人員不符原因分析一人持多卡下井，導(dǎo)致井下人員統(tǒng)計不準(zhǔn)確解決方案虹膜臉型輔助檢卡指紋無源和有源雙頻卡，確保一人只能帶一張卡入井第五十九頁，共六十一頁。謝謝蘇文六十頁，共六十一頁。內(nèi)容總結(jié)礦井人員定位系統(tǒng)。具體位置和數(shù)量根據(jù)現(xiàn)場條件和功能而定。查明在