梗陽人員定位系統(tǒng)技術(shù)方案.doc

山西靈石梗陽煤業(yè)有限公司礦井兼并重組整合項目KJ255井下作業(yè)人員管理系統(tǒng)技術(shù)方案 北京龍德時代技術(shù)服務(wù)有限公司2014年3月一、 礦井概況該礦井為兼并重組整合礦井，整合后礦井設(shè)計年生產(chǎn)能力60kt/a，礦井投產(chǎn)時布置一個綜采工作面，配備1個綜合機械化掘進工作面和1個普掘工作面。整合后的礦井有主斜井、副斜井、提矸、行人立井和專用回風井。主斜井擔負全礦井的煤炭提升任務(wù)，并兼作進風井和安全出口；副斜井擔負礦井綜采設(shè)備的運輸任務(wù)，并兼作進風井和安全出口；提矸、行人立井，作為主要進風井；另一副斜井經(jīng)刷大后作為整合后的專用回風井，并兼作安全出口。工業(yè)場地為兩部分：主、副斜井工業(yè)場地和輔助生產(chǎn)工業(yè)場地，兩個場地相距約1km.二、 方案設(shè)計1、規(guī)范和標準煤礦安全規(guī)程2007年；煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求AQ6201-2006；煤礦井下人員監(jiān)測管理系統(tǒng)通用技術(shù)要求AQ6201-2007；人員管理系統(tǒng)安裝使用標準AQ1048-2007煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)條件MT/T1004-2006；煤礦用信息傳輸裝置MT/T899-2000；煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)軟件通用技術(shù)要求MT/T1008-2006；煤礦用信息傳輸裝置MT/T899-2000；煤礦通信、檢測、控制用電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)要求MT 209-90；爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備通用要求GB3836.1-2000；爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備隔爆型GB3836.2-2000；爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備本質(zhì)安全型電路和電氣設(shè)備要求GB3836.4-2000；礦用一般型電氣設(shè)備GB12173-1990；電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范GB/T50169計算機軟件開發(fā)規(guī)范 GB8566計算機軟件產(chǎn)品開發(fā)文件編制指南 GB8567-88計算機軟件需求說明編制指南 GB9385-88電子設(shè)備用圖形符號GB/T5465-1996通用用電設(shè)備配電設(shè)計規(guī)范 GB50055-93其他相關(guān)的規(guī)范和標準2、方案設(shè)計原則充分體現(xiàn)系統(tǒng)的可靠性、先進性、開放性、可擴展性、經(jīng)濟性，滿足礦井生產(chǎn)，能及時、有效獲得監(jiān)測、控制等管理信息的需要，同時還要考慮礦井近、遠期的發(fā)展，產(chǎn)品的技術(shù)更新與升級換代，售后服務(wù)、數(shù)據(jù)傳輸接口等多方面的因素?？煽啃裕合到y(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與邏輯閉鎖，因此可靠性穩(wěn)定性是確保礦井安全的最根本保證。先進性：采用國際最先進的軟件平臺來保證礦井的安全，即用最先進的通用技術(shù)來保證系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)不僅要實現(xiàn)常規(guī)的監(jiān)測與控制，還應(yīng)當實現(xiàn)無人值守。開放性：所有的網(wǎng)絡(luò)必須是完全開放的技術(shù)，以保證甲方選擇廠商的權(quán)力和長遠利益。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備良好的可連通性和互操作性，能夠提供成熟的接口連接其他主流的第三方設(shè)備。