萬紅煤礦設(shè)計方案.doc

山西省臨汾市洪洞縣煤礦安全管理系統(tǒng) -入井人員考勤定位監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)方案臨汾網(wǎng)通第一章 入井人員考勤定位監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計一、概述1、礦井基本概況本設(shè)計為萬紅煤礦入井人員考勤定位監(jiān)測系統(tǒng)。該礦井年產(chǎn)量為9萬噸，每班下井職工人數(shù)為29人，總下井職工人數(shù)為87人。設(shè)計為KJ139礦用人員考勤定位監(jiān)測系統(tǒng)，對礦井入井人員的身份；人員的流動情況；人員的數(shù)量及分布情況進(jìn)行實時監(jiān)測；查詢?nèi)我恢付ㄏ戮藛T當(dāng)前或指定時刻所處的區(qū)域；和查詢?nèi)我恢付ㄈ藛T本日或指定日期的活動蹤跡，對任一指定月份、或任一指定日期段，對下井人員進(jìn)行下井次數(shù)、下井時間等進(jìn)行分類統(tǒng)計，在最短的時間內(nèi)能獲取事故現(xiàn)場的人員狀況（包括人員數(shù)量和地理）。2、裝備入井人員考勤定位監(jiān)測系統(tǒng)的重要性和必要性煤礦生產(chǎn)有其本身的產(chǎn)業(yè)特點,井下作業(yè)人員流動性大，井下巷道縱橫交錯、人流、車流錯綜復(fù)雜。一旦下井后，就無法確切地知道他們所處的位置，而與其形成鮮明對照的通訊、尋呼手段又大大落后于地面。因而，作為地面生產(chǎn)指揮和控制核心部門，實時了解井下人員、車輛的流動情況并加以跟蹤就顯得尤其重要。特別是領(lǐng)導(dǎo)成員下井后、能盡快找到他們的位置顯得非常非常重要。當(dāng)?shù)V井發(fā)生透水、火災(zāi)等事故時，將給救災(zāi)工作帶來極大的困難。為了能實時的了解井下人員的流動情況；了解當(dāng)前井下人員的數(shù)量及分布情況；查詢?nèi)我恢付ㄏ戮藛T當(dāng)前或指定時刻所處的區(qū)域；和查詢?nèi)我恢付ㄈ藛T本日或指定日期的活動蹤跡，在平時可作為下井考勤系統(tǒng)，對任一指定月份、或任一指定日期段，對下井人員進(jìn)行下井次數(shù)、下井時間等進(jìn)行分類統(tǒng)計，便于考核，打印相關(guān)報表；一旦礦井發(fā)生透水、火災(zāi)等災(zāi)害事故，可對搶險救災(zāi)的人員統(tǒng)計、定位等起準(zhǔn)確的指導(dǎo)作用，在最短的時間內(nèi)能獲取事故現(xiàn)場的人員狀況（包括人員數(shù)量和地理位置），將為后續(xù)救援工作提供主要依據(jù)，能在最短的時間內(nèi)作出準(zhǔn)確判斷，減少盲目性。本公司以現(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)中的信息技術(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)處理以及豐富的圖形軟件，開發(fā)出了以井下移動人員或移動設(shè)備為監(jiān)測對象的KJ139型礦用人員安全監(jiān)測系統(tǒng)。3、入井人員考勤定位監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)3.1 國家煤礦安全監(jiān)察局發(fā)布的修訂后的煤礦安全規(guī)程（2004年10月18日）。3.2 山西省煤炭工業(yè)局關(guān)于建立長效機(jī)制、強(qiáng)化煤礦生產(chǎn)能力監(jiān)管工作的規(guī)定晉煤行發(fā)2006409號文(2006年6月2日)。3.3 山西省煤炭工業(yè)局關(guān)于規(guī)范煤礦入井人員考勤（定位）系統(tǒng)建設(shè)的通知晉 煤安發(fā)2006452號文(2006年7月5日)。3.4 山西省煤炭工業(yè)局關(guān)于加快礦井考勤定位系統(tǒng)建設(shè)的通知晉煤安發(fā)2006583號文(2006年8月29日)。3.5臨汾市煤炭工業(yè)局關(guān)于全市煤礦安裝入井人員考勤定位系統(tǒng)的通知臨煤工字2006386號文(2006年10月18日)。3.6 洪洞縣萬紅 煤礦提供的井下采掘平面布置圖，礦井在冊職工人員數(shù)，每班及三班入井人員數(shù)等相關(guān)資料。3.7廠家提供的“KJ139型人員考勤定位監(jiān)測系統(tǒng)”產(chǎn)品技術(shù)說明等有關(guān)技術(shù)資料。4、入井人員考勤定位監(jiān)測系統(tǒng)執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范4.1中華人民共和國公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GA/T70-944.2 安全防范工程程序與要求GA/T75-944.3 工業(yè)企業(yè)通信設(shè)計規(guī)范GBJ42-814.4 建筑電氣安裝工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)GBJ303-884.5 中國電器裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范GBJ232-824.6 工業(yè)自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范FBJ93-864.7 電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范GBJ232-90、924.8 民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范JGJ/T16-92、GA/T74-944.9 安全技術(shù)防范規(guī)范工程程序技術(shù)規(guī)范5、入井人員考勤定位監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計原則本設(shè)計以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為設(shè)計依據(jù)，結(jié)合該煤礦的具體情況，用最佳設(shè)計方案體現(xiàn)最高的性能價格比，是本方案設(shè)計的指導(dǎo)思想，也是本方案設(shè)計的基本出發(fā)點和追求的目標(biāo)。