為貫徹落實《山東省煤礦沖擊地壓防治辦法》,推進煤礦人員定位系統(tǒng)升級改造,實現(xiàn)人員設備精確精準定位,近日,山東煤礦*制定印發(fā)《山東煤礦人員精確定位系統(tǒng)技術要求(試行)》。《技術要求》由范圍、規(guī)范性引用文件、術語和定義、一般要求、技術要求、功能要求、主要技術指標七方面內(nèi)容組成,既符合國家煤礦安全生產(chǎn)法律法規(guī)和標準規(guī)范,又滿足山東煤礦安全工作實際需要,是*部煤礦人員精確定位系統(tǒng)技術規(guī)范?!都夹g要求》規(guī)定,系統(tǒng)應當架構簡單,能實現(xiàn)與安全監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等多系統(tǒng)融合,要求選用基于RSSI、AOA、TOA、TOF、TDOA等*無線測距技術,提高定位精度和可靠性,能夠實現(xiàn)厘米級定位。其中,在理想狀態(tài)下靜態(tài)定位精度能夠達到30厘米,采煤工作面及順槽、掘進工作面人員定位精度應達到1米。系統(tǒng)要求具備wei yi性檢測、雙向呼叫、超時報警、聲光振動提示、限員管理等功能的同時,還為井下設備裝備定位預留容量,為下一步輔助運輸無人化等智能化建設打下基礎。gc0325
常用定位技術比較
Wi-Fi技術
Wi-Fi 定位應用采用在區(qū)域內(nèi)安置無線基站,根據(jù)待定位 Wi-Fi 設備的信號 特征,結合無線基站的拓撲結構,綜合確定待定位 Wi-Fi 設備的坐標。Wi-Fi 定位技術便于利用現(xiàn)有的無線設備實現(xiàn)定位功能,但由于 Wi-Fi 的安全性較差,功耗較高,頻譜資源已趨近飽和,因此,不利于終端設備的*攜帶和廠區(qū)內(nèi)的大規(guī)模應用。
射頻識別技術
它是利用電磁感應原理,通過無線 激發(fā)近距離無線標簽,實現(xiàn)信息讀取的技術。射頻識別距離從幾厘米到十幾米。RFID 用于人員定位的典型應用來自人員考勤系統(tǒng)的拓展,主要進行人員是否存在于某個區(qū)域的辨識,不能做到實時 跟 蹤,并且定位應用還沒有標準的網(wǎng)絡體系,因此,網(wǎng)絡建立成本和建立難度較大。
UWB技術
UWB(Ultra Wideband)是一種無載波通信技術,利用納秒至微秒級的非正弦波 窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)。UWB 調(diào)制采用脈沖寬度在 ns 級的快速上升和下降脈沖, 脈沖 覆蓋的頻譜從直流至 GHz,不需常規(guī)窄帶調(diào)制所需的 RF 頻率變換,脈沖成型后可直接送至天線發(fā)射。頻譜形狀可通過甚窄持續(xù)單脈沖形狀和天線負載特征來調(diào) 整。UWB 信號的輻射非常低,通常只有手機輻射的千分之一,因此在工業(yè)上應用時,其不存在對其他儀器儀表的干擾問題。
其他一些定位技術的整體比較:
定位技術 | 定位精度 | 安全性 | 穿透性 | 抗干擾 | 功耗 | 輻射 | 傳輸距離 |
Wi-Fi | 3~10m | 較高 | 強 | 較強 | 高 | 較高 | 30~50m |
藍牙 | 3~5m | 較高 | 弱 | 弱 | 較低 | 較低 | 10m |
地磁 | 2~5m | 較高 | NA | 極弱 | 較低 | NA | NA |
RFID | 1-8m | 低 | 弱 | 弱 | 低或無 | 低 | 15m |
