龐玉璽

摘 要：煤礦作業(yè)人員井下定位系統(tǒng)以現(xiàn)代無線電編碼通訊技術(shù)為基礎(chǔ)，應(yīng)用現(xiàn)代無線電通訊技術(shù)中的信令技術(shù)及無線發(fā)射接收技術(shù)，結(jié)合目前流行的數(shù)據(jù)通訊、數(shù)據(jù)處理及圖形展示軟件等技術(shù)。系統(tǒng)能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的將井下各個(gè)區(qū)域人員和移動(dòng)設(shè)備情況動(dòng)態(tài)反映到地面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使管理人員能夠隨時(shí)掌握井下人員和移動(dòng)設(shè)備的總數(shù)及分布狀況；系統(tǒng)能跟蹤干部跟班下井情況、每個(gè)礦工入井、出井時(shí)間及運(yùn)動(dòng)軌跡，以便于企業(yè)進(jìn)行更加合理的調(diào)度和管理。

關(guān)鍵詞：煤礦；人員定位系統(tǒng)；數(shù)據(jù)通訊；運(yùn)動(dòng)軌跡

1 井下人員定位系統(tǒng)的組成

礦山作業(yè)人員井下定位系統(tǒng)由無線編碼發(fā)射器、無線數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)站和無線接收器、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、地面中心軟件系統(tǒng)及服務(wù)器組成。

無線編碼發(fā)射器發(fā)出代表人員身份信息的射頻信號(hào)，經(jīng)無線接收器接收，無線數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)站處理，通過數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)上傳到地面中心軟件系統(tǒng)，經(jīng)過分析處理在顯示終端實(shí)時(shí)顯示各種信息。

系統(tǒng)的組網(wǎng)方式一般為RS485單獨(dú)組網(wǎng)、光纖+RS485或工業(yè)以太網(wǎng)+RS485。

地面中心站：主要由主控計(jì)算機(jī)（雙機(jī)熱備份）、傳輸接口、服務(wù)器、打印機(jī)等設(shè)備構(gòu)成，完成數(shù)據(jù)收發(fā)、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)查詢、圖形及報(bào)表顯示和打印、屏幕提示報(bào)警等功能。

井下數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)站：由監(jiān)測(cè)站處理器和1～8個(gè)無線接收器構(gòu)成，完成無線數(shù)據(jù)的接收和預(yù)處理以及和地面中心站的雙向數(shù)據(jù)通信功能，并可控制報(bào)警器和提供開關(guān)量信號(hào)。

無線編碼發(fā)射器：由微功耗CPU和發(fā)射電路組成，完成無線電編碼信號(hào)的發(fā)射功能，采用自帶電池方式。

傳輸通道：環(huán)網(wǎng)方式：采用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)；電纜方式：全部主傳輸為電纜，采用KJJ14傳輸接口；光纜方式：主干道用光纜，采用MT8000和KGT2A光端機(jī)。LED大屏：采用雙基色（紅、綠）屏。

2 井下人員定位系統(tǒng)的工作原理

井下人員定位系統(tǒng)主要用于煤業(yè)等井下和隧道作業(yè)。該系統(tǒng)無線編碼發(fā)射器可由個(gè)人攜帶，也可放置在車輛或儀器設(shè)備上，并將它們所處的位置和最新記錄信息傳輸給主控室。

人員定位系統(tǒng)的硬件主要包括無線編碼發(fā)射器、無線接收器、監(jiān)測(cè)分站。無線編碼發(fā)射器用于傳送攜帶者ID號(hào)碼，而監(jiān)測(cè)站主要用于記錄這些ID號(hào)碼，并將數(shù)據(jù)傳送到中心辦公室或主控室的PC機(jī)上。

人員定位系統(tǒng)的軟件主要用于存儲(chǔ)所有無線編碼發(fā)射器的記錄情況和實(shí)時(shí)位置。軟件可提供給使用者分類、過濾、搜索和報(bào)告生成等功能，并利用這些功能完成數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)和全面的記錄。

人員定位系統(tǒng)的研發(fā)完全符合井下工業(yè)的安全標(biāo)準(zhǔn)和各項(xiàng)要求，性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠、簡(jiǎn)便操作，為提高現(xiàn)代井下工作環(huán)境的安全性和有效性做出了杰出的貢獻(xiàn)。系統(tǒng)中記錄著無線編碼發(fā)射器、使用者、監(jiān)測(cè)站和時(shí)間的歷史明細(xì)，使用者可根據(jù)自己查詢的目的使用查詢工具。

3 KJ69J人員定位管理系統(tǒng)特點(diǎn)

⑴被測(cè)目標(biāo)“無負(fù)擔(dān)”，被測(cè)人員通過檢測(cè)點(diǎn)無需主動(dòng)進(jìn)行任何操作。

⑵通行方式無限制，對(duì)被測(cè)人員經(jīng)過檢測(cè)點(diǎn)的通行方式?jīng)]有限制，允許多人以“魚貫而入”、“成組成群”的方式通過檢測(cè)點(diǎn)，不影響井下人員的正常通行和正常作業(yè)。

⑶結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，配置靈活，可根據(jù)具體需要及投資情況靈活設(shè)置井下無線數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)站。監(jiān)測(cè)站設(shè)置得越多，則劃分的人員定位區(qū)域越多，人員定位的空間范圍越準(zhǔn)確。