本設(shè)計主要貫徹“高質(zhì)量”及“低價格”兩條主線來進(jìn)行設(shè)計的。根據(jù)煤礦井下的采掘平面圖，并充分考慮現(xiàn)場實際情況，設(shè)計為KJ139型人員考勤定位監(jiān)測系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸采用抗干擾高屏蔽礦用信號電纜，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸。5.1 靈活性和兼容性原則方案設(shè)計充分考慮到系統(tǒng)升級擴(kuò)容的靈活性和兼容性。系統(tǒng)是開放式、分布式的系統(tǒng)，使得在不改變原有設(shè)備的情況下，能方便的升級、擴(kuò)容，確保系統(tǒng)的科學(xué)合理和先進(jìn)性。5.2 可靠性原則從物理上和邏輯上考慮關(guān)鍵設(shè)備的數(shù)據(jù)冗余，確保傳輸通路、數(shù)據(jù)服務(wù)、監(jiān)控工作站、供電電源的安全可靠。5.3 易操作和易維護(hù)性原則21世紀(jì)是知識經(jīng)濟(jì)時代，人力成本大幅度增加，本方案的設(shè)計充分考慮到這一點，設(shè)備操作和維護(hù)非常方便，有利于提高工作效率，降低人力成本和維護(hù)成本，提高系統(tǒng)總體性價比。本系統(tǒng)在使用過程中，除發(fā)放識別卡需要人工管理外，正常使用過程中不需要人工干預(yù)，為全自動工作方式。5.4 實時性原則實時顯示各分站的當(dāng)前狀態(tài)或數(shù)據(jù)，可分類顯示或全部顯示。在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中建立歷史數(shù)據(jù)庫，為今后的統(tǒng)計分析提供依據(jù)。5.5 安全性原則充分考慮系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全性。系統(tǒng)具有較強(qiáng)的身份認(rèn)證、授權(quán)、加密等機(jī)制、完善全面的事件日志、數(shù)據(jù)備份功能。一切應(yīng)從實際出發(fā)，使人員定位系統(tǒng)具有較高的實用性能。這也是人員定位系統(tǒng)在當(dāng)今之所以能迅速興起并發(fā)展的關(guān)鍵所在。6、入井人員考勤定位監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計范圍及內(nèi)容6.1人員考勤定位監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計范圍主要包括副井井口及井底、主井井底、井下回采工作面、工作面掘進(jìn)頭、大巷掘進(jìn)頭、變電站、水泵房、井底煤倉、皮帶機(jī)頭、消防材料庫、運輸大巷及軌道大巷、瓦監(jiān)員巡監(jiān)點等場所。6.2人員考勤定位監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容6.2.1 地面監(jiān)測站、主副井井口、井下分站及測點等裝備與選型配置；6.2.2 系統(tǒng)設(shè)計方案說明；6.2.3 設(shè)備明細(xì)及工程預(yù)算6.2.4 井下人員定位監(jiān)測系統(tǒng)圖；6.2.5 監(jiān)測分站及測點布置圖；二、KJ139型人員考勤定位系統(tǒng)簡介1、系統(tǒng)概述目前，煤礦井下存在著入井人員管理困難，井上人員難以及時掌握井下人員的動態(tài)分布及作業(yè)情況，一旦事故發(fā)生，對井下人員的搶救缺乏可靠信息，搶險救災(zāi)、安全救護(hù)的效率低，效果不理想。開發(fā)新型礦井人員跟蹤定位及考勤管理系統(tǒng)，就可對煤礦入井人員進(jìn)行實時跟蹤監(jiān)測和定位，隨時清楚掌握每個人員在井下的位置及活動軌跡。如果發(fā)生災(zāi)難，還可立即從監(jiān)控主機(jī)上查詢事故現(xiàn)場的人員位置分布情況、被困人員數(shù)量、遇險人員撤退線路等信息，為事故搶險提供科學(xué)依據(jù)。同時，也可利用系統(tǒng)的日常考勤管理功能，對礦井人員進(jìn)行考勤管理。礦井人員考勤定位系統(tǒng)是基于無線射頻識別（RFID，Radio Frequency IDentification）技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)為一體的應(yīng)用系統(tǒng)。KJ139礦井人員安全管理定位系統(tǒng)由KGE36本安型識別卡、KJF78隔爆兼本安型考勤定位分站、接收傳感器、KCT13型調(diào)制解調(diào)器、工控計算機(jī)及系統(tǒng)軟件組成。當(dāng)持卡人或裝有識別卡的移動物體進(jìn)入分站輻射區(qū)范圍時，識別卡被激活，識別卡將卡號傳回分站，并記錄在分站存儲器內(nèi)。