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        礦用人員定位安全管理系統(tǒng)構(gòu)建

        2009-04-12 00:00:00張智強
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2009年21期

        摘要:烏蘭木倫KJJ133礦用人員安全管理系統(tǒng)包括:KGE型礦用人員定位射頻卡、KJF82型礦用人員定位分站、KGE41型礦用射頻定位器。該系統(tǒng)可以建立一個完整、靈活和實時的井下人員管理系統(tǒng),包括井下作業(yè)工人的計劃安排、工人進出巷道的權(quán)限管理、巷道人員分布、作業(yè)工人個人資料、車輛管理等進行管理,來實現(xiàn)井下管理信息化,同時提高礦井開采生產(chǎn)管理和作業(yè)安全的水平。

        關(guān)鍵詞:烏蘭木倫礦;KJJ133;礦用人員定位安全管理

        1 引言

        近年來,全國礦井事故不斷發(fā)生,如何加強安全生產(chǎn),提高搜救工作效率,擺到了國家各級主管部門和領(lǐng)導(dǎo)的面前,我們在分析近期幾個礦井發(fā)生的特大事故的發(fā)現(xiàn):地面和井下人員的信息溝通不及時;地面人員難以及時動態(tài)的掌握井下人員分布及作業(yè)情況,進行精確人員定位;一旦礦井事故發(fā)生,搶先救災(zāi)、安全救護的效率低,搜救效果差。為此,如何正確處理安全與生產(chǎn)、安全與效益的關(guān)系,如何準確、實時、快速履行礦井安全監(jiān)測職能,有效進行礦工管理,保證搶險救災(zāi)、安全救護的高效運作顯得尤為重要和急迫。如何改變目前礦井企業(yè)對井下人員落后的管理模式,如何實現(xiàn)管理的現(xiàn)代化、信息化成為所有礦井企業(yè)關(guān)心的問題。目前,隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,基于遠距離無線通訊射頻識別技術(shù)的監(jiān)測分站開始的到應(yīng)用,在礦井檢測系統(tǒng)中引入井下人員檢測系統(tǒng)將是一種趨勢。神東公司烏蘭木倫煤礦率先在國內(nèi)安裝首套礦用KJJ133人員定位安全管理系統(tǒng),這一系統(tǒng)的的安裝,將為礦井企業(yè)安全生產(chǎn)和經(jīng)營管理帶來了新的契機。神東公司烏蘭木倫煤礦安裝的礦用KJJ133人員定位安全管理系統(tǒng)有效地實現(xiàn)對井下人員的實時監(jiān)測、跟蹤,杜絕人為誤差以及各種危險情況的發(fā)生,保證、原始數(shù)據(jù)采集的準確性,提高管理水平、減少經(jīng)濟損失。成為企業(yè)信息化管理的重要組成部分。

        2 系統(tǒng)原理

        2.1 系統(tǒng)工作原理

        主要采用無線射頻識別技術(shù)和計算機通信技術(shù),來進行系統(tǒng)的組建。

        系統(tǒng)是由計算機,數(shù)據(jù)通信接口、定位分站(配防爆直流電源)、射頻定位器、射頻卡、礦用數(shù)據(jù)傳輸電纜(電纜需配通道防雷保安器)或光纜等設(shè)備組成。

        2.2 定位原理

        人員攜帶的射頻卡,進入人員定位分站覆蓋范圍,即可確定人員所處區(qū)域。分站覆蓋范圍理論值可達三個方向共750米以上。通過定位器可進一步精確定位到±10~±50米范圍之內(nèi)。

        2.3考勤原理

        通過判斷人員在井上、井下分站出現(xiàn)的時間及其順序,自動實現(xiàn)考勤。

        3 系統(tǒng)組成及結(jié)構(gòu)

        烏蘭木倫煤礦KJ133人員定位系統(tǒng)的組成:井上集控中心設(shè)置中心控制計算機系統(tǒng),在井下布置KJF82型礦用人員定位分站,同時在井下信號覆蓋的巷道內(nèi)布置KGE41型礦用射頻定位器,井下人員攜帶KGE39型礦用人員定位射頻卡,系統(tǒng)通過定位分站與人員定位射頻卡和射頻定位器之間的無線通訊,實現(xiàn)對被識別對象的目標精確定位和無線尋呼,為各級領(lǐng)導(dǎo)監(jiān)督、指揮、決策提供重要依據(jù)。

