KJ69N人员定位.doc

登封市慧祥煤业有限公司登封市慧祥煤业有限公司 KJ69N 型矿用人员安全监测系统 技技 术术 方方 案案 河河南南科科安安智智能能测测控控技技术术有有限限公公司司 2 20 01 10 0 年年 2 2 月月 目目 录录 1 系统概述系统概述 .3 2 技术优势及系统特点技术优势及系统特点 .3 2.1 技术优势.3 2.2 系统特点.4 3 设计原则设计原则 .5 3.1 先进性、成熟性.5 3.2 可靠性、安全性.6 3.3 易操作性.6 3.4 实时性.6 3.5 完整性.6 3.6 可查询性.6 3.7 互联性和扩展性.6 3.8 经济性.6 4 设计标准设计标准 .7 5 系统组成系统组成 .8 5.1 地面中心站.8 5.2 无线编码发射器.9 KGE37B无线编码发射器.9 5.3 本安电源 KDW16A.9 技术参数：.9 5.4 专用检测仪 CFC1.10 5.5 数据监测站 KJF80.10 主要技术参数:.10 6 主要功能主要功能 .11 6.1 实时监测功能.11 6.2 查询功能.13 6.3 安全保障功能.16 6.4 统计考勤功能.17 6.5 信息联网功能.19 6.6 系统运行状态提示（自诊断功能）.20 6.7 操作权限及操作日志.20 7 主要技术指标主要技术指标 .21 7.1 系统容量：.21 7.2 传输方式：.21 7.3 同时读卡数量.21 7.4 最大巡检周期.21 7.5 漏读率.21 7.6 传输速率及误码率.21 7.7 地面中心站至数据监测分站传输距离.21 7.8 数据监测分站至无线接收器传输距离.21 7.9 数据监测分站最大有效接收区半径.21 7.10 存储时间.21 7.11 双机切换时间.22 7.12 软件画面响应时间.22 8 KJ69N 型矿用人员安全监测系统分站布置型矿用人员安全监测系统分站布置 .22 9 设备清单设备清单 .22 KJ69NKJ69N 矿用人员安全监测系统方案矿用人员安全监测系统方案 1 系统概述系统概述 KJ69N 型矿用人员安全监测系统是我公司自主研发、国内首先采用 RFID 技术实 现井下人员定位功能的系统。从 2002 年正式在矿安装、运行，七年以来已在全国各 大矿务局、煤矿成功推广运用 1000 多套。 煤矿井下地质条件复杂，作业人员流动性大，一旦发生事故，就无法确切知道 他们所处的位置，给救灾工作带来极大的困难。KJ69N 型矿用人员安全监测系统的 功能就在于：让我们能借助它实时了解井下人员及机车的流动情况、了解当前井下 人员的准确数量及分布情况，查询任一指定下井人员当前或指定时刻所处的区域， 查询任一指定人员本日或指定日期的活动踪迹。另外，作为下井人员考勤系统，统 计与考核下井人员的出勤情况，可以对任一日期或指定日期段、任一指定月份，对 下井人员进行下井次数、下井时间、下井班次等进行分类统计，产生人员考勤的日 报表、月报表，便于考核，并能打印相关报表。可用来规范人员的活动，防止缺岗、 串岗、迟到和早退，提高矿井生产效率，有效防止只考勤不下井或下井不考勤的情 况，确保考勤统计数量与井下作业人员的数量完全一致。当事故发生时，救援人员 也可根据井下人员定位系统所提供的数据，迅速了解有关人员的位置情况，及时采 取相应的救援措施，提高应急救援工作的效率。 KJ69N 矿用人员安全监测系统符合煤矿安全规程 （2007 年版） 、AQ6210- 2007煤矿井下作业人员位置监测与管理系统通用技术条件和 AQ1048-2007煤 矿井下作业人员管理系统使用与管理规范 ，系统取得 MA 安全证书，产品取得安全 标志证书及防爆合格证。 2 技术优势及系统特点技术优势及系统特点 2.1 技术优势技术优势 a) 天地（常州）自动化股份有限公司（煤炭科学研究总院常州自动化研究院） 是专业从事煤矿自动化和通信技术、产品的开发单位，是煤炭工业煤矿安全仪器仪 表装备的定点生产单位。 