【摘 要】本文介紹了基于工業(yè)以太網(wǎng)的礦井人員管理系統(tǒng)應(yīng)用。通過(guò)該技術(shù)，能夠使井下及地面信息中心進(jìn)行聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)人員的實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)礦井救援和演習(xí)具有積極的實(shí)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)以太網(wǎng)；人員管理系統(tǒng)；人員信息三對(duì)照

1前言

義煤公司千秋煤礦建于1955年，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為60萬(wàn)噸/年，在1980年核定能力為120萬(wàn)噸/年。至今已開(kāi)采50余年，眾所周知，進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，全球制造業(yè)正在進(jìn)行一場(chǎng)前所未有的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化的改革浪潮。我國(guó)能源主體的煤炭行業(yè)作為典型的連續(xù)流程制造業(yè)，在經(jīng)濟(jì)形勢(shì)取得好轉(zhuǎn)以后，也開(kāi)始了新一代信息化礦井的建設(shè)步伐。面對(duì)新形勢(shì)、新機(jī)遇和新挑戰(zhàn)，國(guó)家各級(jí)主管部門(mén)的領(lǐng)導(dǎo)對(duì)安全生產(chǎn)工作提出了很高的要求和期望。“十一五”期間，煤炭工業(yè)電子信息化建設(shè)在“十五”發(fā)展的基礎(chǔ)上，圍繞煤炭工業(yè)改革發(fā)展的戰(zhàn)略任務(wù)，以信息和知識(shí)資源的開(kāi)發(fā)利用為核心，結(jié)合煤炭工業(yè)實(shí)際需要，重點(diǎn)進(jìn)行煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控、自動(dòng)控制與企業(yè)管理系統(tǒng)等方面的信息化建設(shè)工作，已納入安全生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理日程。系統(tǒng)具有多種靈活的配置方式，能夠適應(yīng)各種規(guī)模的礦井，系統(tǒng)每一部分均可獨(dú)立運(yùn)行，可根據(jù)實(shí)際需要構(gòu)成合理、經(jīng)濟(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)，并可兼容現(xiàn)有的大多數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)。

隨著煤礦企業(yè)對(duì)安全生產(chǎn)的日益重視，入井人員的管理越來(lái)越重要。礦井人員管理系統(tǒng)就是為了滿(mǎn)足這種需求而專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的。系統(tǒng)采用先進(jìn)的遠(yuǎn)距離無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別技術(shù)和遠(yuǎn)程通訊技術(shù)，由地面管理計(jì)算機(jī)及軟件、人員定位分站、人員標(biāo)識(shí)卡及動(dòng)態(tài)目標(biāo)識(shí)別器等組成?？蓪?shí)現(xiàn)對(duì)礦井入井人員的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、跟蹤定位、軌跡回放、考勤統(tǒng)計(jì)、報(bào)表查詢(xún)等功能。

2系統(tǒng)組成

人員管理系統(tǒng)主要由監(jiān)控計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)軟件、檢卡顯示器、人員定位分站、動(dòng)態(tài)目標(biāo)識(shí)別器、人員標(biāo)識(shí)卡、避雷器和傳輸平臺(tái)等組成。

監(jiān)控主機(jī)：負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備及人員檢測(cè)數(shù)據(jù)的管理、分站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊、統(tǒng)計(jì)存儲(chǔ)、屏幕顯示、查詢(xún)打印、畫(huà)面編輯、網(wǎng)絡(luò)通訊等任務(wù)。

系統(tǒng)軟件：完成人員信息編碼采集、識(shí)別、加工、顯示、存儲(chǔ)、查詢(xún)和報(bào)表打印。

傳輸平臺(tái)：系統(tǒng)適應(yīng)多種傳輸平臺(tái)：①適應(yīng)礦井工業(yè)以太冗余環(huán)網(wǎng)綜合信息傳輸平臺(tái)（工業(yè)以太環(huán)+現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)）；②RS485/DPSK獨(dú)立傳輸平臺(tái)；③可以兼容用戶(hù)現(xiàn)有KJ90監(jiān)控系統(tǒng)傳輸平臺(tái)。

人員定位分站：通過(guò)與動(dòng)態(tài)目標(biāo)識(shí)別器的有線(xiàn)通訊，實(shí)時(shí)獲取人員編碼數(shù)據(jù)（可本地顯示）。

動(dòng)態(tài)目標(biāo)識(shí)別器：接收標(biāo)識(shí)卡發(fā)出的無(wú)線(xiàn)人員編碼信號(hào)。

人員標(biāo)識(shí)卡：承載唯一的人員編碼信息，當(dāng)被無(wú)線(xiàn)信號(hào)激活后，將編碼數(shù)據(jù)發(fā)送給動(dòng)態(tài)目標(biāo)識(shí)別器。人員標(biāo)識(shí)卡有礦帽式、礦燈式、胸卡、腰卡等四種方式。根據(jù)系統(tǒng)在煤礦的現(xiàn)場(chǎng)使用情況反饋，便于對(duì)人員標(biāo)識(shí)卡的管理，本方案推薦選用礦帽式人員標(biāo)識(shí)卡，用戶(hù)也可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。

