中煤科工集团重庆设计院项目设计方案.doc

中煤科工集团重庆设计院项目设计方案1.1 系统设计标准本方案依据的标准为：煤矿监控系统总体设计规范煤矿安全规程煤炭工业矿井设计规范爆炸性环境用防爆电气设备通用要求煤矿安全装备基本要求煤矿监控系统中心站软件开发规范煤矿监控系统性能测试方法爆炸性环境用防爆电气设备防爆型电气设备爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术条件矿井通风及安全装备标准矿井通风安全监测装置使用管理规范信息技术设备包括电气设备的安全规范安全技术防范规范工程程序技术规范煤炭调度信息化装备技术规范KJ90NB型煤矿监控系统产品标准AQ 1029-2007煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范AQ 6201-2006煤矿安全监控系统通用技术要求1.2 监控系统选型KJ90NB安全监控系统是在保留传统的KJ90NA系统所有功能的基础上，基于工业以太环网现场总线作为矿井信息传输平台，整个系统利用工业以太网平台和多主并发通讯技术，使系统在通讯速率、可靠性，稳定性、反应时间、扩容接入能力、故障自恢复能力等方面性能较现有传统监控系统有质的提高。系统所采用的技术是从地面局域网技术发展而来，其采用的技术标准和通讯协议都是当今网络应用中十分成熟的通用标准。并针对工业应用恶劣环境进行了特殊设计，使其在实时性、运行稳定性、可靠性、环境适应性、通讯抗干扰、系统容量等性能方面较传统的技术有显著提高，并能很好适应煤矿井下恶劣的生产环境。KJ90NB型煤矿安全监控系统自配套能力强，监控系统的各类设备及监控软件均由重庆煤科院一家研制、生产。产品性价比高，售后服务有保障，能很好的控制监控系统总体质量和性能，控制产品的生产加工周期，对日后产品的升级换代提供可靠保障。1.3 瓦斯监控系统的发展趋势传统的安全监控系统采用总线传输的方式，系统容量受限，通讯平台只能运行特定的系统，反映速度慢，不具备通讯冗余和自恢复功能；易受干扰，运行不稳定；兼容性差；无法实现故障自我诊断，自成系统，数据孤立且重复布线，使用维护工作量大，不能进行综合分析，预警，应急联动。根据各矿近年生产管理的实际需要，还将在矿井原煤生产过程各环节装备一些新的系统。如果继续采用传统的通讯方式，势必又将采用各自独立安装运行方案，造成矿井监控设备布线越来越复杂、系统维护成本越来越大。针对传统系统的缺点，我方以基于工业以太环网现场总线平台的KJ90NB煤矿综合监控系统作为此次投标设备。与传统的系统比较具有相当巨大的优势和在传输速度、质量上的质的飞跃。并能方便实现各系统监测监控数据的综合集成。以直观形象的各种图形方式显示全矿井的生产工艺流程、同时也将方便显示其它诸如矿井瓦斯、矿井人员、矿井抽放、矿井设备运行状况等分类信息。这对提高生产调度管理效率，指导煤矿安全生产具有重要意义。重庆煤科院根据国内煤矿的实际情况，研制开发了以RS485作为通讯协议的普通安全监控系统（KJ90NA）和基于工业以太网传输平台的宽带安全监控系统（KJ90NB）主要参数性能对比：序号技术参数以光端机或接口进行通讯的传统系统以工业以太环网传输平台的系统1系统分站642552通讯速率2400bps2M1000M3系统反应时间30s 3s4通讯模式主从巡检多主并发5手控时间30s 1s6异地控制60s5s7通讯方式RS485/FSK/DPSK工业以太环网+现场总线8协议标准自定义TCP/IP9通讯恢复持续中断自愈0.05s10集成扩展能力弱、不方便强、方便11主通讯线路阻燃电缆阻燃光纤12防雷效果加避雷器，一般不须避雷器，很好13辅助传输装置串口，须专用接口网口，不需设备14主线路共享性所有子系统独立成套所有系统共享线路15一次性投入一般偏高16间接性投入高低17监控主机工控机工控机或服务器1.4 KJ90NB煤矿安全监控系统结构由于KJ90NB煤矿安全监控系统采用先进的分布式处理模式，能充分发挥各部分设备的性能优势，结构简洁，可操作性强，便于系统的日常维护及管理。系统主干连接为树型结构，安装扩展简单。