山西呂梁柳林礦成功應(yīng)用

KJ-19井下人員及設(shè)備定位系統(tǒng)能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的將井下各個(gè)區(qū)域人員及設(shè)備的動(dòng)態(tài)情況反映到地面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使管理人員能夠隨時(shí)掌握井下人員、設(shè)備的分布狀況和每個(gè)礦工的運(yùn)動(dòng)軌跡，以便于進(jìn)行更加合理的調(diào)度管理。當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，救援人員也可根據(jù)KJ-19井下人員及設(shè)備定位系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)、圖形，迅速了解有關(guān)人員的位置情況，及時(shí)采取相應(yīng)的救援措施，提高應(yīng)急救援工作的效率。

KJ-19井下人員及設(shè)備定位系統(tǒng)是集井下人員考勤、跟蹤定位、災(zāi)后急救、日常管理等一體的綜合性運(yùn)用系統(tǒng),集合了國(guó)內(nèi)識(shí)別技術(shù)、傳輸技術(shù)、軟件技術(shù)等最頂尖的產(chǎn)品和技術(shù)，是目前國(guó)內(nèi)技術(shù)最先進(jìn)、運(yùn)行最穩(wěn)定、設(shè)計(jì)最專業(yè)化的井下人員定位系統(tǒng)。這一科技成果的實(shí)現(xiàn)，將為煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)和日常管理上臺(tái)階以及事故急救帶來(lái)了新的契機(jī)。

1         功能及特點(diǎn)

1.1      功能

ü        實(shí)時(shí)井下人員動(dòng)態(tài)顯示功能：

l      任一時(shí)間井下某個(gè)地點(diǎn)究竟有多少人，這些人都是誰(shuí)

l      查詢一個(gè)或多個(gè)人員現(xiàn)在的井下實(shí)際位置

l      記錄有關(guān)人員在任一地點(diǎn)的到/離時(shí)間和總工作時(shí)間等一系列信息，可以督促和落實(shí)重要巡查人員（如：瓦斯檢測(cè)人員）是否按時(shí)、到點(diǎn)的進(jìn)行實(shí)地查看，或進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)的檢測(cè)和處理，從根本上盡量杜絕因人為因素而造成的相關(guān)事故

l      可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)共享供多個(gè)領(lǐng)導(dǎo)同時(shí)在不同地點(diǎn)查看

ü        豐富的地圖功能：

具有放大、縮小、移動(dòng)、標(biāo)尺測(cè)距、視野控制、中心移動(dòng)、土層控制、地圖打印等功能

ü        禁區(qū)報(bào)警功能：

對(duì)于指定的禁區(qū)，如果有人員進(jìn)入，實(shí)時(shí)聲音報(bào)警，并顯示進(jìn)入禁區(qū)的人員

ü        人員軌跡查詢：

可查找某個(gè)人在某個(gè)時(shí)間段內(nèi)所經(jīng)歷的路徑，并在圖中畫出線路軌跡

ü        豐富的人員下井考勤能力：

可對(duì)出入井人員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)下井人員考勤記錄，建立人員出入井的各種信息報(bào)表（如：下井時(shí)間報(bào)表、出勤月報(bào)表、加班報(bào)表、缺勤報(bào)表等等）

ü        災(zāi)后急救信息：

      一旦發(fā)生各類事故，上位機(jī)上立即能顯示出事故地點(diǎn)的人員數(shù)量、人員信息，人員位置等信息，大大提高搶險(xiǎn)效率和救護(hù)效果

ü        車輛及設(shè)備管理：

      車輛的出入統(tǒng)計(jì)、定位以及其他重要設(shè)備的具體位置

1.2      性能

    強(qiáng)大的系統(tǒng)處理能力：

ü        采用L-H調(diào)度算法優(yōu)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力

ü        高度自動(dòng)化

ü        基于GIS技術(shù)的地理信息顯示、查詢系統(tǒng)

ü        完善的數(shù)據(jù)分析能力

ü        通訊距離遠(yuǎn)，可達(dá)20公里

卓越的識(shí)別性能：

ü        高度的識(shí)別可靠性，100%的前端識(shí)別率

ü        識(shí)別距離遠(yuǎn)（識(shí)別距離可達(dá)10-30米以上）

ü        極高的防沖突性（每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)可最多同時(shí)識(shí)別200個(gè)人員）