若干個定位分站將各處采集來的人員流動信息通過通訊電纜回傳到地面調(diào)制解調(diào)器，并將解調(diào)信號送入中心站計算機(jī)數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)軟件經(jīng)過處理，將進(jìn)出礦井的人名、時間等信息顯示到計算機(jī)顯示屏，同時將系統(tǒng)定位數(shù)據(jù)顯示到計算機(jī)幕、大屏顯示系統(tǒng)，并可根據(jù)需要統(tǒng)計打印報表。上級單位可通過局域網(wǎng)遠(yuǎn)程查詢相關(guān)信息。2、礦井人員考勤定位系統(tǒng)管理2.1 考勤管理：能夠準(zhǔn)確的對礦井的出入井人員情況進(jìn)行統(tǒng)計，嚴(yán)格監(jiān)督，實現(xiàn)本人到崗考勤，杜絕了他人替代考勤的現(xiàn)象。2.2 安全管理：對一些特殊的人員，瓦檢人員，巡檢人員等進(jìn)行監(jiān)控，了解他們的實際作業(yè)情況，加強(qiáng)了他們的職責(zé)，減少了發(fā)生事故的可能性；督促檢查礦區(qū)主要班組長，業(yè)務(wù)科室的實際的跟班情況，強(qiáng)化整個礦區(qū)的現(xiàn)場管理。2.3 災(zāi)變救援管理：由于井下人員的流動情況比較大，當(dāng)突變情況發(fā)生后，整個系統(tǒng)能幫助救援人員了解礦工的具體位置，最大程度的實施救援，減少傷亡；整個系統(tǒng)全面提升了礦井安全生產(chǎn)管理的水平。3、KJ139系統(tǒng)主要功能3.1出入井人員唯一性管理：通過出入井人員人數(shù)和識別卡與人員個人影像資料的對應(yīng)管理顯示，提供了出入井人員身份識別的唯一性管理；3.2超時未上井人員管理：通過設(shè)定規(guī)定的下井時間，可查詢出下井時間超過規(guī)定時間的人員；3.3災(zāi)害時期的人員搜救：可提供救護(hù)人員便攜的識別卡搜尋儀，進(jìn)行井下礦工的搜救；3.4井下人員統(tǒng)計列表：能夠列出所有下井人員名單，并可以查詢每個人的個人資料詳細(xì)信息；3.5人員歷史軌跡查詢：可以在礦井圖形界面上實時動態(tài)閃耀顯示這個人經(jīng)過的分站，活動的方向，并給出通過的分站地點列表，通過時間等信息；3.6人員出入井情況查詢：通過設(shè)置分站天線編號，可以對人員的出入井情況進(jìn)行確切查詢；3.7人員考勤統(tǒng)計報表：可對所有下井人員進(jìn)行時間統(tǒng)計，也可分部門，分崗位對井下人員時間統(tǒng)計；3.8人員實時追蹤：通過計算機(jī)礦井圖形界面，實時跟蹤井下人員作業(yè)的動態(tài)情況；3.9 礦井圖形編輯：根據(jù)現(xiàn)有礦井巷道的分布繪出礦井巷道分布示意圖，并在上面布置考勤定位分站位置圖標(biāo)；3.10部門人員信息管理：實現(xiàn)對礦井工作人員資料的錄入，并設(shè)置人員工號與識別卡號的對應(yīng)關(guān)系；3.11硬件信息的管理：主要對考勤定位分站的名稱，硬件編碼進(jìn)行管理以及對識別卡信息的錄入；3.12系統(tǒng)操作人員權(quán)限管理：可以給不同的人設(shè)置不同的訪問權(quán)限，保證整個系統(tǒng)的管理；3.13對下屬礦井的查看與維護(hù)：通過網(wǎng)絡(luò)，可以遠(yuǎn)程對下屬礦井的情況進(jìn)行查看并維護(hù)。4、KJ139系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢及特點4.1系統(tǒng)容量大：本系統(tǒng)最多可以掛接128個分站，適應(yīng)大、中、小各型礦，識別卡容量可達(dá)6萬以上；4.2無誤碼、無漏卡對于在瞬間監(jiān)測人員聚集的情況下，由于人的聚集和重迭而出現(xiàn)監(jiān)測對象丟失，在這里我們采用了無線射頻技術(shù)，利用射頻的高方向性、高滲透率、高抗干擾性能在對人員重迭的特殊情況下，能一個不漏的檢測出所有通過人員，確保了監(jiān)測的正確性。系統(tǒng)運行安全穩(wěn)定可靠傳輸誤碼率為零，分站備用電源能支持停電2-4小時工作，分站具有數(shù)據(jù)存取功能，數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)庫核對后才刪除前期分站數(shù)據(jù)。分站識別傳感器采用雙頻備份機(jī)制，自動跳頻實現(xiàn)連續(xù)、可靠的運行，從而保證無誤碼、無漏卡。從物理和邏輯上考慮關(guān)鍵設(shè)備的冗余，確保傳輸通路、數(shù)據(jù)服務(wù)、監(jiān)控工作站、供電電源的安全可靠，充分考慮系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全，系統(tǒng)具有較強(qiáng)的身份認(rèn)證、數(shù)傳、加密等機(jī)制，完善全面事件日志和數(shù)據(jù)備份功能。4.3系統(tǒng)布置靈活：采用分站加接受傳感器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)布置更加靈活，信號覆蓋更廣。4.4雙頻備份：接收傳感器采用雙頻備份機(jī)制。4.5防碰撞、防沖突、防數(shù)據(jù)丟失在一般的人員監(jiān)測系統(tǒng)中，最難處理的情況是同一時刻出現(xiàn)多個人員集聚的情況，識別卡在同一時刻發(fā)射出無線電波給分站，這就會在這一瞬間造成信息沖突，如處理不好，造成信息丟失，影響監(jiān)測精度。而KJ139系統(tǒng)是經(jīng)射頻技術(shù)高速模塊的處理，能將集聚人員一個不漏的監(jiān)測出來，KJ139系統(tǒng)同時采用了無線防碰撞、防沖突算法，時域防沖突技術(shù)，將沖突信息按時序處理，確保了每個信息的完整收集、處理。