因此本方案设计为分层结构（如Error! Reference source not found.），具体组成如下：图 21：KJ90NB瓦斯监控系统结构图A地面监控中心站及网络终端等，是整个监控系统的核心，负责整个系统设备及监测数据的管理、定义配置、实时数据采集、分析处理、统计存储、屏幕显示、查询打印、实时控制、远程传输、画面编辑、网络通讯等任务。网络终端完成系统监测信息异地实时共享，能够以文本或图形方式显示安全生产信息，查询各类报表数据，监测信息可以在调度大屏上轮换显示。地面监控中心站及网络终端等设备之间的连接采用局域网方式；地面监控中心主要有主控机(备用机)、网络交换机、报表打印机、UPS电源、避雷器等设备；系统监控地面中心站采用全网络化结构，便于实时监测信息、图象信息及文件共享。网络构成为Ethernet以太局域网，通信协议为TCP/IP、NETBUI、SPX/IPX等。B系列化智能监控分站。主要完成对所监测的传感器数据采集、数据预处理、分类显示、报警、断电控制、与地面监控中心站的数据通讯、所接传感器的集中供电等；C各类模拟量传感器、开关量传感器及断电控制器等设备，是整个监测系统最前沿的终端设备，负责对各监测点的物理数据采集、就地显示、超限报警、信号传输、对监控分站控制指令的执行等。1.5 KJ90NB安全监控系统特点主要监测井上、下的各测点的环境参数(瓦斯、一氧化碳、风速等)和主要生产设备运行状态。在一些重要的地点安装传感器后，一些环境参数和运行状态可以直接在地面中心站上反映出来，减少了井下有关的检查和值班人员，帮助领导和调度员及时掌握安全生产情况，发现安全隐患时及时通知有关人员处理，使值班人员能够及时了解工作面的有安全环境参数的变化情况，对于存在的隐患能够迅速作出处理决策，避免可能发生的事故。因此整个系统在保障安全，提高生产效率等方面将发挥重要作用。具体表现如下： 软件方面KJ90NB型煤矿安全监控系统的软件，包括其系统主控软件、网络终端软件、报表查询处理软件、作图软件、图形工作站软件等。随着计算机技术和软件开发技术的发展而不断升级换代，已发展到现在的WIN2000/2003，是目前国内煤矿监控系统最先进的监控软件之一。由于在软件开发过程中采用了先进的可视化面向对象程序设计技术、多线程、动态链接库及对象嵌入技术，使得系统的模块化程度进一步提高，可适应不同用户对系统规模的要求，有很高的扩展性和开放性；由于系统运行于WIN2000/2003多任务环境，并在数据通讯方面采用了动态链接库及多线程技术。实现了真正的实时响应及前后台监测数据的无缝链接；监控数据采用先进的变值变态存储技术，存储时间长，可大10年以上。主控机软件有一个控制软件包，为用户提供以选择方式编制各种自动控制方案的功能，从而为实现远程异地自动控制和数字逻辑运算提供可靠手段。异地控制与监控分站和智能传感器输出控制组成三重控制，从而保证瓦斯超限断电，万无一失；系统对各分站监测点的瓦斯浓度或其它模拟量参数每天形成班、日报表，并形成瓦斯浓度及其它模拟量参数的分析趋势图，可随时查询打印；开关量每天形成班、日报表。联机定义或修改系统中的各种传感器、分站及控制器的类型、安装位置及控制通道。对模拟量传感器的上下限报警、断电值可多级别定义。系统配置灵活，允许用户随时接入或删除分站、传感器、断电器。软件支持无缝挂接重庆煤科院十五攻关项目研制开发的矿井瓦斯灾害预警系统模块，使矿井安全可以实现超前预测预报。软件支持强大的语音报警功能和短信报警功能。（需增加相应硬件设备） 硬件方面煤炭科学研究总院重庆煤科院是从事煤矿安全技术的专业研究院，有很强的技术实力，具有独特的技术优势，运用于系统的井下设备在质量及性能方面在国内属一流，而且我们一直在跟踪当今先进技术，不断地完善和发展；系统监控分站、电源开发了各种型号规格，形成了大、中型一体化及分体式等系列，可满足不同需求，且在产品体积、重量、性能方面较同类产品具有较大优势。在各类传感器及断电器方面KJ90NB型煤矿监控系统是国内自配套性最强的系统，其各类传感器、断电器全部由自己生产制造，传感器种类齐全，断电器有多种系列可以选用，完全能满足用户的不同需要，不但如此，我们生产的各类传感器、断电器等还给国内许多系统配套，在市场上占有很大的份额，许多传感器如瓦斯、风速、烟雾、CO等属国家“六五”、“七五”、“八五”、“九五”攻关成果，具有很高的性价比。