        3.1 中心控制計算機系統(tǒng)

        中心控制計算機系統(tǒng)由中心控制計算機、數(shù)據(jù)通信接口和打印機和UPS不間斷電源等設(shè)備組成。顯示井下各區(qū)域目標分布、特定目標所處區(qū)域及位置信息,實現(xiàn)目標定位、跟蹤、呼叫控制。實現(xiàn)系統(tǒng)配置、維護與管理,查看、記錄、打印系統(tǒng)運行信息。接收各監(jiān)控分站(定位分站)傳回數(shù)據(jù),將信息顯示在計算機屏幕上,同時保存到數(shù)據(jù)庫中,以備隨時查詢、調(diào)閱、回放。

        3.2 KJF82型礦用人員定位分站

        KJF82型礦用人員定位分站由監(jiān)測分機(定位分站)和分站電源組成。定位分站用于讀取處在其檢測范圍內(nèi)的KGE39型礦用人員定位射頻卡上的識別信息,并向人員KGE39型礦用人員定位射頻卡發(fā)出呼叫信號。定位分站對射頻卡有效讀寫范圍單方向小于250米。KJF82型礦用人員定位分站一般安裝在礦井巷道的進出口、交叉道口、礦井內(nèi)各個關(guān)鍵位置,也可以安裝在地面交通道口和重要檢測點。分站電源:采用KDW28型礦用隔爆兼本安不間斷電源。

        3.3 KGE39型礦用人員定位射頻卡

        KGE39型礦用人員定位射頻卡由井下人員隨身攜帶。使用標準定位射頻卡,可以實現(xiàn)移動目標的定位與跟蹤。KGE39型礦用人員定位射頻卡使用2節(jié)7號電池供電,電池可更換。

        3.4 KGE41型礦用射頻定位器

        KGE41型礦用射頻定位器是射頻識別定位系統(tǒng)的一種輔助裝備,用于標示KGE39型礦用人員定位射頻卡--待定位跟蹤人員的精確位置信息。KGE41型礦用射頻定位器定位精度:標準定位精度±25m。KGE41型礦用射頻定位器使用2節(jié)1號電池供電,電池可更換。

        3.5 KJJ52型數(shù)據(jù)通信接口

        負責通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)的收發(fā)。

        4 系統(tǒng)功能

        4.1 礦井人員定位、跟蹤

        在礦井巷道的進出口如平硐、主運皮帶大巷口、交叉道口、71206、71302采綜工作面、井下變電所、主運大巷皮帶機尾、連采面等位置安裝監(jiān)測定位分站。當攜帶有射頻標簽的人員進入定位分站檢測范圍,定位分站可以將相關(guān)人員的身份信息讀出并傳送回控制中心。

        控制中心計算機將收到的信息顯示在屏幕上,同時保存到數(shù)據(jù)庫,以備隨時查閱。結(jié)合井下電子地圖,可以顯示某個區(qū)域內(nèi)人員的數(shù)量和分布;可以顯示指定人員的移動路線;可以對指定人員進行定位和跟蹤;可以查詢特定人員在井下的位置。可以實時顯示定位信息,也可以查詢某一歷史時刻的定位信息。

        移動目標定位、跟蹤技術(shù),可以使地面管理人員全面、及時掌握井下及整個礦區(qū)人員的數(shù)量和分布情況。提高了管理效率,保證井下資源的合理調(diào)度和安全生產(chǎn)的順利進行。

        4.2 人員無線尋呼

        射頻標簽上可以加裝高亮度報警燈,當標簽接收到讀卡器發(fā)出的呼叫信號后,報警燈閃爍提示相關(guān)人員。在需要緊急撤離,或?qū)ふ沂й櫲藛T時,人員無線尋呼系統(tǒng)將發(fā)揮重要作用。

        可以呼叫單獨一個人員,也可以成組呼叫,可以呼叫某個區(qū)域的人員,也可以多個區(qū)域或全礦區(qū)呼叫。呼叫信息由計算機控制,通過指定的定位分站發(fā)出。呼叫信息有一般呼叫、緊急呼叫、緊急撤離呼叫等多種類型,通過報警燈的不同顏色來區(qū)別。