系統(tǒng)前端數(shù)據(jù)采集具有信息防碰撞功能，讀卡速度達(dá)到100個識別卡/秒，巡檢周期：16S，本系統(tǒng)能可靠識別同時讀卡100/6m/s。當(dāng)攜帶識別卡人員進(jìn)入天線工作區(qū)，識別卡被激活后發(fā)送卡號，分站接收核對后即關(guān)閉識別卡，提高了讀卡的準(zhǔn)確性和讀卡速度，延長了電池使用壽命，信號穿透力和繞射力強(qiáng)，系統(tǒng)識別卡可做到無方向性，識別距離最遠(yuǎn)可達(dá)100米（可調(diào)）。系統(tǒng)的正常工作不受環(huán)境變化影響，保證在惡劣環(huán)境下24小時能夠正常運轉(zhuǎn)。人員信息傳輸接口是將RS232信息轉(zhuǎn)換成RS485信息，同時將重碼的信息進(jìn)行判別和過濾，接受上位機(jī)的輪循訪問，并將上位機(jī)傳送時采集到的人員編碼信息隨機(jī)儲存。井下分站設(shè)備的人員信息采集處理單元將（唯一）低頻的加密數(shù)據(jù)載波信號及發(fā)射天線向外發(fā)送，隨身攜帶的識別卡進(jìn)入低頻的發(fā)射天線工作區(qū)域后被激活（未進(jìn)入發(fā)射天線工作區(qū)域識別卡不工作），同時將加密的載有目標(biāo)識別碼的信息經(jīng)卡內(nèi)高頻發(fā)射模塊發(fā)射出去，接收天線接收到識別卡發(fā)來的載波信號，經(jīng)分站人員信息采集處理單元接收處理后，提取出目標(biāo)識別碼，并經(jīng)人員信息傳輸處理接口送至地面計算機(jī)，完成預(yù)設(shè)的系統(tǒng)功能，從而實現(xiàn)目標(biāo)的自動化管理。4.6可同時讀卡的數(shù)量多：在正常情況下，系統(tǒng)可同時讀卡的數(shù)量大于100個，可達(dá)到100人/6M/S的識別率；4.7巡檢周期短：16S4.8定位更精確：通過給不同的傳感器標(biāo)上序號，使人員流動的情況更加直觀的表現(xiàn)出來，能夠更加有效的跟蹤、定位，更加有效的反映人員的活動情況；4.9能耗低：標(biāo)識卡內(nèi)的高能電池容量可使用12年以上；4.10識別卡型式多樣：可提供多種形式的標(biāo)識卡，包括便攜卡和礦燈卡，便攜卡佩戴靈活、方便；礦燈卡與礦燈一一對應(yīng)，便于管理；4.11分站可以獨立工作：井下人員跟蹤定位分站與地面中心通訊中斷時，分站仍能獨立工作, 自動存儲人員監(jiān)測數(shù)據(jù)。4.12系統(tǒng)安裝、維護(hù)方便4.13確保人身健康和安全無對人體傷害的電磁輻射污染，信息安全性和保密性性能高，識別卡的發(fā)射功率僅190W，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于國家電磁輻射的有關(guān)規(guī)定。識別卡可裝入現(xiàn)有礦燈的電池盒內(nèi)，其優(yōu)點為一方面便于管理，同時又起到了有效屏蔽電磁輻射對人體的影響從而提高了安全性的保證。此外，也提高了便攜性和使用的方便性。4.14節(jié)約投資系統(tǒng)設(shè)計充分考慮到系統(tǒng)升級擴(kuò)容的靈活性和兼容性，系統(tǒng)是開放式分布式的系統(tǒng)，使得在不改變原有設(shè)備的情況下能方便的升級擴(kuò)容，確保系統(tǒng)科學(xué)合理和先進(jìn)性。本方案的設(shè)計充分考慮到節(jié)約人力成本，設(shè)備的操作和維護(hù)非常方便，有利于提高工作效率，降低人力成本和維護(hù)成本，提高系統(tǒng)總體性價比。本系統(tǒng)在使用過程中除發(fā)放識別卡需要人工管理外，正常使用過程中不需要人工干預(yù)，為全自動工作方式。另外，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口、接收分站均屬免維護(hù)產(chǎn)品，性能穩(wěn)定性極高，首先保證了設(shè)備的可靠，又節(jié)約了使用、維護(hù)成本，識別卡為IP54防護(hù)等級產(chǎn)品，即使在煤礦井下惡劣的氣候條件下，除了人工損壞以外，不會損耗；也能保證產(chǎn)品的高可靠性，能夠保證個人資料的發(fā)射、傳遞的絕對正確性。識別卡內(nèi)高能電池容量可使用2-3年，充放電70萬次以上，即2-3年換1次電池，識別卡的壽命周期可超過10年。還必須提出的是，KJ139系統(tǒng)同其他的系統(tǒng)相比，其分站本身具有傳感器的功能又集成了供電模塊這一特點，加之一個分站可帶四個無線接收器，能明顯降低成本，在規(guī)模較大的煤礦的考勤定位系統(tǒng)建設(shè)中成本優(yōu)勢更加明顯。5、KJ139人員考勤定位系統(tǒng)組成富力通礦井人員考勤定位系統(tǒng)是基于無線射頻識別（RFID，Radio Frequency IDentification）技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)為一體的應(yīng)用系統(tǒng)。 KJ139礦井人員考勤定位系統(tǒng)由KGE36本安型識別卡、KJF78隔爆兼本安型考勤定位分站、KJF78-1定位傳感器、KCT13型調(diào)制解調(diào)器、工控計算機(jī)及系統(tǒng)軟件組成。識別卡內(nèi)存有一定格式的電子數(shù)據(jù)，常以此作為待識別人或車輛的標(biāo)識性信息。應(yīng)用中將識別卡附著在待識別人員礦燈或車體上，作為待識別人員或車輛的電子標(biāo)記。分站與識別卡可按約定的通信協(xié)議互傳信息。當(dāng)持卡人或裝有識別卡的移動物體進(jìn)入分站輻射區(qū)范圍時，識別卡被激活，識別卡將卡號傳回分站，并記錄在分站存儲器內(nèi)。