监控分站及传感器实现了智能化，调校均采用红外遥控方式，操作简单方便。分站含备用电源，当交流断电时，分站与传感器由备用电源供电，可连续供电2小时以上。系统分站有多种系列供用户优化配置，分站初始化后，可存储地面中心站对该分站的报警断电等控制设置，而且分站可以就地通过红外遥控器进行手动初始化。在井下分站完全断电情况下之后恢复供电，即使井下分站与地面中心站失去通讯联络，分站也能够继续、独立地进行工作，自动恢复记忆，按照事先给定的要求实现瓦斯超限断电报警、断电和复电控制功能，断电逻辑可实现瓦斯风电闭锁装置和瓦斯断电仪的全部功能。断电距离大于2.5Km，分站断电时间小于2S。井下监控分站设计有高可靠性的保护电路和程序纠错功能，在分站出现故障时，可在极短的时间内自动复位并重新启动单片机投入运行；即使分站仍不能正常运行，也可自动脱离系统，不影响其它分站正常工作。分站模拟量与开关量可以随意互换。不受口的限制，充分提高了分站端口的利用率，使系统设计更加优化。监控分站支持一根四芯电缆带2台传感器的应用，可节省大量电缆，减少施工量和维护量。监控分站具有智能接口，通过一根传输电缆可挂接8个智能设备。系统与井下失去通讯联络时，分站能存储最新两小时数据，恢复通讯后可将此数据传回中心站主机，以弥补历史数据。分站具备故障闭锁功能；当与闭锁控制有关的监控设备未投入正常运行或故障时，立即切断相关电源并闭锁；当与闭锁控制有关的监控设备工作正常并稳定运行后，自动解锁。电路设计时，对分站所有与外界联系的输入输出电路部分增加了安全栅隔离电路及保护电路，以防误接线或线路信号异常等外界因素对分站造成的损害，使得系统的可靠性得以进一步提高。使用的各类传感器全是矿用本质安全型产品，智能高、低浓度瓦斯传感器采用红外遥控调校，工作电流70mA，催化元件的寿命大于1年，调校期大于一个月，传输距离最大可达2.5Km且可以不带新鲜空气在井下进行调零。具有抗H2S中毒的功能。煤炭科学研究总院重庆煤科院推出了先进的红外瓦斯传感器，其使用寿命、调校周期、检测反应时间等关键参数较传统的热催化检测原理有显著提高。为煤矿加强对瓦斯检测员的有效管理，系统支持接入瓦斯电子显示排版装置，在地面监控软件上实时记录每个瓦斯检员每班的工作情况。系统配接有断电馈电传感器，使系统控制断电的执行情况有反馈，一旦发生断电执行有误，系统将立即实现报警提示。此外，可以连接电流、电压、功率等模拟量类传感器；还可监测设备开停、风门、馈电状态、风筒、烟雾、电网刀闸等开关量传感器。1.6 系统实现的主要功能 地面中心站部分操作采用全汉字菜单及窗口提示。配有（智能）全拼、双拼、五笔及区位码等多种汉字输入方法，人机界面友好，全面遵循WINDOWS窗口风格。鼠标操作，通用性好，可操作性强。监测图页静态和动态编辑作图对用户开放，支持多种图形格式，鼠标和键盘均可操作。全面支持实时多任务。在系统进行实时数据采集的同时，系统可进行记录、显示、分析运算、超限报警控制、查询、编辑、动态定义、网络通信、绘制图形和曲线并打印实时报表、超限报表和班、日、月报表等工作。屏幕显示为页面式，图形文本兼容，每页显示的信息由用户自行定义编制，直至屏幕显示满为止，显示页可随意调出。在监测显示画面中，可对数值、转动、位移、断电状态、馈电状态、设备开停状态、风门开关状态、报警信息、往返、仓位、流量、电量等根据监测量实现功能强大的模拟动画显示。KJ90NB型矿井综合安全监控系统中心站及网络终端以局域网（NT）方式联网运行， 使网上所有终端在使用权限范围内都能共享监测信息和系统综合分析信息、查询各类数据报表，网络通信协议支持TCP/IP、NETBUI等。可以在地面中心站连续集中监测处理多种环境和工况参数，模拟量和开关量可实现任意互换。监控软件提供有控制软件包，控制逻辑可由用户设置编排。具有井下任一分站的测点超限而由另一台分站控制断电的异地交叉断电功能。同时还具有传感器就地、分站程控、中心站手控三级断电能力，并具有风、电、瓦斯闭锁功能。