b) KJ69N 型矿用人员安全监测系统是我公司自主研发、国内首先采用 RFID 技 术实现井下人员定位功能的系统。 c) 已在全国各矿务局、矿推广运用 1000 多套，深受广大用户的好评。经过 7 年的实践证明，产品质量稳定、安全、可靠。 d) KJ69N 型矿用人员安全监测系统，售后服务良好，我公司在 XX 设有专门的 产品售后服务点，确保做到 724 小时服务响应。 e) KJ69N 型矿用人员安全监测系统是国内唯一获得国家安全生产监督管理局、 国家煤矿安全监督局“安全生产科技成果奖”证书的产品。 迄今为止已取得以下奖项： 20032003 年度被评为年度被评为“煤炭工业十大科技成果煤炭工业十大科技成果” 20042004 年度获得国家安全生产监督管理局和国家煤矿安全监察局颁发的年度获得国家安全生产监督管理局和国家煤矿安全监察局颁发的 “安安 全生产科技成果奖全生产科技成果奖”二等奖二等奖 20052005 年获年获“九五九五” 、 “十五十五”煤炭工业优秀科技成果奖煤炭工业优秀科技成果奖 20062006 年获得煤炭工业协会颁发的年获得煤炭工业协会颁发的“科技进步二等奖科技进步二等奖” 2.2 系统特点系统特点 a)a) 被测目标被测目标“无负担无负担” 被测人员通过检测点无需主动进行任何操作。 b)b) 通行方式无限制通行方式无限制 对被测人员经过检测点的通行方式没有限制，允许多人以“鱼贯而入” 、 “成组 成群”的方式通过检测点，不影响井下人员的正常通行和正常作业。 c)c) 结构简单，配置灵活结构简单，配置灵活 可根据具体需要及投资情况灵活设置井下无线数据监测站。监测站设置得越多， 则划分的人员定位区域越多，人员定位的空间范围越准确。 d)d) 一站多点一站多点, ,节省投入节省投入 每个无线数据监测站可连接 2-8 个无线接收器,可满足井下丁字巷、十字巷、井 口等复杂路况的安装要求,减少投入,增加系统可靠性。 e)e) 系统自维护系统自维护 系统可实时监测在用无线编码发射器的供电情况，无线接收器的通信情况及数 据监测站的供电状态。 f)f)安装简便安装简便 无线编码发射器设计美观、实用，安装方式采用国家专利。和矿灯完全结合在 一起，不额外增加携带人员的负担，可有效防止一人携带多卡下井的情况发生。 g)g)可靠性可靠性 经过多年发展和完善，通过技术以及生产工艺上的不断改进，目前我们系统软 硬件均已日臻完善，系统稳定、可靠，漏卡率极低。 系统软件采用容错技术，监控主机采用冗余热备份系统，确保系统高可靠性的 要求。系统具有抗过流、过压、防雷击等保护措施。 h)h) 大屏显示功能大屏显示功能 可在井口安装 LED 大屏，可实时显示经过监测点的人员姓名、射频号及当前井 下人员数量、各部门人数、各区域人数等信息，也可自定义显示内容。 i)i)双向通信功能双向通信功能 携带编码发射器人员遇到紧急情况可向地面监测中心发送紧急呼叫； 井下发生险情时，监测中心也可向某区域或全矿井发送报警撤退信号。 j)j) 矢量放大缩小矢量放大缩小 系统具备图形矢量放大、缩小功能。 k)k) 报表生成报表生成 能生成各种实时信息的动态报表和历史信息的报表，根据要求设置考勤报表， 并能打印。 l)l) 唯一性检测唯一性检测 在副井口检身处设置检卡器以及后台检卡监控电脑组成检卡系统，对每一张卡 的完好性与唯一性进行检测。显示该携卡人员的照片、卡号、单位、工种等基本信 息。 M)M)系统将来可以升级到精确定位系统将来可以升级到精确定位 在已有系统内需要精确定位的区域（如工作面等）增加精确定位分站及接收器， 可以实现人员精确定位功能，实时定位精度可以达到 3 米。 3 设计原则设计原则 KJ69N 矿用人员安全监测系统方案设计遵循以下原则： 3.1 先进性、成熟性先进性、成熟性 使用先进、成熟、实用和具有良好发展前景的技术，使得整个系统既能满足当 前的需求，又能适应未来的发展。 