3系統(tǒng)原理

人員隨身攜帶的標(biāo)識(shí)卡進(jìn)入動(dòng)態(tài)目標(biāo)識(shí)別器工作區(qū)域被激活后（未進(jìn)入動(dòng)態(tài)目標(biāo)識(shí)別器工作區(qū)域標(biāo)識(shí)卡不工作——處于休眠狀態(tài)），即將人員編碼加密信息發(fā)射出去；動(dòng)態(tài)目標(biāo)識(shí)別器接收到標(biāo)識(shí)卡發(fā)來(lái)的無(wú)線(xiàn)信號(hào)，經(jīng)分站接收處理后，提取出人員編碼相關(guān)信息，經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)送至地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)，完成礦井人員自動(dòng)跟蹤定位管理和考勤。

4主要功能

4.1對(duì)井下人員可實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)，位置自動(dòng)顯示。

4.2可實(shí)時(shí)跟蹤查詢(xún)、打印當(dāng)前及某時(shí)間段井下人員數(shù)量、活動(dòng)軌跡及分布情況。

4.3在人員出、入井口設(shè)置檢卡器，用于檢測(cè)入井人員標(biāo)識(shí)卡的完好性以及每位下井人員攜帶1張卡唯一性檢測(cè)功能。

4.4目標(biāo)識(shí)別器和標(biāo)識(shí)卡具有完全獨(dú)立的發(fā)射與接收部件，其核心技術(shù)均由嵌入式微處理器和嵌入式軟件組成。

4.5標(biāo)識(shí)卡采用高級(jí)嵌入式微處理器，在嵌入式軟件的控制下，實(shí)現(xiàn)睡眠、喚醒、解碼、編碼、通信及信息碰撞處理等功能。

4.6標(biāo)識(shí)卡超低能耗設(shè)計(jì)，并采用間歇式工作方式，可使用3年以上。

4.6系統(tǒng)能方便實(shí)現(xiàn)識(shí)別范圍的調(diào)整，識(shí)別距離0～200米可調(diào)。

4.7系統(tǒng)能可靠識(shí)別靜態(tài)或≤80Km/h的高速移動(dòng)目標(biāo)。

4.8單臺(tái)目標(biāo)識(shí)別器可瞬間同時(shí)識(shí)別200個(gè)以上的人員標(biāo)識(shí)卡。

4.9乘車(chē)出入的工作人員無(wú)需下車(chē)，在車(chē)輛進(jìn)入監(jiān)測(cè)區(qū)域后，就可自動(dòng)完成人員定位及考勤功能。

4.10識(shí)別區(qū)域無(wú)方向性、無(wú)盲區(qū)，對(duì)人體沒(méi)有傷害。

4.11井下人員跟蹤定位分站與地面中心站失去聯(lián)系時(shí)，分站仍能獨(dú)立工作，自動(dòng)存儲(chǔ)人員監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，當(dāng)通訊恢復(fù)后監(jiān)控主機(jī)可提取數(shù)據(jù)自動(dòng)完成數(shù)據(jù)修復(fù)。

4.12系統(tǒng)在進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集時(shí)，可進(jìn)行記錄、顯示、查詢(xún)、編輯、人工錄入、網(wǎng)絡(luò)通信等。

4.13系統(tǒng)中心站及網(wǎng)絡(luò)終端可以聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，使網(wǎng)上所有終端在使用權(quán)限范圍內(nèi)都能共享監(jiān)測(cè)信息，查詢(xún)各類(lèi)數(shù)據(jù)報(bào)表。

4.14門(mén)禁功能。根據(jù)需要在煤礦井下限制員工進(jìn)入特殊區(qū)域。如果有未經(jīng)許可人員接近該區(qū)域可發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)地面監(jiān)控主機(jī)也會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

4.15報(bào)警功能?？梢詫?duì)下井人員限制出入時(shí)間及地點(diǎn)，如果超過(guò)授權(quán)時(shí)間或進(jìn)入未經(jīng)授權(quán)的地點(diǎn)都會(huì)觸發(fā)報(bào)警設(shè)備發(fā)出警示，以便控制人員迅速做出反映，采取安全措施。

4.16系統(tǒng)可自動(dòng)生成人員信息數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)考勤作業(yè)的統(tǒng)計(jì)與管理等方面的報(bào)表資料，提高管理效益。

4.17礦井一旦發(fā)生安全事故，監(jiān)控中心在第一時(shí)間內(nèi)可以知道被困人員的基本情況，便于事故救助工作的開(kāi)展。

4.18系統(tǒng)具有人員活動(dòng)軌跡再現(xiàn)功能。

4.19分站具有漢字液晶顯示人員編碼和時(shí)鐘功能，可用遙控器查詢(xún)記錄。

5結(jié)論

基于工業(yè)以太網(wǎng)建成的礦井人員管理系統(tǒng)，使礦井井下的人員信息與地面信息中心實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控，可以實(shí)時(shí)掌握井下人員信息分布，對(duì)礦井的緊急救援和避災(zāi)演練具有積極的作用，值得推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

李大鋒（1980～），男，2008年7月畢業(yè)于廈門(mén)大學(xué)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，碩士研究生。研究方向：智能計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘；目前在義煤公司千秋煤礦機(jī)電科從事礦井自動(dòng)化工作。endprint