在紧急情况下，系统操作人员可在地面中心站向井下分站直接发送控制命令，从而控制井下电器设备的断电或声光报警。KJ90NB型矿井综合安全监控系统对采集到的数据进行实时分析处理，以数值、曲线、柱图等多种形式进行屏幕查询显示和打印，并形成相应的历史统计数据(每个模拟量测点的最大值、最小值、平均值；每个模拟量测点24小时内的最大值、最小值、平均值及确切时间；每个模拟量测点超限或故障的时间及次数累计值；每个开关量测点24小时内的开停及故障累计次数和累计时间)，系统采用变值变态存储技术，可存储十年以上的历史数据，供有关人员随时查阅和打印。KJ90NB型矿井综合安全监控系统具有很强的自检诊断功能，能及时发现系统自身配置设备事故，并在屏幕上以文本或图形方式直观显示，同时发出报警，并指出故障位置和原因。还能在屏幕实时弹出信息窗，供维护人员查询打印，并将其记入运行报告文件。可查询非正常状态的开始时间及持续时间。具有人机对话功能：通过主控软件修改井下分站号、设定断电参数、设定报警参数等。KJ90NB型矿井综合安全监控系统提供有采样间隔最少1秒的数据实时密采功能，并且实时密采数据可每天连续存储，至少存储1年的实时数据。KJ90NB型矿井综合安全监控系统对各分站监测点的瓦斯浓度或其它模拟量参数每天形成班、日报表，并形成瓦斯浓度及其它模拟量参数的分析趋势图，可随时查询打印；开关量每天形成班、日报表。联机定义或修改系统中的各种传感器、分站及控制器的类型、安装位置及控制通道。对模拟量传感器的上下限报警、断电值可多级别定义。系统配置灵活，允许用户随时接入或删除分站、传感器、断电器。 KJ90NB型矿井综合安全监控系统具有良好的开发性和扩展性，集成方式灵活，用户可根据实际需要进行扩展。可扩展接入诸如瓦斯抽放、工业电视、电网监测等多个子系统，形成一套集安全监控、生产调度管理、局矿办公自动化网络于一体的计算机监控网络综合系统。有广域网接口，易于形成互联网络。KJ90NB型矿井综合安全监控系统表格丰富，格式可由用户任意编排，或由矿方提供具体报表格式，以满足各监测管理数据报表的形成输出。KJ90NB型矿井综合安全监控系统组态方式灵活，监控主机对分站采用主从队列两种扫描方式，操作员按照需要对各分站安排不同的采样周期，实现对重点分站加以监控。KJ90NB型矿井综合安全监控系统监测处理参数的类型丰富，模拟量有瓦斯、风速、负压、温湿度、CO、氧气、烟雾、水位、电流、电压、功率、煤位等；开关量有设备开停、风门开关、馈电状态、电网刀闸等。监控软件具有很强的作图能力，并提供有相应的图形库，操作员可在不间断监测的同时，容易地实现联机并完成图形编辑、绘制和修改。KJ90NB型矿井综合安全监控系统软件设有多级口令保护，只有授权人员才能登录操作，有效防止了系统数据的损坏和病毒感染。软件运行可靠性高。误操作时有声音、对话框提示。在实时监视画面，可对屏幕任意显示测点单击鼠标右键，弹出快捷菜单，快速的查询该点的数据、曲线、定义、运行状况等信息。查询可同时显示六个测点的曲线并可通过游标获取相应的数值及时间，显示曲线可进行横向或纵向放大。查询时间段可任意设定(最小一个小时，最大一个月)。同时提供有对曲线的分析、注释文字编辑框。断电控制具有回控指令比较，可确保可靠断电，当监测到馈电状态与系统发出的断电指令不符时能够实现报警和记录。 系统其它方面在分站电路设计时，对分站所有与外界联系的输入输出电路部分增加了安全栅隔离电路及保护电路，以防误接线或线路信号异常等外界因素对分站造成的损害，使得系统的可靠性得以进一步提高。KJ90NB型矿井综合安全监控系统具有线路智能化管理，具有对系统本身的运行状态和故障状态进行自诊功能，能及时发现和记录系统配置设备及软件运行故障，及时发出故障报警信号，并以图文方式显示故障类型、位置和原由，具有故障自动截支功能，并在支路故障排除后自动恢复支路通讯。井下使用的各类传感器全是矿用本质安全型产品，智能低浓度瓦斯传感器采用红外遥控调校，工作电流70mA，催化元件的寿命大于一年半，调校期大于一个月，传输距离可达2.5Km且可以不带新鲜空气在井下进行调零。具有抗H2S中毒的功能。