系統(tǒng)不僅要具有多種通用通訊接口與協(xié)議，還要具備多種通訊接口與協(xié)議。要確?，F(xiàn)有系統(tǒng)和其他礦井安全子系統(tǒng)的接入，要確保監(jiān)測監(jiān)控等安全子系統(tǒng)的完全接入。可擴展性：系統(tǒng)的硬件和軟件具有多種可擴展性的解決方案。第二節(jié) 技術(shù)要求一、 功能要求1、系統(tǒng)設(shè)備必須符合煤礦安全規(guī)程及規(guī)范標準，必須通過國家技術(shù)監(jiān)督局認證的檢驗機構(gòu)的防爆檢驗，并取得煤礦井下“防爆合格證”和國家煤炭安全局頒發(fā)的安全標志準用證（MA標志證書）。能在惡劣工業(yè)環(huán)境下可靠工作，抗干擾能力強。2、本系統(tǒng)能準確地反映全礦井下及區(qū)域人員數(shù)量，能作為考勤的參考依據(jù)。3、人員經(jīng)過檢測站點時不需要主動干預(yù)，不能影響井下作業(yè)人員的正常工作。同時滿足運人車輛任意人數(shù)行駛速度大于25km/h的要求。4、要求各檢測傳輸分站在系統(tǒng)傳輸信道出現(xiàn)故障時保存人員軌跡信息，當傳輸信道恢復(fù)正常時監(jiān)測傳輸分站的信息能傳輸?shù)奖O(jiān)測主機，保證人員信息的不間斷。5、攜卡人員以最大位移速度和最大并發(fā)數(shù)量通過識別區(qū)時，系統(tǒng)漏讀和誤讀的最大數(shù)量與通過識別卡總數(shù)的比值不大于10-4；6、無線標識傳感器與無線標識卡感應(yīng)靈敏度不得小于10米。最大并發(fā)數(shù)量的識別卡進出傳輸分站識別區(qū)，系統(tǒng)及傳輸分站應(yīng)能正確識別卡號及進出時刻；7、最大并發(fā)數(shù)量的識別卡分別從前、后、左、右不同方向進出識別區(qū)，系統(tǒng)應(yīng)能從不同方向正確識別卡號、時刻；8、系統(tǒng)應(yīng)具有攜卡人員出/入井時刻，出/入重點區(qū)域（采煤工作面、掘進工作面等）時刻，出/入限制區(qū)域時刻等監(jiān)測功能；9、系統(tǒng)應(yīng)具有檢測識別卡的工作狀況和電池電量；10、系統(tǒng)應(yīng)具有前臺系統(tǒng)軟件管理功能；11、系統(tǒng)支持客戶端使用瀏覽器查詢信息；12、系統(tǒng)應(yīng)具有攜卡人員顯示、存儲、打印、查詢等功能。并能以Excel報表形式導(dǎo)出。具體內(nèi)容包括：（1）下井人員總數(shù)及人員信息、出/入井時刻、下井工作時間等；（2）出/入重點區(qū)域人員總數(shù)及人員信息、出/入重點區(qū)域時刻、工作時間等；（3）出/入限制區(qū)域人員總數(shù)及人員信息、出/入限制區(qū)域時刻、滯留時間等；（4）特種作業(yè)人員等下井、進入重點區(qū)域人員總數(shù)及人員信息、出/入時刻、工作時間等；（5）工作異常人員總數(shù)及人員信息、出/入時刻及工作時間等；（6）下井人員活動線路等；（7）攜卡人員卡號、姓名、身份證號、年齡、職務(wù)或工種、所在區(qū)隊班級、主要工作地點、每月下井次數(shù)、下井時間、每天下井情況等；（8）按部門、地域、時間、傳輸分站、人員工種、領(lǐng)導(dǎo)級別、超時報警、超員報警、限制區(qū)域報警、工作異常報警等查詢。13、系統(tǒng)應(yīng)具有防止修改實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)等存儲內(nèi)容（參數(shù)設(shè)置及頁面編輯除外）功能；14、系統(tǒng)應(yīng)具有數(shù)據(jù)備份功能；傳輸分站應(yīng)具有數(shù)據(jù)存儲功能；當系統(tǒng)通信中斷時，傳輸分站存儲識別卡卡號和時刻；系統(tǒng)通信正常時，上傳至中心站；15、系統(tǒng)具有漢字顯示和提示功能；16、自診斷：系統(tǒng)應(yīng)具有自診斷功能。當系統(tǒng)中傳輸分站、數(shù)據(jù)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。識別卡在低電壓（或故障前）具有報警功能，并能保證從低電壓開始報警后，識別卡仍能正常工作48小時以上。17、雙機切換：系統(tǒng)主機應(yīng)具有雙機切換功能，主機切換時間不大于5分鐘。