ü        高度的識(shí)別穩(wěn)定性（誤碼率小于10萬(wàn)分之1）

ü        快速的識(shí)別速度（最快可達(dá)到200公里/小時(shí)的識(shí)別速度）

現(xiàn)場(chǎng)優(yōu)勢(shì)：

ü        環(huán)境適應(yīng)性：高抗干擾性，對(duì)井下干擾源、周界環(huán)境無(wú)特殊要求

ü        安裝方便性：傳感器一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，無(wú)需外接天線或地感

ü        運(yùn)行可靠性：內(nèi)部電路高度集成化，器件故障率最小化

電氣特性：

ü        超低功耗，無(wú)線標(biāo)簽在不更換電池的情況下可連續(xù)正常工作5年

ü        方便性、安全性，標(biāo)簽無(wú)須外接礦燈電源，無(wú)須充電、無(wú)須更換電池

ü        無(wú)輻射，對(duì)人體和環(huán)境無(wú)任何影響，更安全更健康

2         系統(tǒng)組成及工作原理

2.1   系統(tǒng)組成

KJ-19井下人員及設(shè)備定位系統(tǒng)設(shè)備主要包括：中心站主機(jī)、KJJ-1200型數(shù)據(jù)通訊箱、BFDZ-2型多功能分站、KWB-10型煤礦用無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器以及JHWK型煤礦用無(wú)線標(biāo)識(shí)卡。

2.2   工作原理

首先在井下需要進(jìn)行人員跟蹤的區(qū)域和巷道中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體需要放置一定數(shù)量的KWB-10型無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器，通常情況下一個(gè)地點(diǎn)只需要放置一個(gè)即可跟蹤此地點(diǎn)進(jìn)出人員情況。將KWB-10無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器與通過(guò)傳輸總線與地面計(jì)算機(jī)連接，同時(shí)將BFDZ-2多功能分站與KWB-10無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器連接提供工作電源。這樣就完成了一個(gè)由井上電腦通過(guò)電纜連接井下無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器的系統(tǒng)架設(shè)。

然后為需要進(jìn)行人員跟蹤定位的下井人員佩帶一個(gè)JHWK無(wú)線標(biāo)識(shí)卡，當(dāng)下井人員進(jìn)入井下以后，只要通過(guò)或接近放置在巷道內(nèi)的任何一個(gè)KWB-10無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器，KWB-10無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器便會(huì)馬上感應(yīng)到信號(hào)，并上傳到中心站主機(jī)，這樣中心站主機(jī)的軟件就可判斷出具體信息（如：是誰(shuí)，在哪個(gè)位置，具體時(shí)間），同時(shí)可把它顯示在控制中心的大屏幕或電腦顯示屏上，并做好備份。

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(jì)算機(jī)即會(huì)把這一區(qū)域的人員情況統(tǒng)計(jì)并顯示出來(lái)。中心站主機(jī)會(huì)根據(jù)一段時(shí)間的人員出入信息整理出這一時(shí)期的每個(gè)下井人員的各種出勤報(bào)表。

3         各設(shè)備主要技術(shù)指標(biāo)

3.1      系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)

ü        單線系統(tǒng)容量為42個(gè)無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器，雙線系統(tǒng)容量為84個(gè)無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器

ü        最大傳輸距離為20公里

ü        對(duì)跟蹤的無(wú)線標(biāo)識(shí)卡數(shù)量沒(méi)有限制

3.2      KJJ-1200型數(shù)據(jù)通訊箱

KJJ-1200型數(shù)據(jù)通訊箱為礦用本安型數(shù)據(jù)通訊箱，工作時(shí)放在地面計(jì)算機(jī)旁，其主要功能為進(jìn)行通訊信號(hào)的放大，起到增強(qiáng)通訊距離的作用，同時(shí)實(shí)現(xiàn)地面主機(jī)與井下KWB-10無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器間的數(shù)據(jù)通訊并發(fā)送控制命令，一般一套系統(tǒng)配置一臺(tái)即可。