1.7 系统软件部分界面图 22软件界面图 23软件界面图 24软件界面图 25软件界面1.8 系统技术指标系统的容量：255个以上分站，输入端口：4096点，控制输出：2048点；传输距离：分站至防爆交换机的距离5Km，分站至传感器最大距离2.5Km；传输电缆：模拟量传感器电缆4芯（可接两个传感器），开关量传感器电缆2芯；通讯恢复：自愈0.5s ，反应时间：3s；分站电源箱容量（模拟量、开关量任意互换）KJ90-F16中分站：输入端口：16点；控制输出：8点；KJ90-F8中分站：输入端口：8点；控制输出：4点；分站电源箱输入输出电压交流输入电压：36V、127V、220V、380V、660V （-25%，+15%）可选本安直流输出电压：18V/350mA、12V/450mA；分站电源箱整机最大功率：小于50W；传感器信号制：模拟量：（200-1000）Hz，1-5mA或4-20mA；开关量：1mA(停)/5mA(开)或触点断电容量：36V/5A、660V/0.3A；主要监测参数低沼-（04）%或（010）%高低沼-（040）%或（0100）%一氧化碳-（0500）ppm风速-（0.315）m/s温度-（050）负压-（-50）Kpa正压-(0-5) Kpa水位-（05）m此外，可以连接电流、电压、功率等模拟量类传感器；还可监测设备开停、风门、馈电状态、风筒、烟雾、电网刀闸等开关量传感器。1.9 主要传感器布置1.9.1 工作面传感器布置注：如果采用两条回风巷道的采煤工作面按照T1、T2设置，增加两台瓦斯传感器T5、T6。1.9.2 掘进巷道传感器布置注：采用双巷道掘进在两个掘进同时按T1、T2设置，并在两个掘进巷道回风混合巷增加一台瓦斯传感器。1.9.3 采区、一翼、总回风巷传感器设置注：1、在采区回风、一翼回风、总回风巷内临时施工的电气设备上方设置瓦斯传感器。2、兼做回风井的装有带式输送机的井筒内必须设置瓦斯传感器。1.9.4 机电硐室传感器设置1.9.5 其他地方传感器设置1.9.5.1 煤仓传感器布置井下煤仓、地面选煤厂上方应设置瓦斯传感器；采用架线机车的主要运输巷道装煤点设置瓦斯传感器；封闭的地面选煤厂机房内上方设置瓦斯传感器。1.9.5.2 带式输送机传感器设置兼做回风井的装有带式输送机的井筒内必须设置瓦斯传感器；带式输送机滚筒下风侧1015米设置烟雾传感器。2 KJ251A人员管理系统2.1 系统概述随着国家对煤矿安全生产的日益重视以及国家安监局对全国煤矿建立完善监测监控、人员定位、紧急避险、压风自救、供水施救和通信联络等井下安全避险六大系统的要求，入井人员的管理系统的日常出入井人员管理、考勤管理、定位搜救越来越重要。KJ251A煤矿人员管理系统就是为了满足这种需求而专门开发的。系统采用先进的远距离无线射频识别技术和远程通讯技术，由地面管理计算机及软件、地面大屏显示屏、人员定位分站、读卡器及人员标识卡等组成。可实现对矿井入井人员的实时监测、跟踪定位、轨迹回放、爆破闭锁、考勤统计、报表查询等功能。2.2 系统设计原则及依据在设计过程中始终遵循可靠性、先进性、实用性、可扩展性及开放性原则，以满足矿井人员管理系统整体的需要，并为建设数字化矿山打下坚实的基础。整个系统设计和制造应执行最新版国家标准（GB）和行业标准。 煤矿安全规程 煤炭工业矿井设计规范 煤矿井下作业人员管理系统通用技术要求AQ62102007 煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范AQ10482007 煤矿安全生产监控系统通用技术条件MT/T1004-2006 煤矿安全生产监控系统软件通用技术要求MT/T1008-2006 矿用分站MT/T1005-2006 矿用信号转换器MT/T1006-2006 矿用信息传输接口MT/T1007-2006 煤矿监控系统线路避雷器MT/T1032-2007 矿用光纤接、分线盒MT/T1033-2007 爆炸性环境用防爆电气设备通用要求 爆炸性环境用防爆电气设备防爆型电气设备 爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备 煤矿监控系统性能测试方法 