若干個定位分站將各處采集來的人員流動信息通過通訊電纜回傳到地面調(diào)制解調(diào)器，并將解調(diào)信號送入中心站計算機(jī)數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)軟件經(jīng)過處理，將進(jìn)出礦井的人名、時間等信息顯示到計算機(jī)顯示屏，同時將系統(tǒng)定位數(shù)據(jù)顯示到計算機(jī)屏幕、大屏顯示系統(tǒng)，并可統(tǒng)計打印報表。上級單位可通過局域網(wǎng)遠(yuǎn)程查詢相關(guān)信息。系統(tǒng)組成見圖1-2-1 人員考勤定位監(jiān)測系統(tǒng)圖。 圖1-2-1 入井人員考勤定位監(jiān)測系統(tǒng)圖富力通人員考勤定位系統(tǒng)由考勤定位分站、傳感器、識別卡、傳輸通信部分和地面中心站軟硬件組成，下面分項對各部分設(shè)備的功能和工作原理進(jìn)行說明。5.1 考勤定位分站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。主要功能是完成對識別卡信號的采集、處理、與地面計算機(jī)的雙向通訊及供電等?？记诙ㄎ环终静贾迷诰诤途轮饕锏赖倪M(jìn)、出口位置，分站可以同時連接四個接收傳感器。凡是進(jìn)出通過的持卡人員，在非接觸狀態(tài)下經(jīng)過分站都會留有記錄。進(jìn)井出井判別：通過對分站上引出的兩個接收傳感器進(jìn)行編號，可以根據(jù)人員經(jīng)過接收傳感器的先后次序來判斷人員是入井還是出井。動態(tài)存儲區(qū)記錄：存儲區(qū)最多可記錄10000條信息。上位機(jī)來取數(shù)據(jù)后，存儲區(qū)全部清零，進(jìn)入下一個存儲周期。通訊線路故障排除：分站線路中斷后，分站繼續(xù)工作，并盡可能多的保存記錄，直到故障排除后，上位機(jī)再次讀取數(shù)據(jù)。后備電源不間斷供電：井下供電中斷的情況下，分站仍然可以不間斷的供電4小時以上，包括發(fā)生事故后的井下斷電期間。分站主要技術(shù)參數(shù)：防爆合格證證號：1052413交流電源： 可接入127V、220V、660V交流電源。通訊接口：RS232、RS485通訊速率： 4800bps信息存儲量：10000條記錄后備電源續(xù)電能力：4h傳輸距離：20km。讀卡周期：16s分站與接收傳感器距離：1km同時讀卡：100個/6m/s5.2接收傳感器接收傳感器與分站相連，主要負(fù)責(zé)讀取接收識別卡上的信息，并將其存儲在接收傳感器內(nèi)的存儲器內(nèi)。然后其信息通過分站上傳到地面上工控機(jī)的數(shù)據(jù)庫內(nèi)。接受傳感器是分站功能的延伸，分站加接受傳感器的結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)布置更加靈活，有利于建立更大的信號覆蓋范圍，通過給接收傳感器設(shè)定不同的地址編碼可以確切記錄識別卡的信息，進(jìn)而可以更加詳細(xì)的檢測井下人員的具體活動情況。分站主要技術(shù)參數(shù)：防爆類型：礦用隔爆兼本質(zhì)安全型防爆合格證證號：1052413交流電源:5V通訊速率： 4800bps信息存儲量：10000條感應(yīng)傳輸距離：1M100M可調(diào)（建議20M30M）同時讀卡：100個/6M/S后備電池供電能力： 4h5.3 識別卡部分識別卡主要由嵌入式處理器、信號處理模塊和高能電池組成，標(biāo)識卡一般處于睡眠狀態(tài)，當(dāng)進(jìn)入系統(tǒng)工作區(qū)后，被發(fā)射天線發(fā)出的無線電信號激活，發(fā)射出唯一的加密識別碼無線電信號。識別卡為本安型設(shè)計，該卡采用有源射頻識別技術(shù)，無接觸式讀卡，能耗低，無方向性，穿透力強(qiáng)，靈敏度高。識別卡分便攜卡和礦燈卡兩種：便攜卡用于隨身攜帶；礦燈卡安裝在礦燈盒內(nèi)，與礦燈一一對應(yīng)。主要技術(shù)參數(shù)：防爆類型：本安型防爆標(biāo)志： ExibI防爆合格證證號：1054326工作頻率：433.940.005MHz感應(yīng)傳輸距離：1M100M可調(diào)（建議20M30M）調(diào)制方式：無線FSK傳輸方向：雙向半雙工工作電源：3v（自供電，帶保護(hù)）連續(xù)工作時間：大于2年5.4 通訊傳輸接口通訊傳輸接口主要由信號轉(zhuǎn)換模塊組成，完成通訊信號的轉(zhuǎn)換和本安與非本安運行環(huán)境的隔離。調(diào)制解調(diào)器調(diào)輸出開路電壓3.5V，電流0-70mA。MHYVR 2X2礦用阻燃通訊電纜規(guī)格：2-4芯；直流電阻：12.8/Km；分布電容：0.06F/Km；分布電感：0.8mH/Km。根據(jù)不同的場合布線，自由拓?fù)渫ㄓ嵕嚯x可達(dá)20公里。主要技術(shù)參數(shù)：防爆類型：一般兼礦用本安型防爆標(biāo)志：ExibI防爆合格證證號：1054327電源電壓：220V調(diào)制方式：電流環(huán)調(diào)制傳輸方式：雙向主從半雙工通訊速率：4800bps與上位機(jī)通訊：RS2325.5 地面中心站（機(jī)房）部分地面中心站（機(jī)房）是整個系統(tǒng)的控制中樞，通過串行接口（COM1）與調(diào)制解調(diào)器及井下所有定位分站聯(lián)接，通過網(wǎng)卡和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與地面局域網(wǎng)各終端聯(lián)接。工控機(jī)（上位機(jī)）對井下所有定位分站巡回采集記錄數(shù)據(jù)，刷新給定數(shù)據(jù)。硬件端口設(shè)置：通過端口設(shè)置，使程序與硬件進(jìn)行通訊，交換數(shù)據(jù)。分站工作狀況列表：給出井下分站工作狀況列表，并把故障分站特殊顯示。