ZigBee | 3~10m | 較低 | 弱 | 弱 | 低 | 較高 | 70m |
UWB | 0.3m | 非常高 | 強 | 強 | 低 | 低 | >300m |
紅外 | 5~10m | 高 | NA | 弱 | 高 | 低 | 5m |
超聲波 | 0.01~0.1m | 高 | NA | 強 | 高 | 低 | 5m |
機器視覺 | 1~2m | 較高 | NA | 弱 | 高 | NA | 10m |
系統(tǒng)應用原理
項目系統(tǒng)采用*的 UWB 技術,系統(tǒng)硬件由監(jiān)控主機、交換機、定位基站、定位卡組成。首先根據(jù)布置一定數(shù)量的定位基站,通過定位基站使得無線信號覆蓋,然后為人員佩帶定位卡,各方向的定位基站不斷接收定位卡發(fā)送無線信息,定位基站將定位卡的信息通過交換機上傳至監(jiān)控主機,系統(tǒng)根據(jù)定位卡的場強信息及地理信息進行分析處理,得到定位卡的實時位置,進而實現(xiàn)人員定位、歷史軌跡回放等功能,精度滿足預警需求
管理者可以根據(jù)大屏幕上或電腦上的分布示意圖查看某一區(qū)域,計算機即會把這一區(qū)域的人員情況統(tǒng)計并顯示出來。中心站主機會根據(jù)一段時間的人員出入信息整理出這一時期的每個下井人員的各種出勤報表,同時監(jiān)控井下人員分布情況,對井下重要位置實行實時監(jiān)控,實時反映重點及獨立崗位工作人員的上崗及離崗情況,空崗時,系統(tǒng)發(fā)出報警提示.
系統(tǒng)拓撲結構
山東煤監(jiān)局有關負責人表示,《技術要求》的出臺及時彌補了煤礦井下人員定位-礦井人員精確定位系統(tǒng)技術規(guī)范空白,對規(guī)范山東煤礦人員精確定位系統(tǒng)建設,推進煤礦智能化、智慧化建設有著重要意義。 vx:gaochao927
山東新云鵬煤礦井下人員定位-礦井人員精確定位系統(tǒng)功能
人員動態(tài)監(jiān)測功能
實時監(jiān)控
實時監(jiān)控是實時的顯示井下的總人數(shù)、顯示井下各部門的總人數(shù)、顯示井下各區(qū)域的總人數(shù)、顯示當前的基站等告警信息,并關聯(lián)成報表,點擊可以查看人員井下的相關信息。
實時跟蹤
實時跟蹤是指實時跟蹤井下人員的行徑路線,也可以采用動態(tài)跟蹤的方法進行跟蹤,即人員從開始下井就可以跟蹤,在井下每經(jīng)過一個基站,系統(tǒng)自動在地圖上描畫一段行徑的路線。
查找人員當前位置
輸入任意人員的姓名或通過工號、卡號方式,系統(tǒng)可以立即以圖形方式顯示此人當前所在區(qū)域;系統(tǒng)將以文字方式顯示這些人各自在井下的當前精確位置。同時也可調(diào)出軌跡列表或回放軌跡。
軌跡回放
信息存儲和歷史軌跡回放:系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)存儲和人員活動軌跡回放功能,以便為事故分析提供依據(jù)。
統(tǒng)計查詢進入qu區(qū)人員
對于井下的某些特殊區(qū)域,例如規(guī)定不準一般人員進入的危險區(qū)域,在行蹤保留時段內(nèi)可以隨時進行查詢,列出進入該區(qū)域的人員和出、入時間。
查詢考勤功能
能夠準確統(tǒng)計礦工入井、出井時間,并可按班次、按部門生成日考勤、月考勤統(tǒng)計報表。
下井人員查詢