3.2 可靠性可靠性、安全性、安全性 实时监控的不间断性决定了在设计中必须考虑提高系统运行的可靠性，因此， 系统在硬件选型、线路、支撑环境及结构上都选用了高质量的材料，并采用了先进 的防火墙技术，以确保安装的监控主机、分站、接收器、发射器与布线系统，能适 应煤矿井下高温、高湿、瓦斯等严格的工作环境，实现了系统稳定。 3.3 易操作性易操作性 以易于使用的图形人机界面功能，为信息共享与交流、信息资源查询与检索等 提供了有效的工具。 3.4 实时性实时性 分站接收的信息和监控主机显示快速反映，充分满足实时性的需求。 3.5 完整性完整性 提供与各种外界系统通信的功能，确保信息的完整性并充分利用在整体系统的 运作上。 3.6 可查询性可查询性 提供易于使用的数据库功能，让使用者能随时查询信息及制作所需的报表。 3.7 互联性和扩展性互联性和扩展性 充分考虑将来需求的空间，所提供的系统平台与技术充分配合未来功能及扩充 项目的需求，以避免将来重复的投资。标准化、结构化、模块化的设计思想贯彻始 终，奠定了系统开放性、可扩展性、可维护性、可靠性和经济性的基础。 3.8 经济性经济性 在一定的资金资源下，尽可能有效地利用资金，以适当的投入，建立一个尽可 能高水平的、完善的监测系统。所有设备的选型配置和采购订货，坚持性能价格比 最优的原则，同时兼顾供货商的资信度和维修服务能力。 4 设计标准设计标准 GB3836.12000 爆炸性气体环境用电气设备 第 1 部分：通用要求 GB3836.22000 爆炸性气体环境用电气设备 第 2 部分：隔爆型“d” GB3836.32000 爆炸性气体环境用电气设备 第 3 部分：增安型“e” GB3836.42000 爆炸性气体环境用电气设备 第 4 部分：本质安全型“i” GB/T98132000 微型计算机通用规范 GB/T2887-2000 电子计算机场地通用规范 AQ6201-2006 煤矿安全监控系统通用技术要求 AQ6210-2007 煤矿井下作业人员位置监测与管理系统通用技术条件AQ1048- 2007 煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范 MT20990 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求 MT21090 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品基本试验方法 MT/T286-1992 煤矿通信、自动化产品型号编制方法和管理办法 MT/T7721998 煤矿监控系统主要性能测试方法 MT/T8991999 煤矿用信息传输装置通用技术条件 MT/T 1004 煤矿安全生产监控系统通用技术要求 MT/T 1005-2006 矿用分站 MT/T 1007-2006 矿用信息传输接口 MT/T 1008-2006 煤矿安全生产监控系统软件通用技术要求 5 系统组成系统组成 KJ69N 型矿用人员安全监测系统由地面中心站、无线编码发射器、无线数据监 测站、接收探头及电源、电缆、光缆等组成。 根据矿方的实际情况，由于矿方原先已经安装过老 KJ69 人员定位系统，现在只 需要升级改造，升级改造内容为机房配置服务器一台，增加数据接口一台，接收器 和无线编码发射器全部更换。设备清单详见表 1。系统构成如图： 5.1 地面中心站地面中心站 主机选用工业计算机两台，采用双机热备。调度室内配置打印机，可以打印有 关报表和资料。中心站可配置 WEB 浏览服务器，具有网络浏览功能及信息上传功能， 可以通过以太网传输到矿领导、各单位办公室，并且上传到集团公司各部门，实现 信息共享。系统能够对数据进行实时备份和具备灾难恢复功能，能够备份保存至少 一年历史资料，能实时监测监测站和接收器故障。网络版浏览软件可采用 B/S 架构， 客户端无须任何软件。 