井下無線人員定位系統(tǒng)通信(編輯修改稿)
2025-06-12 01:01 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 及其數(shù)量，保證搶險救災(zāi)和安全救護工作的高效運作。系統(tǒng)設(shè)計具備安全性、可擴容性、易維護性和易操作性。由上述可知，GPS定位系統(tǒng)技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛，但對于井下定位系統(tǒng)的實現(xiàn)有一定難度。首先由于現(xiàn)有的移動通信網(wǎng)的無線信號不能穿透到礦井井下，因此不能直接實現(xiàn)井下與井上的無線通信，為了通信還要建立井下移動通信網(wǎng)絡(luò)；另外使用GPS定位系統(tǒng)的成本較高，對于我國這樣一個煤礦眾多，井下工作人員眾多的國家不太實用。實際上井下人員定位系統(tǒng)正是基于短距離無線定位技術(shù)，但由于煤礦井下環(huán)境與地面差別較大，信號在傳輸路徑衰減嚴重，干擾較多，且不易穿透巷道，無線傳輸只能局限在巷道中。目前，井下人員定位系統(tǒng)一般采用在井下巷道中建立多處無線通信基站，由井下的工作人員攜帶無線收發(fā)裝置，以此實現(xiàn)井下的無線通信。實際上井下人員定位系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)正是井下的無線通信問題，一旦建立起無線通信系統(tǒng)，即可實現(xiàn)許多附加的功能，其中包括定位功能。圖21為井下人員定位系統(tǒng)的原理圖。圖中BS為無線通信基站，基站沿煤礦井下巷道分布，覆蓋井下工作人員的活動范圍；MS是移動站，即井下工作人員隨身攜帶的無線收發(fā)裝置，能向基站發(fā)送自身ID以識別工作人員；現(xiàn)場總線部分負責(zé)把所有的基站連接起來和地面進行通信，及時將井下的無線定位數(shù)據(jù)傳送到地面進行處理和顯示；地面的處理顯示中心將接收的定位數(shù)據(jù)與基站的實際物理位置進行比對，判斷出對應(yīng)數(shù)據(jù)的位置，再通過查詢?nèi)藛TID號得到人員的位置數(shù)據(jù)。為了直觀顯示結(jié)果可以采用GIS以電子地圖的形式對人員的位置進行顯示；遠程監(jiān)控部分方便各個管理層及時了解礦井的工作情況，實現(xiàn)多級監(jiān)管?，F(xiàn)場總線BSBSBS無線通信MSMSMS避雷器網(wǎng)關(guān)地面處理與顯示中心遠程監(jiān)控部分礦井巷道地面 井下人員定位系統(tǒng)的原理框圖 井下人員定位系統(tǒng)工作示意圖圖22為系統(tǒng)的工作示意圖，井下不同的巷道中分別安裝有一些BS（基站），BS安裝的物理位置是確定的，這樣井下位置就可以反映到電子地圖上。Tag（電子標簽）由工人攜帶，工人在巷道中工作時，其攜帶的Tag會被某個BS所識別到，由于Tag與實際的工人人員是一一對應(yīng)的，因此BS就能識別出工作人員。當(dāng)BS的數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛婧?，參照BS的物理位置和Tag的人員對應(yīng)列表就可以獲得工作人員的定位信息，同時可以將監(jiān)控數(shù)據(jù)實時進行顯示,達到定位的目的。 井下人員定位系統(tǒng)的設(shè)備井下人員定位系統(tǒng)采用RFID識別技術(shù)，識別載體由電子識別卡、讀卡器組成。1) 電子識別卡識別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體，載有標簽的身份編碼（ID）信息； 2) 讀卡器接收電子識別卡反射回的微波合成信號后，讀取電子識別卡中的ID信息，然后將信息發(fā)送到地面監(jiān)控中心； 3) 監(jiān)控主機數(shù)據(jù)信息經(jīng)分析處理后，將井下人員（或機車等移動目標）動態(tài)分布在主計算機界面中得以實時反映，從而實現(xiàn)井下安全狀態(tài)在井上數(shù)字化管理。 ，電子識別卡芯片在井下工人的身上，含有工人基本信息，讀卡器無線天線發(fā)射信號讀取電子識別卡（人員定位卡），將信息發(fā)給監(jiān)控主機。井上部分根據(jù)接收的各個員工和設(shè)備身份編碼，匹配數(shù)據(jù)庫中各身份編碼對應(yīng)的身份信息，如姓名、班組、工種等，并實時顯示在監(jiān)控屏幕上和存儲在電腦數(shù)據(jù)庫中備用。井上部分以以太網(wǎng)為主要傳輸?shù)耐緩?，包括位于監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、監(jiān)控電腦、打印機等設(shè)備。