當日下井人員名單表,采用不用顏色來區(qū)分全礦按部門排列顯示哪些人員在當日未下井、哪些人員在當日完成上下井、哪些人員還在井下和工作超時井下人員數(shù)(灰色顯示表示未下井、藍色顯示表示正在井下、綠色顯示表示完成上下井、紅色顯示表示井下人員工作超時)。
員工下井時長統(tǒng)計表
進入全員工下井時長統(tǒng)計表界面,可選擇某一天或幾天內(nèi)的,設定下井時長范圍,查詢所有滿足條件的人員信息,如圖所示:
員工日考勤表
在員工日考勤表界面,可統(tǒng)計時間(以天為單位)內(nèi)人員上下井時間、井下停留時長和班次。
考勤分段統(tǒng)計表
在考勤分段統(tǒng)計表界面,可根據(jù)時間分段值設置,統(tǒng)計大于或小于時間分段的早晚班情況
人員定位查詢
在人員定位查詢界面,可查詢一定時間段內(nèi)人員下井信息,點擊“查詢”按鈕,查看下井人員信息,雙擊選中人員后(也可手動輸入需要查詢的人員姓名),點擊“確定”,即可對選中人員進行統(tǒng)計。主要用于查詢歷史的精確位置。
歷史人員軌跡查詢
在歷史人員軌跡查詢表界面,點擊“查詢”按鈕,在彈出的查詢框輸入需要查詢的人員工號、姓名,點擊“確定”在上方顯示對應人員記錄,雙擊該記錄,即可在下方軌跡列表中展開人員軌跡。
歷史下井人員區(qū)域分布表
進入歷史下井人員區(qū)域分布表,可查看具體日期各區(qū)域人員分布數(shù)量,以及各部門入井人數(shù)
下井次數(shù)統(tǒng)計表
在下井次數(shù)統(tǒng)計表,可查看時間段內(nèi)人員下井次數(shù),
每日下井人數(shù)統(tǒng)計表
在每日下井人數(shù)統(tǒng)計表界面,可查看具體日期各部門下井人數(shù)
部門考勤情況匯總表
部門考勤情況匯總表,可以查看部門下井總人次數(shù)占部門持卡數(shù)的比例,即持卡入井率,可根據(jù)時間分段值設置,分段統(tǒng)計下井人次
干部跟班下井管理
系統(tǒng)能對干部下井情況進行統(tǒng)計、監(jiān)督,在辦公室通過電腦就可以看到哪些干部在井下,哪些干部已升井。
安全管理功能
生命安全監(jiān)測預警
生命安全監(jiān)測是監(jiān)控井下人員的動靜狀態(tài),如果超過設定的時間人員未動,將會產(chǎn)生生命安全監(jiān)測預警。
區(qū)域超員告警
對某個區(qū)域的人員數(shù)量進行限制,如果超員則告警。
礦工進入禁入?yún)^(qū)告警
當?shù)V工進入qu區(qū)時,系統(tǒng)會告警,提示管理人員采取相應措施。
工作超時、欠時告警
當?shù)V工在井下停留超出規(guī)定時間,或未達到規(guī)定時間時,系統(tǒng)將告警并記錄。
行進軌跡異常告警
當特種人員未按規(guī)定的行進路線行走,或者在規(guī)定的時間未到達規(guī)定的地點,系統(tǒng)將告警。
防爬車管理
防爬車用于井下軌道交通和皮帶交通比較多且繁忙的礦井。某些礦工在沒有許可的情況下,以車或皮帶運輸代步,對人身安全造成*危險;為了便于井下管理,系統(tǒng)設計了一套有效的監(jiān)測措施,在軌道交通和皮帶交通區(qū)域某兩個站之間,設定按正常人員行走的zui kuai時間,若礦工在兩個站之間行走的時間小于規(guī)定的時間,系統(tǒng)會產(chǎn)生相應的告警報表。
雙向呼救功能
預警雙向呼救是指井下出現(xiàn)緊急情況時,井下帶卡人員可以通過識別卡的呼救按鈕,將緊急情況告知地面系統(tǒng),地面系統(tǒng)接到緊急呼救后,采取應急援救方案,同時地面也可以在出現(xiàn)緊急情況時,向井下帶卡人員發(fā)出緊急尋呼,可以是單個也可以是所有人員進行尋呼,指導井下人員采取應急措施。