其防爆標(biāo)志為ExdibI(150℃)。工作電壓為220V，最大耗電電流100mA。本安端工作電流18mA，短路電流30mA，最大電壓≦15V P-P。傳輸信號(hào)為基帶SDLC方式。與井下KWB-10無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器聯(lián)絡(luò)的通訊電纜參數(shù)：①電纜型號(hào)：MHYVRP1×2×7/0.52 ②電纜分布電容：0.06nF/Km ③ 電纜分布電感：0.8mH/Km④電纜直流電阻：13.5Ω/Km。最大傳輸距離為20Km。工作條件要求為：環(huán)境溫度0℃－40℃，相對(duì)濕度75％，環(huán)境壓力80－106KPa。

3.3      BFDZ-2型多功能分站

BFDZ-2型多功能分站主要是用作為KWB-10無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器提供電源，完全適用于含煤塵和瓦斯等爆炸型氣體環(huán)境中，防爆形式為礦用隔爆兼本質(zhì)安全型，防爆標(biāo)志為ExdibI(150℃)。

使用條件：環(huán)境溫度0℃－40℃，相對(duì)濕度≦96％，環(huán)境壓力80－106Kpa；輸入電壓：～660V/380V，50HZ；輸出電路：三路本安1８V，每路可接兩臺(tái)標(biāo)識(shí)傳感器；與KWB-10無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器的連接電纜型號(hào)/規(guī)格：MHYVR1×2×7/0.52。

3.4      KWB-10型無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器

KWB-10型煤礦用無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器是一種射頻識(shí)別設(shè)備，專用于識(shí)別人員佩帶的無(wú)線標(biāo)識(shí)卡，安裝于巷道中需要檢測(cè)人員的地點(diǎn)。

              KWB-10型煤礦用無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器的最大特點(diǎn)就是可在較大的范圍內(nèi)同時(shí)快速、可靠的識(shí)別許多無(wú)線標(biāo)識(shí)卡，并具有微功率、識(shí)別率高、高抗干擾性、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。而且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、體積小巧，非常便于安裝和維護(hù)。

    主要技術(shù)指標(biāo)：

ü        識(shí)別距離：10－30m可調(diào)

ü        識(shí)別速度：200公里/小時(shí)以內(nèi)

ü        防沖突性：可同時(shí)識(shí)別200張以內(nèi)無(wú)線標(biāo)簽卡

ü        工作頻率：2.4GHz - 2.5GHz ISM微波段，125個(gè)頻道，頻道帶寬8MHz

ü        射頻功率：－20dBm – 0dBm可調(diào)，最大峰值功率1毫瓦

ü        接收靈敏度 ：－90dBm

ü        工作環(huán)境溫度：－40℃ - 60℃

ü        供電：18V DC

ü        最大工作電流：< 100mA

3.5      JHWK型煤礦用無(wú)線標(biāo)識(shí)卡

JHWK型煤礦用無(wú)線標(biāo)識(shí)卡是專用來(lái)被無(wú)線標(biāo)識(shí)傳感器識(shí)別的電子標(biāo)簽，由礦工下井時(shí)隨身佩帶。

它是一種有源射頻標(biāo)識(shí)卡，采用本安電路設(shè)計(jì)。JHWK型煤礦用無(wú)線標(biāo)識(shí)卡也采用秀派公司的SUPER-RFID技術(shù)。該產(chǎn)品最大特點(diǎn)是：多個(gè)標(biāo)簽可在較大的范圍內(nèi)同時(shí)被識(shí)別，并具有無(wú)線微功率、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)體積小便于攜帶或安置。

主要指標(biāo)：

ü        標(biāo)準(zhǔn)尺寸：60×35×6mm

ü        識(shí)別距離：30－50m可調(diào)

ü        工作頻率：2.4GHz - 2.5GHz ISM微波段，125個(gè)頻道，頻道帶寬8MHz

ü        射頻功率：小于-3dBm

ü        接收靈敏度 ：－90dBm

ü        工作環(huán)境溫度：－40℃ - 60℃

ü        工作電流：小于5uA

ü        ID號(hào)全球唯一

ü        電池一次性使用壽命5年以上

附件一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念

1．系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
   1-1 實(shí)現(xiàn)井下坑道作業(yè)面工作人員進(jìn)出的有效識(shí)別，使系統(tǒng)管理充分體現(xiàn)"  人性化、信息化和高度自動(dòng)化"