巡回讀寫下位機(jī)數(shù)據(jù)：按照考勤定位分站順序巡回讀寫各分站上接收傳感器的數(shù)據(jù)，每個接收傳感器將數(shù)據(jù)打包傳送，周期循環(huán)。采集各接收傳感器的記錄數(shù)據(jù)：各個接收傳感器把接收的數(shù)據(jù)結(jié)果暫存到記錄存儲區(qū)，等待上位機(jī)采集。上位機(jī)（工控機(jī)）通過分站采集各接收傳感器上的數(shù)據(jù)，存入到上位機(jī)的數(shù)據(jù)庫中。服務(wù)器一臺，服務(wù)器建議配置要求：Pentium 處理器，CPU主頻2.8GHz，帶1M緩存DDR SDRAM內(nèi)存512 M40G的硬盤支持USB接口普通DVD或VCD光驅(qū)配備10/100M自適應(yīng)網(wǎng)卡軟件要求Windows 2000 Server 系統(tǒng)環(huán)境：安全更新：Service Pack 4，及時Windows Update傳輸協(xié)議：TCP/IPIE6.0以上版本XML Parser：MSXML 3.0以上Web Server：IIS 5.0以上5.6 數(shù)據(jù)傳輸通道KJ139井下人員管理系統(tǒng)主干數(shù)據(jù)傳輸通道支持光纖傳輸和礦用通信電纜傳輸。利用光纖傳輸網(wǎng)的優(yōu)點是系統(tǒng)將支持更遠(yuǎn)的通信距離，但對系統(tǒng)的后期維護(hù)帶來復(fù)雜性；采用礦用通信電纜傳輸網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)點是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，不用附加光電轉(zhuǎn)換器和嵌入式PC，信道干擾少，數(shù)據(jù)可靠；我們在本系統(tǒng)中采用礦用通訊電纜作為主干傳輸網(wǎng)絡(luò)。立井井筒電纜為MHY32 141.0，傳輸接口至分站，分站與分站之間電纜為MHYBV 141.0，分站至接收傳感器電纜為MHYVRP 147/0.43，分線盒采用KP5001系列。6、KJ139系統(tǒng)軟件模塊主要功能井下人員安全管理系統(tǒng)軟件是一套集數(shù)據(jù)采集與信息處理的綜合數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)主要包含用戶權(quán)限權(quán)限管理、個人編碼器管理、實時數(shù)據(jù)顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢、人員活動軌跡、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、系統(tǒng)維護(hù)等功能，介紹如下：6.1用戶登錄用戶登錄模塊主要完成開機(jī)后操作員的密碼及權(quán)限輸入，人員權(quán)限情況的校驗等功能，操作方法采用手工輸入。該功能作為用戶的權(quán)限認(rèn)證，只有授權(quán)用戶才能登陸系統(tǒng)，有效的增強(qiáng)了信息、數(shù)據(jù)和系統(tǒng)管理的安全性。根據(jù)用戶職能范圍的不同，我們給用戶分配不同的操作權(quán)限，根據(jù)用戶權(quán)限具有相應(yīng)的操作權(quán)力。 圖4 用戶登陸主界面6.2人員信息實時查詢礦井人員位置信息通過井下人員跟蹤定位分站和接受傳感器接受后經(jīng)主要通訊電纜發(fā)送到地面監(jiān)控主機(jī)后，由軟件進(jìn)行實時分析處理并在計算機(jī)屏幕上實時顯示當(dāng)前礦井下各巷道人員分布情況等。人員信息實時查詢子系統(tǒng)功能包括：查詢當(dāng)前井下人員的分布情況和數(shù)量；查詢?nèi)我蝗刖藛T當(dāng)前井下位置；查詢?nèi)我恢付ǚ终靖浇娜藛T情況，并進(jìn)行實時跟蹤顯示。圖5 下井人員列表6.3歷史數(shù)據(jù)查詢模塊歷史數(shù)據(jù)查詢模塊主要完成通過各種條件對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索并匯總的功能。其功能實現(xiàn)主要分為四部分：歷史數(shù)據(jù)總條件過濾、進(jìn)一步進(jìn)行明細(xì)條件的查詢、對查詢結(jié)果進(jìn)行瀏覽、對符合條件的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總。歷史數(shù)據(jù)查詢模塊包括：查詢井下人員的動態(tài)分布情況和數(shù)量；查詢?nèi)我幌戮藛T當(dāng)前位置和所處的位置；查詢?nèi)我恢付ǚ终靖浇娜藛T情況，并進(jìn)行實時跟蹤顯示；人員考勤記錄查詢；6.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊主要是根據(jù)巷道各基站的交換信息進(jìn)行統(tǒng)計匯總，并按照指定的格式進(jìn)行報表的輸出。統(tǒng)計表報表包括：任一時間段職工下井狀況統(tǒng)計報表；出勤狀況統(tǒng)計報表；6.5個人編碼器管理模塊個人編碼器模塊主要是對職工個人信息進(jìn)行統(tǒng)計匯總，并按照一定的規(guī)則進(jìn)行編碼分配。包括：全體員工數(shù)據(jù)管理、員工資料管理、員工信息。6.6人員活動軌跡管理模塊人員活動軌跡管理模塊主要是針對人員在井下活動軌跡的紀(jì)錄，實現(xiàn)對井下人員活動路線、滯留時間及目前所處位置的管理。6.7系統(tǒng)維護(hù)模塊系統(tǒng)維護(hù)模塊主要是完成對整個管理系統(tǒng)進(jìn)行初始化操作和對各種與系統(tǒng)相關(guān)的重要數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)的功能。