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器存儲了對應(yīng)電子識別卡的人員姓名或設(shè)備名稱、編組、班號、考勤記錄等數(shù)據(jù)信息。通過實時采集到的電子識別卡信息，匹配記錄在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的個人和設(shè)備信息，可以實時地完成井下人員與設(shè)備的跟蹤定位工作。利用局域網(wǎng)，也可以使安監(jiān)局、礦務(wù)局以及相關(guān)的客戶端（相關(guān)部門），實時了解井下人員和設(shè)備情況。 井下部分實現(xiàn)員工或者設(shè)備身份編碼數(shù)據(jù)的讀取，并經(jīng)防爆電纜實時傳輸?shù)骄喜糠帧＞虏糠忠苑辣娎|作為主傳輸途徑（CAN總線形式），主要由讀卡分站、電子讀卡器、防爆電源等組成。讀卡分站固定安裝在各主要巷道的進出口，匯總該讀卡分站下讀卡器的數(shù)據(jù)信息。電子讀卡器安裝在井下主要位置或危險位置，如交叉道口、工作面、危險場所(如盲巷、掘進頭等)、地面主要出入口等需要監(jiān)測的地方安裝，不斷地進行數(shù)據(jù)巡檢和信號采集。整個井下系統(tǒng)以分布式形式安裝，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。電子識別卡分為員工識別卡和設(shè)備識別卡。員工識別卡由員工隨身佩戴（如安裝員工的安全帽上、腰帶或礦燈等），不需要附加攜帶設(shè)備，設(shè)備識別卡安裝上下井需要監(jiān)控的大宗設(shè)備或移動目標上，如車輛等。 井下人員定位系統(tǒng)工作示意圖 井下人員定位系統(tǒng)設(shè)備分為井上部分和井下兩部分組成，監(jiān)控中心實現(xiàn)實時了解井下工人的位置，工作時間，工種等信息。 井下人員定位系統(tǒng)的應(yīng)用軟件，結(jié)合功能強大的SQL SERVER 數(shù)據(jù)庫?；贐/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟件，可通過IE瀏覽器即可在網(wǎng)絡(luò)上瀏覽、查詢、打印礦井人員定位及考勤管理等相關(guān)信息。軟件共分為十大功能模塊，具體功能如下：圖形顯示功能：提供豐富的表示方式。系統(tǒng)圖采用SVG矢量圖形格式，支持界面無閃爍刷新，無極放大和縮小，具備任意漫游功能。根據(jù)圖形的局部細化可以知道礦井巷道分布，各巷道的人員分布，人員的滯留時間。直觀的顯示設(shè)備的通訊狀況。當(dāng)有人員超時或通訊異常時動態(tài)模擬圖實現(xiàn)不同的圖形符號閃爍顯示（同時系統(tǒng)會自動聲光報警），并有詳細的報表描述，根據(jù)礦方需要可以自動進行語音報警。如果礦方具有短信發(fā)送平臺，系統(tǒng)軟件可以根據(jù)用戶要求設(shè)置短信報警。人員跟蹤功能：該功能是本套系統(tǒng)定位部分的核心功能，使用本功能可以實時跟蹤到特定人員的當(dāng)前井下位置，當(dāng)天上班途經(jīng)的地點和時間，在各位置的滯留時間，并可對其運行軌跡在巷道分布圖上進行形象直觀的回放。使用該功能可以對特定人員進行迅速定位，核查相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)是否進行了跟班作業(yè)，監(jiān)督特殊工種；對于井下特定位置財物遺失和損壞可以圈定相關(guān)責(zé)任人；事故發(fā)生時，可以迅速確定相關(guān)遇險人員的數(shù)量，最近出現(xiàn)位置和時間，為事故搶險提供可靠依據(jù)；事故搶險過程中，地面指揮人員可以在第一時間知道搶險人員與被困人員當(dāng)前所在位置，為事故的搶險贏得寶貴時間；事故發(fā)生后可以根據(jù)該系統(tǒng)保留的歷史數(shù)據(jù)，進行事故分析和責(zé)任界定提供參考依據(jù)：l 選擇跟蹤：本功能對任意指定編號或者姓名的員工進行實時跟蹤（可對跟蹤人員進行增減）；指定人員一旦在井下移動了位置，可以第一時間進行自動報告。這對于監(jiān)督特殊工種當(dāng)前的作業(yè)狀況非常實用，是調(diào)度人員有用的跟蹤工具。l 實時跟蹤：本功能對當(dāng)前經(jīng)過目標識別器的人員進行實時顯示；可以知道當(dāng)前指定時間內(nèi)處于活動狀態(tài)的員工。直觀形象的表示出人員的實時流動狀況。l 活動軌跡：本功能可對下井人員任意時間的活動軌跡進行查詢。
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