建筑物电子信息系统防雷技术规范GB50343-2004 电子计算机机房设计规范GB50174-93 电子计算机场地通用规范GB/T 2887-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第1部分：通用要求GB3836.12000 爆炸性气体环境用电气设备 第2部分：隔爆型“d”GB3836.22000 爆炸性气体环境用电气设备 第3部分：增安型“e”GB 3836.3-2000 爆炸性气体环境用电气设备 第4部分：本质安全型“i”GB3836.42000 微型计算机通用规范GB/T98132000 电子计算机场地通用规范GB/T2887-2000 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求MT20990 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品基本试验方法MT21090 煤矿通信、自动化产品型号编制方法和管理办法MT/T286-1992 煤矿监控系统主要性能测试方法MT/T7721998 煤矿用信息传输装置通用技术条件MT/T89919992.3 系统组成结构系统主要由监控计算机、系统软件、检卡显示器、数据接口、人员定位分站、读卡器、人员标识卡等组成。监控主机：负责整个系统设备及人员检测数据的管理、分站实时数据通讯、统计存储、屏幕显示、查询打印、画面编辑、网络通讯等任务。系统软件：完成人员信息编码采集、识别、加工、显示、存储、查询和报表打印。检卡系统：用于出入井口检测人员标识卡是否完好。人员定位分站：通过与读卡器的有线通讯，实时获取人员编码数据（可本地显示）。读卡器：接收标识卡发出的无线人员编码信号、向信号覆盖区域内的所有标识卡进行“群呼”及向信号覆盖区域内的某张标识卡进行“寻呼”（双向通讯功能）。人员标识卡：承载唯一的人员编码信息，当被无线信号激活后，将编码数据发送给读卡器。设计紧急呼叫按钮，在紧急情况上可以向地面监控中心发射紧急求救信号。KJ251A煤矿人员管理系统结构图 21人员管理系统组成结构2.4 读卡器布点原则按照AQ10482007 煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范对矿井人员管理系统进行设计，其读卡器布点原则如下：每个各出入井口各设置两台读卡器用于监测出入井人员情况，主要入井口增加一台，并对主要入员入井口增加一台显示牌，用于直观显示人员编码信息。每个行人井底都需要布置接收器，且井底人员经过的各个巷道口都需要布置，保证人员下井数量和时间的准确；采煤工作面进风巷道和回风巷道各设置两台读卡器，用于监测该工作面内人员情况；掘进巷道一般设置两台读卡器，对于超过1000M巷道增加一台读卡器，用于监测各掘进巷道内人员情况；对于特殊区域入口设置一台读卡器，如、炸药库入口、重点危险巷道等，用于检测是否有人员进入，并报警；对于采取多煤层开采、多采区或者两翼开采的矿井，在每一个大的区域进出口设置一台读卡器，用于检测某一人员进入了那一个大的区域。各行人大巷可以在大巷口和大巷尾各布置接收器。井下各个主要人员必经的巷道口建议布置接收器。各人员集中区域（如车场，机头机尾、变电所等）建议布置接收器。2.5 系统功能说明2.5.1 实时监测功能该功能是本套系统定位部分的核心功能，使用本功能可以实时跟踪到特定人员的当前井下位置，当天上班途经的地点和时间，在各位置的滞留时间，并可对其运行轨迹在巷道分布图上进行形象直观的回放。使用该功能可以对特定人员进行迅速定位，核查相关领导是否进行了跟班作业，监督特殊工种；对于井下特定位置财物遗失和损坏可以圈定相关责任人；事故发生时，可以迅速确定相关遇险人员的数量，最近出现位置和时间，为事故抢险提供可靠依据；事故抢险过程中，地面指挥人员可以在第一时间知道抢险人员与被困人员当前所在位置，为事故的抢险赢得宝贵时间；事故发生后可以根据该系统保留的历史数据，进行事故分析和责任界定提供参考依据； 选择跟踪：本功能对任意指定编号或者姓名的员工进行实时跟踪（可对跟踪人员进行增减）；指定人员一旦在井下移动了位置，可以第一时间进行自动报告。