显示井下各区域目标分布、特定目标所处区域及位置信息，实现目标定位、 跟踪。 实现系统配置、维护与管理，查看、记录、打印系统运行信息。 实现对系统设备的控制与监测，查看、记录、打印系统设备运行信息。 接收各个矿用人员定位分站传回的数据，将信息显示在计算机屏幕上，同 时保存到数据库中，以备随时查询、调阅、回放。 实现对采集数据的分类、统计、提示、告警功能。 5.2 无线编码发射器无线编码发射器 我公司生产的无线编码发射器采用先进的 RFID 射频识别技术，安装方式多样， 与 KJF80 型无线数据监测站配套，可完成对井下人员及机车等动目标的位置监测功 能。该产品为矿用本质安全型，适用于煤矿井下有瓦斯、煤尘爆炸危险的环境。系 统中最多可容纳 8190 个发射器，编码固化不重码。 无线编码发射器有正常工作指示、缺电指示、紧急呼叫指示等。无线编码发射 器的电池电量不足发出报警指示时,需及时(十天之内 )更换电池，否则十天后无线 编码发射器将自动停止工作。监控主机接收到无线编码器缺电信息时会发出显示报 警。 KGE37B 无线编码发射器无线编码发射器 KGE37B 自带电池，该无线编码发射器安装在矿灯绳上（靠近灯盒处） 已申请专利，和矿灯完全结合在一起，此安装方式为最佳方式，可有效 防止一人携带多卡下井的情况发生。 供电电源：由扣式电池供电，一个电池可至少工作半年以上； 工作频率：24022MHz 或 24102MHz； 外形尺寸：(lbh)mm：673014； 重量：约 30g； 防护等级：IP54； 防爆类型：本质安全型； 5.3 本安电源本安电源 KDW16A 为井下数据监测站供电，其后备电池可保证在交流电停电 情况下，数据监测站可连续工作 4 小时以上。 技术参数：技术参数： 输入：AC127V、220V、380V 或 660V。 输出：DC15V8%。 备用电源功能： 转换时间：0S 1 电池容量：12V 4.0Ah，2 节 2 5.4 专用检测仪专用检测仪 CFC1 一般放在灯房内，即可以用来登记临时下井人员，也可以 用 来检测无线编码发射器的好坏，能检测识别卡的故障。 5.5 数据监测站数据监测站 KJF80 KJF80.1 型监测站处理器是以微处理器为核心的智能化矿用电子设备，结合目 前最先进的无线电通信技术，通过 KJF80.2A 无线接收器对无线编码发射器发出的无 线编码信号进行接收处理，可检测出井下人员及机车等动目标的位置、编码等信息， 并可提供开关量信号输出和串行数据信号输出，是 KJ69N 型矿用人员安全监测系统 的主要组成设备，完成对动目标的监测功能。该监测站为矿用本质安全型。 KJF80 监测分站在系统传输信道出现故障时可以保存人员轨迹信息，当传输信 道恢复正常时监测分站的信息能传送到监测主机，保证人员信息存储不间断。 主要技术参数主要技术参数: 工作电压：15V 工作电流：KJF80.1 不大于 100mA KJF80.2A 不大于 75mA 井下无线接收距离：不小于 30m 接口信号: a)开关量输出信号 电压型，负载接拉地流 2mA 时，电压不低于 9V； 1 触点输出（常开或常闭） 2 b)主通讯接口信号：RS-485 防爆型式：矿用本质安全型。 6 主要功能主要功能 6.1 实时监测功能实时监测功能 a）实时监测当前井下总人数； b）实时监测当前井下各区域人数； c)矿井图采用矢量图，可以任意放大缩小； d）实时监测当前各区域、各部门、各工种、各职务的下井人数。 e)位置跟踪：在图上动态显示人员当前位置 f)实时监测当前某些特殊工种或特殊人员下井情况和所处位置； 6.2 查询功能查询功能 a)查询任一指定井下人员或则某部门、职务及工种当前或指定时刻所处位置。 b)查询任一指定井下人员当天或指定日期的活动踪迹； c ) 选定某区域、某分站、某接收器，可以获得当前或历史时刻该位置的人员 信息； d) 选定某区域、某分站、某接收器可以获得经过该区域、分站或接收器所有的 人员通过的时间信息； e) 可对特定的人员进行实时跟踪； f) 可查询各区域、各部门、各工种、各职务在任一历史时刻的人数汇总情况。 