此模塊只能由本系統(tǒng)的超級用戶來完成，其他任何人員不能完成此模塊的各項功能。維護(hù)項目包括：基本信息維護(hù)；操作人員維護(hù)；巷道各基站維護(hù)；數(shù)據(jù)庫維護(hù)。 圖7 定位分站維護(hù)以上功能是井下人員安全管理系統(tǒng)的通用功能，根據(jù)大佛寺礦管理的具體需求，在我們做進(jìn)一步的系統(tǒng)需求分析后，可以將系統(tǒng)功能按照礦方的要求進(jìn)行調(diào)整或設(shè)計。7、KJ139系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)系統(tǒng)容量：可連接128分站，65535個識別卡；分站讀卡能力： 100卡/6米/秒 傳輸速率：4800bps；主通訊方式：電流環(huán)；工作頻率：433.940.005MHz交流輸入電源： 127V/220V/660V 讀卡距離：1m-100m可調(diào)后備電源供電時間：4小時；地面中心站至數(shù)據(jù)監(jiān)測分站最大傳輸距離：20km；三、礦井人員監(jiān)測范圍及測點的設(shè)置3.1 人員監(jiān)測范圍主要包括副井井口及井底、主井井底、井下回采工作面、工作面掘進(jìn)頭、大巷掘進(jìn)頭、變電站、水泵房、井底煤倉、皮帶機(jī)頭、消防材料庫、運輸大巷及軌道大巷、瓦監(jiān)員巡監(jiān)點等場所。3.2 測點的設(shè)置3.2.1 副井：分站設(shè)在井口房，入井口適當(dāng)位置裝一個接收器，井底裝一個接收器。3.2.2主井：井口適當(dāng)位置裝一個接收器。 3.2.3工作面：分別在進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)順槽入口10米處設(shè)置一個監(jiān)測點，以便及時監(jiān)測回采工作面人員情況和瓦監(jiān)員巡監(jiān)情況。3.2.4 工作面掘進(jìn)頭：掘進(jìn)工作面入口10米處設(shè)置一個監(jiān)測點，以便及時監(jiān)測掘進(jìn)工作面人員情況和瓦監(jiān)員巡監(jiān)情況。3.2.5 主運輸大巷、主軌道大巷、采區(qū)軌道巷、采區(qū)運輸巷人員流動比較大的地點分別設(shè)置一個監(jiān)測點。3.2.6 井下人員流動比較大的地方如：煤倉、井底、皮帶機(jī)頭等分別設(shè)置一個監(jiān)測點。.3.2.7 井下重要場所如:變電室、炸藥庫、皮帶機(jī)頭等分別設(shè)置一個監(jiān)測點。3.2.8 巷道分岔處的地方，在各個分岔口分別設(shè)置一個監(jiān)測點。3.3 測點安裝位置（見表3-3-1）KJ139系統(tǒng)測點安裝位置表 見表3-3-1序號安裝位置單位數(shù)量備 注1副井入井口適當(dāng)位置臺1分站設(shè)在井口房2副井井底適當(dāng)位置臺13主井入井口適當(dāng)位置臺14主井底煤倉臺5工作面進(jìn)風(fēng)與回風(fēng)順槽入口10 m處臺26工作面掘進(jìn)頭入口10 m處臺1兼另一面掘進(jìn)頭使用7大巷掘進(jìn)頭入口10 m處臺1兼另兩巷掘進(jìn)頭使用合 計臺73.4人員考勤定位監(jiān)測系統(tǒng)裝備量（見表3-3-2） 人員考勤定位監(jiān)測系統(tǒng)裝備量表 表3-3-2序號名稱型號單位數(shù)量備注1工控主機(jī)P42.8G/512M/160G/17”純屏/網(wǎng)卡臺2備用一臺2傳輸接口臺2備用一臺3考勤定位分站（含電源）KJF78臺24接收傳感器KJF78-1臺75識別卡KGE36個100便攜式或裝在礦燈內(nèi)，備用10%四、人員考勤定位監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備選型與配置4.1、地面中心站監(jiān)測主機(jī)配置工控機(jī)2臺，17”高分辨率顯示器2臺，傳輸接口2臺，避雷器2個，交流凈化電源1臺，USP1臺（帶電池，停電后可工作4小時），打印機(jī)1臺，空調(diào)1臺，配電箱1臺，主機(jī)要求有終端接口及聯(lián)網(wǎng)功能。4.2、井下分站及接收器地面副井井口房分站1臺，無線編碼接收器3臺。井下分站1臺，無線編碼接收器4臺。按照煤礦勞動組織定員標(biāo)準(zhǔn)和山西省控制煤礦井下作業(yè)人數(shù)的規(guī)定（晉煤安發(fā)2005226號文）的要求配備識別卡。該礦井年產(chǎn)量為9萬噸，入井最多作業(yè)職工人數(shù)為87人，當(dāng)班井下最多作業(yè)人數(shù)為29人，需配便攜式識別卡或裝在礦燈內(nèi)的（無線編碼發(fā)射器）人員識別卡100張。4.3、擴(kuò)展功能根據(jù)煤礦發(fā)展要留有一定容量，隨時可增加分站及接收器，以滿足煤礦發(fā)展的需求。五、人員考勤定位監(jiān)測系統(tǒng)安裝及要求5.1 分站布置地面分站設(shè)置在便于檢修、觀察、無干擾源、溫度適中的室內(nèi)，井下分站要布置在便于人員觀察、調(diào)試、檢修支護(hù)良好，無滴水、無雜物的進(jìn)風(fēng)巷和峒室中,安裝時應(yīng)加墊支架,使其距地不低于300mm或吊掛在巷道中。5.2 電纜敷設(shè)裝置使用不延燃的煤礦專用電纜，電纜上每隔100米處，做一黃色標(biāo)志，標(biāo)志長100mm,電纜均采用電纜鉤吊掛敷設(shè)與通信電纜布置在一側(cè)，并與電力電纜分開敷設(shè)，如果確實分不開，則在井筒中兩者相距300mm,在巷道中，兩者相距100mm，并且監(jiān)控電纜在電力電纜之上，其它方面的要求要符合煤礦安全規(guī)程規(guī)定。