固定崗位脫崗管理
固定崗位脫崗管理用于某些特殊人員,這些人員工作崗位固定,一般都有固定的工作場所和工作時間段,例如安監(jiān)員,zha yao 庫房的火品發(fā)放工,絞車司機,皮帶司機和井底的信號工等等。這些人一般要求不能離崗,如在規(guī)定的時間內(nèi)離開自己的崗位,系統(tǒng)將判斷已脫崗。
系統(tǒng)設備管理
標識卡低電量預警
當標識卡電量過低時,系統(tǒng)將提前預警,通知相關技術人員及時更換電池,避免標識卡沒電時,持卡者不知道,雖然下井了,卻被系統(tǒng)判斷為曠工。
井下LED顯示功能
可以通過本安顯示屏對井下特定區(qū)域或者特定顯示屏發(fā)布相關信息,并可以對本安顯示屏是否在線發(fā)布告警信號。
分站不在線告警
當讀卡分站供電電壓不足、讀卡分站信號線連接故障時系統(tǒng)會出現(xiàn)分站不在線告警或電量低告警,提醒管理者及時發(fā)現(xiàn)問題并解決。待問題處理后告警會自動結束并在歷史告警中保存告警信息。
電源監(jiān)測
檢測給分站供電的電源外接交流電是否中斷。當電源交流電出現(xiàn)中斷或者異常時,系統(tǒng)告警區(qū)域會出現(xiàn)設備交流電中斷告警,提醒維護人員采用對應處理方案。
聲光報警功能
通過聲光*和軟件的設置可實現(xiàn)礦井超員告警、區(qū)域超員告警、分站不在線、進入禁qu告警、超時告警的聲光報警功能,在系統(tǒng)安全與設備出現(xiàn)告警時,可以及時通過聲、光的方式提醒調(diào)度管理員工的快速響應。
用戶權限管理
系統(tǒng)的管理軟件能夠實現(xiàn)分配多個不同權限的用戶,方便各個用戶在網(wǎng)絡終端上同時運行軟件,查詢井下實時情況。
GIS地理信息系統(tǒng)平臺
能實現(xiàn)井下巷道圖的縮放,并能對GIS地圖進行導入、導出和還原地圖功能。
雙機熱備
系統(tǒng)具有雙機熱備功能。工作主機工作時,備用主機接收并存儲監(jiān)控信息,但對系統(tǒng)不具控制功能;備用主機實時監(jiān)測主機工作狀態(tài),當監(jiān)測到工作主機異常時,自動轉入工作狀態(tài)。另外,當主備機全部斷電(內(nèi)外網(wǎng)斷開)或者數(shù)據(jù)庫服務故障停止運行時主備機不進行自動切換邏輯,此時則需要人工干預。
井口LED實時顯示
將LED屏安裝在井口附近,屏幕實時顯示井下總人數(shù)、人員的所屬部門與部門人數(shù)、姓名、上井標志等信息。
系統(tǒng)wei一性性檢測
人臉識別+井口讀卡+人員井下軌跡,3者對比后則認為wei一性通過,考勤有效;否則考勤無效并產(chǎn)生相應告警,并為管理者提供對替帶卡或多帶卡人員處罰的憑證依據(jù)。
聯(lián)網(wǎng)上傳
按照國家或地區(qū)聯(lián)網(wǎng)協(xié)議,將井下的實時數(shù)據(jù)定時生成相關文件或將生成的傳送到各集團、市局、省局平臺,實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測。
WEB發(fā)布
建立WEB服務器并部署定位系統(tǒng)站點,接入礦方辦公網(wǎng)絡(需礦上提供網(wǎng)絡),可供辦公網(wǎng)絡內(nèi)進行訪問,從而查看井下人員實時動態(tài)。