g) 能动态显示井下人员的当班或任一历史时刻活动模拟轨迹。 6.3 安全保障功能安全保障功能 a)双向呼叫功能：监控主机和井下人员可以实现双向紧急呼叫。当井下某处发 生紧急情况时，监控主机可以给某区域发送紧急寻呼，让该区域所有人员紧急撤离。 同样，当某人员发生紧急情况时，该人员可以向调度主机发送求救信号，保证该人 员可以及时得救。 b)门禁功能：在井下一些重要峒室、危险场合（如盲巷等）配备 RFID 识别器和 语音站，可有效地阻止人员违章进入，并将违章人员记录在案； c)超时报警功能：人员在井下时间超过给定的时间，自动报警提示并提供相关 人员的名单等信息； d)区域超员报警：特定危险区域超过安全规定人数时，自动报警，可有效地阻 止其他人员继续进入； e)在发生事故和出现紧急状况时，系统地面管控指挥中心能与应急预案联动， 能显示相应事故应急预案，显示避灾路线；能够快速查询井下灾前各时段全部人员 位置和状态，准确掌握被困人员位置及被困人员的全部信息，为抢险指挥部提供所 需要的图形。 6.4 统计考勤功能统计考勤功能 a)可以查询任一班次及时间段各部门下井人数及下井时间 b)可以显示一个月或任一时间段，某部门或某个人的下井考勤情况，并根据工 种、职务、部门等（规定足班时间） ，判断不同类别的人员是否足班。 c)可以显示一个月或任一时间段某部门及某人员的下井时长分布情况，和该时 间段内平均井下时长。 d)显示下井人员确切的下井时间和上井时间，统计井下持续时间 e)可单独统计考核某些特殊工种、职务人员的上下井情况。 f)可以单独考核某部门一个月或任一时间段的所有人员班次考勤总计。 6.5 信息联网功能信息联网功能 KJ69N 人员定位系统通过局域网能实时同步地看到各种监测信息，可以进行各 种查询操作。 a) 工作站模式（C/S）：服务器装服务器软件，相关部门可通过安装工作站软 件浏览信息。 b) WEB 浏览模式（B/S）：在有互联网（或局域网）的情况下，通过建立 WEB 服务器，可以以浏览网页的方式实现信息共享，在客户端无须另加任何软件。 6.6 系统运行状态提示系统运行状态提示（自诊断功能）（自诊断功能） a)当系统监测分站出现故障，分站栏显示由绿色变成红色告警； b)当无线接收器出现故障，提示某分站某接收器无信号； c)当无线编码发射器需要充电时，提前提示该发射器缺电（自带电源式发射器） ； d)当井下交流供电中断时，系统提示直流供电报警； 6.7 操作权限及操作日志操作权限及操作日志 不同的用户拥有不同的操作权限，便于系统的维护，每个值班人员拥有自己的 登录名和密码，交接班时可更换用户。 7 主要技术指标主要技术指标 7.1 系统容量：系统容量： 可连接无线数据监测站 64 个，无线接收器 512 个（每个监测站最多可接 8 个无 线接收器） ，无线编码发射器 8190 个。 7.2 传输方式：传输方式： RS485 主从方式。 7.3 同时读卡数量同时读卡数量 可同时读卡的数量100 卡。 7.4 最大巡检周期最大巡检周期 系统最大巡检周期20s。 7.5 漏读率漏读率 漏读率10-4。 7.6 传输速率传输速率及误码率及误码率 速率 1200bps。传输误码率：10-8。 7.7 地面中心站至数据监测分站传输距离地面中心站至数据监测分站传输距离 电缆传输时最大传输距离不小于 15km。 7.8 数据监测分站至无线接收器传输距离数据监测分站至无线接收器传输距离 最大可达到 1.5km。 7.9 数据监测分站最大有效接收区半径数据监测分站最大有效接收区半径 有效距离 0-100m，位移速度9m/s。 7.10 存储时间存储时间 a) 当主机发生故障时，丢失携卡人员出/入井时刻、出/入重点区域时刻等信息 的时间长度不大于 5min； b）分站存储数据时间不小于 2h，