六、人員考勤定位傳輸系統(tǒng)設(shè)計6.1 傳輸系統(tǒng)地面?zhèn)鬏斀涌谂c各分站間通訊采用雙向主從半雙工通訊方式，數(shù)據(jù)傳輸采用礦用4芯信號電纜，傳輸速率為2400bit/s, 傳輸距離不小于20公里。分站與無線編碼接收器數(shù)據(jù)傳輸采用礦用4芯信號電纜，傳輸距離不小于2公里。無線編碼接收器與無線編碼發(fā)射器（人員卡）通訊采用無線433M頻率傳輸，無線編碼接收器最大有效接收區(qū)直徑不小于60-100m，允許被測目標(biāo)最大移動速度不大于6m/s。6.2 傳輸電纜立井井筒電纜采用MHY32 141.0礦用信號電纜，地面中心站到各分站及分站間電纜采用MHYBV 141.0礦用信號電纜，分站與無線編碼接收器間電纜采用MHYVRP 147/0.43礦用信號電纜，分站電源采用礦用橡套電纜MYQ31.5。6.3 接線盒接線盒采用礦用本安型KP5001型系列接線盒，一般常用的有三通接線盒、二通接線盒。第二章 人員定位監(jiān)測機(jī)房設(shè)計一、概述為了更好的保證人員定位監(jiān)測機(jī)房的溫度、濕度、照度、及防靜電、防干擾、防震動、防雷電、實時監(jiān)控等，能充分滿足系統(tǒng)的安全可靠地運行，延長系統(tǒng)設(shè)備使用壽命的要求，同時又給系統(tǒng)管理員創(chuàng)造一個舒適、典雅的環(huán)境。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB288789計算機(jī)場地技術(shù)要求并結(jié)合系統(tǒng)的技術(shù)要求，提出洪洞縣萬紅 煤礦人員定位監(jiān)測機(jī)房的設(shè)計方案及有關(guān)技術(shù)要求，建設(shè)范圍等內(nèi)容如下：二、設(shè)計依據(jù)1國家標(biāo)準(zhǔn)電子計算機(jī)機(jī)房設(shè)計規(guī)范（GB5017493）。2國家標(biāo)準(zhǔn)計算站場地技術(shù)要求（GB288789）。3國家標(biāo)準(zhǔn)計算機(jī)機(jī)房活動地板的技術(shù)要求（GB665086）。4國家標(biāo)準(zhǔn)計算機(jī)機(jī)站場地安全技術(shù)（GB936188）。5國家標(biāo)準(zhǔn)電氣裝置安裝工程接地裝置施工驗收規(guī)范（GB5016992）。6洪洞縣萬紅 煤礦機(jī)房的具體情況及要求。三、監(jiān)控機(jī)房裝飾1、地面機(jī)房地板采用防靜電活動地板，在原有水泥沙漿地面下做防塵處理后鋪設(shè)。本工程采用安必信防靜電復(fù)合地板（不變形、不起皮、不裂面）60060030，地板安裝高度150。為了使地板下方走線及保證地板上插座用電，安裝兩套地板專用插座，兩個200300地扳專用線膠口，為了更好地進(jìn)行靜電泄露，地板下做6001200銅質(zhì)網(wǎng)格線接地，接地線與接地母線要良好連接。2、墻壁機(jī)房墻壁上刷防霉防潮漆，涂防水油膏，進(jìn)行防塵處理，確保潔凈度高，不產(chǎn)生粉塵，耐久性高，不產(chǎn)生龜裂、眩光，同時起到防水、防霉、防潮等效果。經(jīng)濟(jì)條件允許時，建議采用國產(chǎn)化優(yōu)質(zhì)鋁塑板，顏色為乳白色。3、屋頂面屋頂刷防霉、防潮漆，涂防水油膏。經(jīng)濟(jì)條件允許時采用鋁合金微孔吸音天花板，明龍骨安裝，規(guī)格6006000.8，顏色為淡藍(lán)。4、照明照明采用240W二管吸頂燈。共計2套，照度300LX。為防止停電，工作人員做一些必要的資料處理，設(shè)一套40W獨立式逆變電源裝置。5、門窗窗戶為雙層鋁合金玻璃窗，并做窗套裝修，門為單開木門，帶門套裝修。四、配電、消防、空調(diào)機(jī)房安裝一臺小型動力配電箱，對空調(diào)、計算機(jī)、照明等到用電設(shè)備進(jìn)行供電（配電箱內(nèi)安裝一個電源防雷保護(hù)器）。配電箱引入電源為交流220伏單相三線制，采用雙回路供電。故障時由礦上發(fā)電機(jī)供電或UPS供電。進(jìn)線直接引入專用配電板總輸入開關(guān)。機(jī)房計算機(jī)、空調(diào)、照明供電分為三個獨立回路，其中計算機(jī)供電由UPS提供并按設(shè)備總用電量的13倍進(jìn)行預(yù)留?？照{(diào)采用格力小綠州1.5P壁掛式空調(diào),電源為220伏,額定制冷功率1150W，額定制熱功率1160W,適用面積為1522。關(guān)于消防本方案配備2個1301消防滅火器。配電系統(tǒng)詳見PZ30M配電箱供電系統(tǒng)圖1-41所示。1 靜電地板 圖示比例：1：1002 空調(diào) 3 電源箱4 交流穩(wěn)壓電源5 UPS電源6 電池7 計算機(jī)8 雙層密閉窗9 木門 五、接地系統(tǒng)1、概述雷擊對計算機(jī)數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)造成干擾或設(shè)備的損壞，影響系統(tǒng)正常運行，特別在煤礦山區(qū)雷雨多發(fā)區(qū)，計算機(jī)數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)遭受雷擊損壞設(shè)備的事故時有發(fā)生。為避免雷擊造成系統(tǒng)設(shè)備的損壞，為確保煤礦人員定位監(jiān)測系統(tǒng)的安全運行，已成為不可忽視的重要問題。對人員監(jiān)測系統(tǒng)來說，雷電沖擊主要從四個渠道侵入系統(tǒng)；一是通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊干線電纜（系統(tǒng)安裝時，總會有一處干線電纜架在露天環(huán)境中）。二是通過220伏電源線路侵入系統(tǒng)。三是地電位反擊。四是空間雷閃電電磁脈沖（LEMP）。所以雷電沖