系統(tǒng)主機采用雙機熱備工作的工作模式時（優(yōu)先使用），要保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)實時同步。系統(tǒng)主機應(yīng)具有備用電源，其供電時間不小于4小時；18、網(wǎng)絡(luò)通信：系統(tǒng)應(yīng)具有網(wǎng)絡(luò)接口、將有關(guān)信息上傳至各級主管部門。19、從人員識別卡到傳輸分站之間的信號傳輸方向應(yīng)支持半雙工或全雙工方式。20、識別卡供電應(yīng)采用有源方式。無線發(fā)射功率應(yīng)符合人身健康和電磁兼容等國家相關(guān)標準的要求。21、無線工作頻率：要求在300MHZ-3GHZ中選取，符合有關(guān)標準要求；22、最大監(jiān)控容量：系統(tǒng)允許接入的傳輸分站數(shù)量為128臺，并留有擴容空間。23、人員定位與生命狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)按我礦定員不小于1000人，并留有擴容空間。24、根據(jù)要求及需要提供有關(guān)設(shè)備、圖紙、技術(shù)資料、計算資料及其詳細說明，以及技術(shù)服務(wù)項目。25、當系統(tǒng)主機或通信發(fā)生故障時，傳輸分站存儲數(shù)據(jù)時間應(yīng)不小于20小時，并能在故障恢復(fù)后存儲信息向上級主機續(xù)傳；26、識別卡電池壽命：不可更換電池識別卡的電池壽命應(yīng)不小于2年?？筛鼡Q電池的識別卡，其電池壽命應(yīng)不小于6個月。27、與其它煤礦井下設(shè)備集成的要求：與其它系統(tǒng)的集成首先要能夠保證多系統(tǒng)間不會形成干擾與影響，系統(tǒng)間相互獨立。28、 可以擴展2012山東省煤炭工業(yè)局1號文件要求必須安裝的井下爆破監(jiān)控系統(tǒng)。二、系統(tǒng)本身的管理功能1自診斷功能系統(tǒng)具備自診斷功能，能夠顯示接收器、傳輸分站的在線狀態(tài)，工作狀態(tài)等。2. 系統(tǒng)圖形顯示功能自動顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)情況，便于管理。3. 數(shù)據(jù)采集功能各接收器能夠?qū)崟r采集在作用范圍內(nèi)的識別卡的信息，并上傳給傳輸分站，再由傳輸分站通過數(shù)據(jù)傳輸接口將信息傳輸給地面中心站。4. 自動校時功能系統(tǒng)根據(jù)主機的時間對各個傳輸分站定期自動校時，確保時間的統(tǒng)一和準確。5. 系統(tǒng)巡檢周期 25秒內(nèi)由于傳輸分站的數(shù)量不同，系統(tǒng)的巡檢周期有差異。 正常配置在8個傳輸分站條件下，巡檢周期15秒左右。6. 數(shù)據(jù)存儲功能主系統(tǒng)可以根據(jù)需要設(shè)置原始數(shù)據(jù)的存儲時間，沒有特殊要求時，系統(tǒng)默認存儲時間為1年。 7. 雙機備用功能系統(tǒng)具有手動雙機備用功能。值班人員每日24小時內(nèi)應(yīng)時時刻刻觀察工作主機的操作界面，即時發(fā)現(xiàn)工作主機的故障，立即自動更換接線至已通電待用的備用主機，保證系統(tǒng)的正常工作。8. 備用電源功能傳輸分站的供電電源具有2小時的后備功能。當交流電源停電時，能自動投入工作，保證繼續(xù)監(jiān)控。系統(tǒng)恢復(fù)供電，備用電源自動退出。9. 多種數(shù)據(jù)傳輸功能為了信息共享，監(jiān)控主機采用TCP/IP協(xié)議可與上級局、城域網(wǎng)或其他信息系統(tǒng)進行聯(lián)網(wǎng)。10. 管理權(quán)限功能點擊注冊/修改，輸入用戶名描述、登錄用戶名、登錄密碼，點擊提交，即完成一個登錄或注冊，以后即可以用此登錄用戶名、登錄密碼使用系統(tǒng)。11網(wǎng)絡(luò)管理功能針對梗陽煤礦的實際，為了使集團公司能夠方便的對礦井人員定位的管理。系統(tǒng)在軟件和硬件上進行了針對性的設(shè)計。硬件方面方便的進行光纖網(wǎng)的連接，軟件方面在數(shù)據(jù)傳輸、儲存、數(shù)據(jù)提起方面充分考慮了有關(guān)協(xié)議和方便，可以很好的完成各級聯(lián)網(wǎng)的需要。