        4.3 考勤統(tǒng)計

        通過對下井工作人員的入井、升井時間,在井下各區(qū)域的停留工作時間的記錄與統(tǒng)計,為企業(yè)提供考勤管理基礎(chǔ)信息。同時提供考勤的三級管理功能:區(qū)(段/隊)的考勤統(tǒng)計;各個煤礦的考勤信息查詢:針對個人的考勤信息查詢。

        4.4 安全監(jiān)測管理

        跟蹤安全監(jiān)測人員(例如瓦檢員)在井下的監(jiān)測瓦斯經(jīng)過的路徑,記錄他們?nèi)刖?、升井時間,在各區(qū)域及各監(jiān)測點的停留時間,從而保證安全監(jiān)測工作的嚴格執(zhí)行,同時安監(jiān)局領(lǐng)導(dǎo)可以通過公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)實時查詢瓦檢員的位置。

        對于瓦檢員安檢員監(jiān)測的重點部位例如71206、71302綜采工作面,三個連采面、一個綜掘面、水泵房,變電所,主運皮帶機頭、機尾等位置都布置有監(jiān)測分站,并且配合定位器的使用可以精確定位、實時跟蹤。

        4.5 系統(tǒng)運行管理

        實時監(jiān)測并記錄系統(tǒng)通訊及系統(tǒng)設(shè)備的工作狀況,對系統(tǒng)異常做出告警,提示維護人員盡快使系統(tǒng)恢復(fù)正常。對需要定期或不定期維護的設(shè)備進行統(tǒng)一管理,對定位器及射頻標簽電量進行低限監(jiān)測,提示維護人員及時對系統(tǒng)設(shè)備進行維護。

        4.6 歷史數(shù)據(jù)的記錄與查詢

        系統(tǒng)可對上述礦井目標定位跟蹤、人員尋呼、考勤統(tǒng)計、安全監(jiān)測管理、系統(tǒng)運行管理等信息長期保存,并可方便查詢、回放歷史記錄。

        4.7 網(wǎng)絡(luò)化與信息共享

        通過網(wǎng)絡(luò)化可實現(xiàn)礦井目標定位安全管理信息的充分共享,為礦井各部門及上級各層領(lǐng)導(dǎo)及時提供實時監(jiān)測信息與歷史信息,為他們監(jiān)督指揮決策提供重要依據(jù)。

        5 系統(tǒng)技術(shù)特點

        5.1 系統(tǒng)的漏卡率低,約為106分之一。經(jīng)過近十萬卡次的漏卡專項性能測試,未出現(xiàn)漏卡現(xiàn)象,已經(jīng)穩(wěn)定運行9個多月

        5.2 覆蓋范圍大,單臺分站信號的覆蓋長度可達250-750米 ,且不受巷道拐彎、起伏影響,可以沿巷道敷設(shè)

        5.3 定位精度高,可以實現(xiàn)連采、綜采面的精確定位、跟蹤,定位精度為±10-±50米,神東根據(jù)實際需求,將定位精度確定為±25米

        5.4 可靠性、容錯性強,容量大,單臺讀卡分站同時采集定位卡不低于250張,識別速度不低于80km/h

        5.5 較一般考勤定位系統(tǒng)增加尋呼、呼救功能,緊急情況下,迅速發(fā)送危險報警信號,提高救援的及時性

        6 總結(jié)

        將射頻卡識別技術(shù)應(yīng)用于礦井井下人員管理系統(tǒng),是通過建立一個完整、靈活和實時的井下人員管理系統(tǒng),包括井下作業(yè)工人的計劃安排、工人進出巷道的權(quán)限管理、巷道人員分布、作業(yè)工人個人資料、車輛管理、安全物資流動等進行管理,來實現(xiàn)井下管理信息化,同時提高礦井開采生產(chǎn)管理和作業(yè)安全的水平。這種智能化監(jiān)控系統(tǒng)是以礦井安全生產(chǎn)為基礎(chǔ),射頻識別模塊為主要設(shè)備,有線通訊網(wǎng)絡(luò)為紐帶,監(jiān)管中心的PC為中樞的新型職能化計算機管理系統(tǒng),綜合運用了多種通訊技術(shù),突破了傳統(tǒng)礦井安全管理模式,是礦井安全生產(chǎn)系統(tǒng)的新趨勢。

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