1-2 為高級(jí)管理人員提供考勤作業(yè)、人員進(jìn)出限制等多方面的信息查詢。
   1-3 一旦發(fā)生安全事故，通過(guò)該系統(tǒng)立刻可以知道坑道作業(yè)面工作人員的    數(shù)量，保證搶險(xiǎn)救災(zāi)和安全救護(hù)工作的高效運(yùn)作。
   1-4 安全事故發(fā)生后，通過(guò)本系統(tǒng)的移動(dòng)識(shí)別裝置，可在事故現(xiàn)場(chǎng)10米范圍內(nèi)探測(cè)到是否有人存在，便于救護(hù)工作的及時(shí)展開。
   1-5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的安全性、可擴(kuò)容性、易維護(hù)性和易操作性。

2. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)
   （1） GA/T75《安全防范工程程序與要求》
   （2） MT209-1990《煤礦通信、檢測(cè)、控制用電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)要求》      

3. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)
   （1） 高度自動(dòng)化。系統(tǒng)能自動(dòng)檢測(cè)井下坑道工人經(jīng)過(guò)該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)間、地點(diǎn)信息，并自動(dòng)實(shí)現(xiàn)考勤作業(yè)的統(tǒng)計(jì)與管理。
   （2） 先進(jìn)的通信系統(tǒng)。安裝在井下各通道的識(shí)別系統(tǒng)，實(shí)時(shí)向網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器傳送相關(guān)人員通過(guò)的數(shù)據(jù)，整個(gè)過(guò)程無(wú)需人為干預(yù)。
   （3） 完備的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與信息查詢軟件。系統(tǒng)軟件具備專用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，包括工人通過(guò)坑道的信息采集和統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)，考勤作業(yè)的統(tǒng)計(jì)與管理分析系統(tǒng)，顯示并打印各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表資料，為高層管理人員的查詢與管理提供全方位服務(wù)。

（4） 系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠性設(shè)計(jì)。系統(tǒng)產(chǎn)品采用坑道壁掛式設(shè)計(jì)，無(wú)需在坑道進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工，并保證系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下24小時(shí)連續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)；
   （5） 完善的異常情況（包括無(wú)效感應(yīng)器、失效感應(yīng)器進(jìn)入）報(bào)警呼叫系統(tǒng)配置。
4. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
    本系統(tǒng)遵循"統(tǒng)一發(fā)感應(yīng)器、統(tǒng)一裝備、統(tǒng)一管理"的原則，按準(zhǔn)許上崗人員和班組實(shí)行"一人一感應(yīng)器"制，該感應(yīng)器可視為"上崗憑證"或"坑道準(zhǔn)入證"。具體方案如下：
   （1） 煤礦生產(chǎn)單位在所有坑道中均安裝一定數(shù)量的信號(hào)收發(fā)器，具體位置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況而定，以滿足輻射區(qū)域?yàn)闇?zhǔn)。
   （2） 煤礦生產(chǎn)單位向有關(guān)人員頒發(fā)并裝備感應(yīng)器，感應(yīng)器安裝在安全帽的合適位置。
   （3） 發(fā)感應(yīng)器時(shí)將感應(yīng)器所對(duì)應(yīng)員工的基本信息，包括姓名、年齡、性別、所屬班組、所屬工種、職務(wù)、本人照片等登錄在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中。
   （4） 安全生產(chǎn)部門對(duì)該感應(yīng)器進(jìn)行授權(quán)后即生效。授權(quán)范圍包括：該員工可以有資格進(jìn)入作業(yè)面的坑道，感應(yīng)器的時(shí)效、失效、掛失等，以防止無(wú)關(guān)人員和非法人員進(jìn)入坑道；
   （5） 進(jìn)入坑道的人員必須佩戴裝有感應(yīng)器的安全帽。當(dāng)此人經(jīng)過(guò)坑道的識(shí)別監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)，立即被系統(tǒng)識(shí)別，并通過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的信息交換，將此人通過(guò)的路段、時(shí)間等信息傳輸至井上安全監(jiān)控中心記錄，并可同時(shí)在地理信息大屏幕墻上出現(xiàn)提示信息，顯示通過(guò)人員的姓名。如果感應(yīng)的感應(yīng)器號(hào)無(wú)效或進(jìn)入限制通道，系統(tǒng)將自動(dòng)報(bào)警，安全監(jiān)控中心值班人員接到報(bào)警信號(hào)，立即執(zhí)行相關(guān)安全工作管理程序。