三、 設(shè)備使用的環(huán)境與要求1、設(shè)備使用環(huán)境條件與安裝要求：1) 安裝于機房、調(diào)度室的設(shè)備，應(yīng)在下列條件下正常工作：環(huán)境溫度:040；相對濕度:20%90%；溫度變化率：小于10/h，且不結(jié)露；大氣壓力:80 kPa106 kPa2、2) 除有關(guān)標準另有規(guī)定外，系統(tǒng)中用于煤礦井下的設(shè)備應(yīng)在下列條件下正常工作：環(huán)境溫度：030；平均相對濕度：不大于95%(+25)；大氣壓力：80kPa106kPa；有爆炸性氣體溫和物，但無顯著振動和沖擊、無破壞絕緣的腐蝕氣體；無顯著搖動和劇烈沖擊振動的環(huán)境。無淋水、無強腐蝕性氣體、無顯著搖動和劇烈沖擊振動的環(huán)境。無強電磁干擾的場所。2、系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸1 地面主機與傳輸分站之間的數(shù)據(jù)傳輸1 傳輸信號方式： 光信號2 傳輸電纜： 電纜3 最大數(shù)據(jù)傳輸距離： 10公里2 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸接口傳輸分站間的數(shù)據(jù)傳輸（井口的一個傳輸分站）1 傳輸信號方式： 半雙工、串行異步傳輸；2 傳輸電纜： 通訊電纜（MHYVR 127/0.52）；3 巡檢周期： 10 S；4 傳輸速率： 2400-9600 bps；5 誤碼率： 10-6；6 最大通訊距離： 10 Km；7 最大通訊電流： 80 mA。3、地表監(jiān)控主機安裝與要求：地表監(jiān)控主機的安裝參照電腦安裝文件進行；監(jiān)控主機及其相關(guān)連的設(shè)備要有專門的安放地點，要有良好的接地屏蔽措施；地表監(jiān)控主機要設(shè)專人維護。4、數(shù)據(jù)傳輸接口的安裝與要求：1 數(shù)據(jù)傳輸接口安在地表監(jiān)控主機機房內(nèi)；2 數(shù)據(jù)傳輸接口不能安在靠近熱源、潮濕、粉塵大的地點；3 數(shù)據(jù)傳輸接口的232串口與地表監(jiān)控主機RS232串口插接牢固；4 數(shù)據(jù)傳輸接口與地表監(jiān)控主機的連接線不大于15米；5 數(shù)據(jù)傳輸接口的電源線連接牢固可靠。6 數(shù)據(jù)傳輸接口的外殼接地線由外殼接地螺栓引出，接入大地，并保持良好的接地連接，接地電阻不大于4。7 數(shù)據(jù)傳輸接口的電源插頭插接在AC220V電源插座上。8 地面主機房，應(yīng)該進行整體的防雷設(shè)計。5、避雷器的安裝與要求：輸入端和輸出端嚴禁接反。接地線端子必須接地。避雷器屬外購件,嚴格參照產(chǎn)品說明書有關(guān)要求執(zhí)行。6、傳輸分站安裝與要求： 產(chǎn)品的安裝位置 ： 該產(chǎn)品可安裝在有可燃氣體的區(qū)域，固定到巷道壁上。 傳輸分站的固定：傳輸分站可安裝在井下巷道一側(cè)墻壁上。安裝時先用防爆電鉆按有關(guān)電氣安裝要求在巷道壁上適當?shù)母叨茹@孔，然后將8 100mm的膨脹螺絲固定在巷道壁上，在膨脹螺絲上安裝掛鉤，將傳輸分站掛在掛鉤上。傳輸分站的外部連接傳輸分站固定安裝完成后，擰開傳輸分站外殼的兩個閉鎖螺絲，打開機殼外蓋；同時擰開通訊和電源接口的縮口固定螺絲，取出封口膠墊，將通訊和電源電纜串接好縮口固定螺絲、橡膠墊圈后通過傳輸分站接口，擰緊縮口固定螺絲；把通訊和電源電纜固定到各自的接線柱上，檢查機殼外蓋的封閉膠墊圈完好后，上緊閉鎖螺絲。7、防爆電源的安裝與要求:產(chǎn)品的安裝位置:防爆電源可安裝在離井下傳輸分站25米以內(nèi)符合安裝條件的地點。 電源的固定:防爆電源可安裝在井下巷道一側(cè)墻壁上。安裝時先用防爆電鉆按有關(guān)電氣安裝要求在巷道壁上適當?shù)母叨茹@孔，然后將8 100mm的膨脹螺絲固定在巷道壁上，把防爆電源固定在膨脹螺絲上。 8、人員識別卡使用要求：人員識別卡屬作業(yè)人員必帶物品,要求隨身攜帶,不得離開身體隨意放置。產(chǎn)品使用時應(yīng)遵循如下要求： 產(chǎn)品免受重大打擊和碰撞； 產(chǎn)品免受水、油等液體侵蝕； 產(chǎn)品在0+40環(huán)境存放和使用； 產(chǎn)品掛在腰帶上。9、通信電纜安裝、連接與要求: 1、通訊電纜應(yīng)鋪設(shè)在巷道的電纜鉤上，保持合理垂度，美觀、工整。