这对于监督特殊工种当前的作业状况非常实用，是调度人员有用的跟踪工具。 实时跟踪：本功能对当前经过读卡器的人员进行实时显示；可以知道当前指定时间内处于活动状态的员工。直观形象的表示出人员的实时流动状况。 个人定位：此功能是在巷道布置图上快速的标识出特定人员的位置。与位置查询功能是一个互补。位置查询是以文本报表方式提交给用户，而个人定位是将结果以图形的方式展现。 班中餐统计：传统的送班中餐因为不能准确知道对应地点的准确人数，造成送饭工工作不便，造成个别工人无法及时就餐，甚至吃不上班中餐。严重影响工人的身体健康和安全生产。有了该功能后，给后勤服务提供了及时可靠，准确的信息。在某些矿井是采用班中餐补贴的方式，使用该功能可以自动统计，计算工人对应的补贴。2.5.2 查询功能 上下井人数查询：可以指定任意时间段，任意部门上下井人数情况统计和明细。便于管理人员进行统计分析。 井下员工查询：可以按照自定义组合条件查询出井下员工当前位置和来源位置及滞留时间。可以方便的打印相关报表和导出为EXCEL文件。使用此功能可以动态掌握当前井下员工的信息。 员工分布查询：对井下分布各分站进行相关统计，点击相关地址可以获得分布人员明细； 活动轨迹查询：本功能可对下井人员任意时间的活动轨迹进行查询。 位置查询：本功能可对指定人员当前井下位置进行查询。 分站人员查询：查询特定分站上当前人员的信息，来源地以及滞留时间；知道某个特定工作面附近分布的人数及时间。当事故出现时，为特定区域人数统计和明细提供依据。 区域员工查询：可以任意设置和管理相关采掘区域，自动进行区域人数统计。使管理人员可以方便的知道特定区域的工作人数。点击相应区域可以获得相关人员明细。 未到达区域查询：此功能用以督察和考核相关领导跟班情况，特殊工种是否循检了其工作范围的所有区域。点击相关状态，可以得到到达人员和工作的明细记录。使监督考核变得简单可行。 员工异常查询：一旦员工在井下发生事故，或者超过最大额定工作时间和最大不活跃程度数。软件将进行无条件报警。强行通告管理人员，必须进行核查该人的实际情况，排除安全隐患后，方能自动解除报警。2.5.3 安全保障功能 超时员工报警：在人员定位系统设计中使用了多种报警机制。可以根据矿方的实际工作情况设定额定工作时间。在超过正常工作时间范围，此人如果没有上井，软件自动在此人最后出现的地方以人员超时图标进行提示，并为此人提供当天的详细运行记录报表。 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； 门禁功能：在井下一些重要峒室、危险场合（如盲巷等）配备识别器和语音站,可有效地阻止人员违章进入，并将违章人员记录在案。2.5.4 考勤功能 井下人数统计：对当前和当天下井人数进行汇总；使领导及时把握全矿下井人员情况；此统计人数可自定义显示在图形界面上。 部门考勤查询：(可灵活分为日、月考勤查询)可按部门及各种指定条件进行人员的出勤情况查询，如：编号、姓名、班次、工种、部门等查询条件；可按任意条件自动排序；方便的打印和导出EXCEL； 员工考勤查询：(可灵活分为日、月考勤查询)可按各种指定条件进行人员的出勤情况查询，如：编号、姓名、班次、工种、部门等查询条件；可以按任意条件自动排序；方便的打印和导出EXCEL； 干部考勤查询：对当天所有干部的出勤情况进行查询显示； 对比考勤查询：查询出某个员工基本信息（姓名、帽编号、腰牌号等）以及通过两个编号分别考勤出来的时间进行对比显示。便于兼容矿方现有考勤系统进行多种核对。 员工个人下井统计：对员工某个时间段的下井班次、井下时间进行查询，统计累计工作时间； 休假员工查询：对休假（包括病假、事假、产假、婚假、法定假日等）的员工进行查询； 部门月考勤查询：查询出某个部门员工一个月的出勤详细情况，同时根据所设定的津贴等级，工资计算公式，计算对应的津贴； 干部月考勤查询：查询某个级别的干部一个月的出勤详细情况；便于对干部进行单独考核，并且根据对应权限管理，只有特定人员才能使用本功能。 全矿日考勤统计：对全矿的出勤情况进行汇总，便于考勤值班人员使用。 