井下人員定位系統(tǒng)

1 概述
煤礦安全生產(chǎn)事關(guān)人民群眾的生命和財產(chǎn)安全，各級政府一貫高度重視煤礦安全生產(chǎn)問題，并采取一系列措施不斷加強安全生產(chǎn)工作。通過不斷的努力，近一時期煤礦安全生產(chǎn)狀況總體上趨于穩(wěn)定好轉(zhuǎn)，但由于基礎(chǔ)薄弱等種種原因，煤礦安全生產(chǎn)狀況仍然不容樂觀。面對現(xiàn)實情況，不斷加強災(zāi)害預(yù)防、事故救助等措施將事故帶來的損失降至最低，已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。
井下人員及設(shè)備定位系統(tǒng)是國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局通信信息中心開發(fā)研制,北京國利安安全生產(chǎn)管理技術(shù)中心與通信信息中心聯(lián)合負(fù)責(zé)該系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。該系統(tǒng)采用國際最新RFID技術(shù)的井下定位系統(tǒng)。井下人員及設(shè)備定位系統(tǒng)能夠及時、準(zhǔn)確的將井下各個區(qū)域人員及設(shè)備的動態(tài)情況反映到地面計算機系統(tǒng)，使管理人員能夠隨時掌握井下人員、設(shè)備的分布狀況和每個礦工的運動軌跡，以便于進(jìn)行更加合理的調(diào)度管理。當(dāng)事故發(fā)生時，救援人員也可根據(jù)井下人員及設(shè)備定位系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)、圖形，迅速了解有關(guān)人員的位置情況，及時采取相應(yīng)的救援措施，提高應(yīng)急救援工作的效率。
2 功能及特點
2.1功能
ü實時動態(tài)顯示功能：實時動態(tài)顯示分站、人員的相對位置
ü豐富的地圖功能：具有放大、縮小、移動、標(biāo)尺測距、視野控制、中心移動、土層控制、地圖打印等功能
ü禁區(qū)報警功能：對于指定的禁區(qū)，如果有人員進(jìn)入，實時聲音報警，并顯示進(jìn)入禁區(qū)的人員
ü人員軌跡查詢：可查找某個人在某個時間段內(nèi)所經(jīng)歷的路徑，并在圖中畫出線路軌跡
ü豐富的下井考勤能力：可對出入井人員進(jìn)行統(tǒng)計，實現(xiàn)下井人員考勤，建立人員出入井帳表


2.2 特點
ü 采用L-H調(diào)度算法優(yōu)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力
ü 高度自動化
ü基于GIS技術(shù)的地理信息顯示、查詢系統(tǒng)
ü完善的數(shù)據(jù)分析能力
ü識別距離遠(yuǎn)（最遠(yuǎn)50米）
ü極高的防沖突性（可同時識別200個標(biāo)簽）
ü高度的識別可靠性
ü通訊距離遠(yuǎn)，可達(dá)20公里
ü安裝方便，一體化設(shè)計，無需外接天線或地感
ü超低功耗，無線標(biāo)簽在不更換電池的情況下可正常工作3年以上
3系統(tǒng)組成及工作原理
3.1 系統(tǒng)組成
井下人員及設(shè)備定位系統(tǒng)設(shè)備主要包括：中心站主機、數(shù)據(jù)通訊箱、多功能分站、無線標(biāo)識傳感器以及無線標(biāo)簽。系統(tǒng)組成示意圖如下：

3.2 工作原理
在井下需要進(jìn)行人員跟蹤的區(qū)域和巷道中根據(jù)現(xiàn)場具體需要放置一定數(shù)量的無線標(biāo)識傳感器，通常情況下只需要放置一個即可跟蹤巷道進(jìn)出人員情況。將KWB-1無線標(biāo)識傳感器與多功能分站連接并通過傳輸總線與地面計算機連接。為需要進(jìn)行人員跟蹤定位的下井人員佩帶一個無線標(biāo)簽，當(dāng)下井人員進(jìn)入井下以后，只要通過或接近放置在巷道內(nèi)的任何一個無線標(biāo)識傳感器，無線標(biāo)識傳感器便會馬上感應(yīng)到信號，并上傳到中心站主機，這樣中心站主機就可判斷出具體信息（如：是誰，在哪個位置，具體時間），同時可把它顯示在控制中心的大屏幕或電腦顯示屏上，并做好備份。管理者也可以根據(jù)大屏幕上或電腦上的分布示意圖查看某一區(qū)域，計算機即會把這一區(qū)域的人員情況統(tǒng)計并顯示出來。中心站主機會根據(jù)一段時間的人員出入信息整理出這一時期的每個下井人員的各種出勤報表。
4 主要技術(shù)指標(biāo)
4.1系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)
ü 單線系統(tǒng)容量為42個無線標(biāo)識傳感器，雙線系統(tǒng)容量為84個無線標(biāo)識傳感器
ü 最大傳輸距離為20公里
4.2 數(shù)據(jù)通訊箱
數(shù)據(jù)通訊箱為礦用本安型數(shù)據(jù)通訊箱，其防爆標(biāo)志為ExdibI(150℃)。工作電壓為220V，最大耗電電流100mA。本安端工作電流18mA，短路電流30mA，最大電壓≦15V P-P。傳輸信號為基帶SDLC方式。與井下分站聯(lián)絡(luò)的通訊電纜參數(shù)：①電纜型號：MHYRP1×2 ②電纜分布電容：0.06nF/Km ③ 電纜分布電感：0.8mH/Km④電纜直流電阻：13.5Ω/Km。最大傳輸距離為20Km。工作條件要求為：環(huán)境溫度0℃－40℃，相對濕度75％，環(huán)境壓力80－106KPa。
4.3 多功能分站
監(jiān)控分站適用于含煤塵和瓦斯等爆炸型氣體環(huán)境中，防爆形式為礦用隔爆兼本質(zhì)安全型，防爆標(biāo)志為ExdibI(150℃)。使用條件：環(huán)境溫度0℃－40℃，相對濕度≦96％，環(huán)境壓力80－106KPa。
4.4 KWB-1型無線標(biāo)識傳感器
ü識別距離：2－50m可調(diào)
ü識別速度：200公里/小時以內(nèi)
ü防沖突性：可同時識別200張無線標(biāo)簽
ü工作頻率：2.4GHz - 2.5GHz ISM微波段，125個頻道，頻道帶寬8MHz
ü射頻功率：－20dBm – 0dBm可調(diào)，最大峰值功率1毫瓦
ü接收靈敏度 ：－90dBm
ü工作環(huán)境溫度：－40℃ - 60℃
ü供電：18V DC
ü最大工作電流：< 100mA
4.5 無線標(biāo)簽
ü標(biāo)準(zhǔn)尺寸：86×54×7mm，86×54×4.8mm
ü識別距離：2－50m可調(diào)
ü工作頻率：2.4GHz - 2.5GHz ISM微波段，125個頻道，頻道帶寬8MHz
ü射頻功率：小于-3dBm
ü接收靈敏度 ：－90dBm
ü工作環(huán)境溫度：－40℃ - 60℃
ü工作電流：小于5uA
üID號全球唯一
ü使用壽命3年以上