2、電纜接頭應(yīng)采用本安通訊接線合連接，紅線接“”，黑線接“”，嚴禁接錯。3、通信電纜屬外購件，嚴格參照產(chǎn)品說明書有關(guān)要求執(zhí)行。四、 系統(tǒng)設(shè)備的技術(shù)參數(shù)1、傳輸分站（KJ225-F）: 傳輸分站主要由信息采集處理模塊、傳輸模塊、后備電源、嵌入式軟件組成。主要功能就是雙向通訊-一方面將接收到的人員信息傳到地面；另一方面將地面的指令傳到人員識別卡。一個傳輸分站最多可以連接8個無線接收器。傳輸分站與無線接收器距離最大可以達到2千米。傳輸分站與數(shù)據(jù)傳輸接口的信號傳輸可以采用CAN總線方式，也可以直接接光端機，采用光纜通訊的方式，也可以直接接工業(yè)環(huán)網(wǎng)交換機。 傳輸分站內(nèi)存容量為5000條記錄。傳輸分站需要布置在安全環(huán)境好的巷道或者硐室為宜。每個傳輸分站需要一個礦用本安電源供電（不間斷的供電不小于2小時），由此保證傳輸分站在斷電等特殊情況下的連續(xù)工作。主要技術(shù)參數(shù)：工作電壓： DC 18V15%工作電流： 120mA功 耗： 3W接收靈敏度： 109dBm傳輸速率 1200bps，2400 bps，4800 bps，9600 bps，人為設(shè)置工作頻率 2.4GHz頻 偏： 150KHz調(diào)制方式 FSK防爆型式 ExibI防護等級 IP54工作溫度 -20-40環(huán)境濕度 95%外型尺寸： （31021070）mm重 量： 2100克供電電源 隔爆兼本安電源 KJH6.2/輸入電壓： 127V380V660V /出電壓18V/輸出電流：650mA2、數(shù)據(jù)傳輸接口(KJ225-J）數(shù)據(jù)傳輸接口功能就是傳輸監(jiān)控主機到傳輸分站和傳輸分站到主機的信號傳輸，并實現(xiàn)地面線路和井下線路的隔離，保證礦井的安全。主要由信號轉(zhuǎn)換模塊組成，完成通訊信號的轉(zhuǎn)換。采用光柵隔離技術(shù)實現(xiàn)本安與非本安運行環(huán)境的隔離，實現(xiàn)店面線路和井下線路的隔離。采用220V電源供電。主要技術(shù)參數(shù)：電源電壓： AC 220V（10%）工作電壓 18V工作電流： 100mA通訊速率： 1200bps9600bps間 自動調(diào)整外型尺寸： （43030080）mm重 量： 3500 克3、傳輸電纜（MHRV 147/0.47）:+20導(dǎo)體直流電阻： 18.1 /km線對工作電容： 0.06 uF/km電感： 800 uH/km4、地面中心站:設(shè)備配備: 中心站的標準配置為：服務(wù)器1 臺、工控主機2臺，2000瓦2小時不間斷電源 1套。采用CAN總線傳輸時，需要信號避雷器2個。地面中心站主機采用工控機、配備兩臺，一臺工作一臺備用。最低配置為：a)CPU： Pv或以上級別；b)操作系統(tǒng)：Windows2000以上操作系統(tǒng)；c)內(nèi)存：4G以上；d)顯卡：Windows系統(tǒng)兼容， 1G以上的顯存，可以工作于1024*768分辨率；e)硬盤：500G以上。f) 19寸液晶顯示5、信號避雷器（LAXCH303-24CH）:工作電壓： 24 V額定放電電流： 5 A最大放電電流： 10 A 防護電平（線-線）：50 V防護電平（線-地）：30 V響應(yīng)時間： 1 ns 傳輸速率： 1 Mbps產(chǎn)品外形尺寸： （422525）mm 地面中心站（機房）是整個系統(tǒng)的控制中樞，通過串行接口與及井下所有通訊數(shù)據(jù)傳輸接口與定位傳輸分站聯(lián)接，通過網(wǎng)卡和網(wǎng)絡(luò)交換機與地面局域網(wǎng)各終端聯(lián)接。工控機（上位機）對井下所有定位傳輸分站巡回采集記錄數(shù)據(jù)，刷新給定數(shù)據(jù)。6、人員識別卡（KJ225-K）: 識別卡主要由嵌入式處理器、型號處理模塊和高能電池組成，每個卡發(fā)射出唯一的加密識別碼無線電信號。具有人員監(jiān)控管理、尋呼、生命狀態(tài)監(jiān)控和防止作弊監(jiān)控功能。尋呼功能，就是在人員遇到緊急情況時，按呼救鍵，系統(tǒng)將呼救信，及時傳輸?shù)降孛嬷笓]中心和網(wǎng)絡(luò)，通過聲光報警，尋求救援！生命狀態(tài)檢測