⑷一站多點(diǎn)，節(jié)省投入，每個(gè)無線數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)站可連接1-8個(gè)無線接收器，可滿足井下丁字巷、十字巷、井口等復(fù)雜路況的安裝要求，減少投入，增加系統(tǒng)可靠性。

⑸系統(tǒng)自維護(hù)，系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)在用無線編碼發(fā)射器的供電情況，無線接收器的通信情況及數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)站的供電狀態(tài)。

⑹雙向通信功能，攜帶編碼發(fā)射器人員遇到緊急情況可向地面監(jiān)測(cè)中心發(fā)送緊急呼叫；井下發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)，監(jiān)測(cè)中心也可向某區(qū)域或全礦井發(fā)送報(bào)警撤退信號(hào)。

4 主要功能

⑴實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前井下總?cè)藬?shù)；各區(qū)域人數(shù)；礦井圖采用矢量圖，可以任意放大縮?。粚?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前各區(qū)域、各部門、各工種、各職務(wù)的下井人數(shù)。位置跟蹤：在圖上動(dòng)態(tài)顯示人員當(dāng)前位置；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前某些特殊工種或特殊人員下井情況和所處位置；

⑵查詢功能。選定某區(qū)域、某分站、某接收器，可獲得當(dāng)前或歷史時(shí)刻該位置的人員信息；可對(duì)特定人員進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤。

⑶安全保障功能。雙向呼叫功能：監(jiān)控主機(jī)和井下人員可實(shí)現(xiàn)雙向緊急呼叫。門禁功能：在井下一些重要峒室、危險(xiǎn)場(chǎng)合配備RFID識(shí)別器和語(yǔ)音站，可有效地阻止人員違章進(jìn)入，并將違章人員記錄在案；超時(shí)報(bào)警功能，區(qū)域超員報(bào)警。

⑷統(tǒng)計(jì)考勤功能。顯示下井人員確切的下井時(shí)間和上井時(shí)間，統(tǒng)計(jì)井下持續(xù)時(shí)間；可單獨(dú)統(tǒng)計(jì)考核某些特殊工種、職務(wù)人員的上下井情況。

⑸信息聯(lián)網(wǎng)功能。KJ69J人員定位系統(tǒng)通過局域網(wǎng)能實(shí)時(shí)同步地看到各種監(jiān)測(cè)信息，可以進(jìn)行各種查詢操作。工作站模式（C/S）：服務(wù)器裝服務(wù)器軟件，相關(guān)部門可通過安裝工作站軟件瀏覽信息。WEB瀏覽模式（B/S模式）：通過建立WEB服務(wù)器，以瀏覽網(wǎng)頁(yè)的方式瀏覽信息。

⑹系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)提示（自診斷功能）。當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)分站出現(xiàn)故障，分站欄顯示由綠色變成紅色告警；當(dāng)無線接收器出現(xiàn)故障，提示某分站某接收器無信號(hào)；當(dāng)無線編碼發(fā)射器需要充電時(shí)，提前提示該發(fā)射器缺電；當(dāng)井下交流供電中斷時(shí)，系統(tǒng)提示直流供電報(bào)警；

⑺操作權(quán)限及操作日志。不同的用戶擁有不同的操作權(quán)限，便于系統(tǒng)的維護(hù)，每個(gè)值班人員擁有自己的登錄名和密碼，交接班時(shí)可更換用戶。

5 KJ69J型礦用人員定位管理系統(tǒng)分站布置

KJF80.1分站一般在各井口和主要分叉處設(shè)置監(jiān)測(cè)站，一套系統(tǒng)中數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)站總數(shù)通常不超過64個(gè)。無線接收器可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置，最多可以設(shè)置512個(gè)。

為了能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前井下作業(yè)人數(shù)，在每個(gè)有人員出入的上、下井位置設(shè)置人員監(jiān)測(cè)分站，地面出井口設(shè)置上井點(diǎn)（一般一個(gè)出井口設(shè)置2個(gè)接收器），井底設(shè)置下井點(diǎn)（在下井點(diǎn)各方向主要岔道各設(shè)置一個(gè)接收器）。當(dāng)人員下井時(shí)達(dá)到下井點(diǎn)監(jiān)測(cè)位置系統(tǒng)接收到信息自動(dòng)作為下井起始時(shí)間，當(dāng)人員上井時(shí)達(dá)到上井點(diǎn)監(jiān)測(cè)位置時(shí)系統(tǒng)接收信息自動(dòng)作為該次下井的結(jié)束時(shí)間，并自動(dòng)統(tǒng)計(jì)下井時(shí)間、判斷班次等。在主要大巷分叉路口和各工作面的入口（回風(fēng)巷道、運(yùn)輸巷道等各巷道各設(shè)一個(gè)接收器）設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)控井下作業(yè)人員實(shí)時(shí)流動(dòng)情況及進(jìn)出工作面的情況，記錄行走軌跡。監(jiān)測(cè)站設(shè)在礦井下采掘工作面進(jìn)回風(fēng)巷道出入口、中央變電所、中央泵房、巷道交叉處（可鑒別方向）、礦井出入口、主要行人巷道等重要的人員聚集區(qū)、危險(xiǎn)地段和區(qū)域。系統(tǒng)在井下人員經(jīng)過的主要巷道和工作面放置接收器（監(jiān)測(cè)站），對(duì)下井人員進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]廉戰(zhàn)軍，著.《礦井通風(fēng)與安全礦井通風(fēng)與安全》.山西人民出版社.

[2]郭繼坤，張宏煒，著.《煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)可靠性研究》.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社.