中断考勤归并：此功能是为特殊异常情况做准备。使用此功能可以进行手动补录，便于灵活管理。 部门工时统计：很多矿的实际工资结算是按部门按班次和工时进行。使用本功能方便地统计了该部门的各种工时明细，并根据工资计算公式进行工资汇总计算。根据矿方的实际需要可以向第三方提供计算结果。 员工工时管理：每个矿对工人的上班情况进行了不同的界定，使用工时管理可以给某个员工进行工时追加与扣减，做到奖惩分明。 考勤转移：因为工人的标识卡无可避免存在损坏的情况，为了便于考勤管理，我们提供考勤转移，使其前后两张卡的记录能非常快捷的归并到同一卡上，避免给值班人员管理带来不便。2.5.5 信息联网功能人员位置监测与管理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,支持TCP/IP协议。工作站模式：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。WEB浏览模式：在有互联网（或局域网）的情况下，通过在局域网内建立WEB发布服务器，可以通过浏览网页的方式实现信息共享，任意连入局域网的计算机无须另加任何软件，只需输入用户名和密码即可访问。2.5.6 系统运行状态提示功能 分站信息查询：硬件设备的通讯质量决定了系统运行的可靠度。在此报表中，可以非常明确的查询设备相关的空间属性、时间属性和状态，便于设备抢修。在图形功能模块上对通讯状况做了友好的动态提示。 分站异常查询：此功能提供运行记录报告。用户可以方便的查阅设备的运行状况。并提供了分类异常查询功能，可以很快的区分设备故障，开始时间和终止时间。并且必须进行逐一确认才能解除报警，否则报警状态一直延续。 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； 当无线接收器出现故障，提示某分站某接收器无信号； 当无线编码发射器需要更换电池时，提前提示该发射器缺电； 当井下交流供电中断时，系统提示直流供电报警；2.5.7 操作权限及操作日志功能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。系统中每次修改参数及开出控制等都将登录名、操作项目、操作时间自动记录在操作日志中，便于规范值班人员的日常操作。当系统出现故障时，可以分析故障产生的原因。 修改密码：当前登陆用户修改自己登陆密码。在密码存储中采用国际标准MD5算法，数据传递过程中使用加密传递，确保信息安全； 系统设置：使用该功能主要完成基本设置，权限设置和显示设置三个部分。对整个界面的基本表达方式，使用权限进行个性化定制，充分体现人性化； 操作日志管理：任意用户在授权情况下对数据和系统设置做的任意更改，都进行了日志操作记录，便于系统管理员进行审核，维护数据的完整性和安全性； 示意图选择：图形显示模块中的巷道布置图可以根据每个用户的需要实现自定义选择和轮循显示，提供多个层次的表达方式； 作图：解决了设备布置在图层上的动态定义难的问题。授权人员在任意地方任意时间可以根据实际情况进行图层在线编辑和发布； 最大化示意图：如果矿端采用专门的图形机或者大屏时，可以直接使用本功能进行投影放大，使整个系统更加明了简洁； 注销登录：当前用户更换权限时使用；2.5.8 管理设置功能专门为维护矿上人事结构和组织结构服务，为考勤和定位功能进行基本信息提供。 部门管理：可以进行部门查询、新建、修改、删除四大功能； 职务管理：可以进行职务查询、新建、修改、删除四大功能； 职称管理：可以进行职称查询、新建、修改、删除四大功能； 工种管理：可以进行工种查询、新建、修改、删除四大功能； 采面管理：可以进行采面分站关联的查询、新建、修改、删除； 班次设置：可以进行班次查询、新建、修改、删除四大功能； 津贴管理：可以进行津贴查询、新建、修改、删除四大功能；2.5.9 员工管理功能 整个人员定位系统的主体是人，所以“员工管理”功能是必不可缺少的。为了充分和现阶段各个矿上的系统相适应，该功能可以方便的使用矿上已有的人力资源管理数据，也可以使用本系统进行自建人员信息数据库。在独立与兼容方面做了最大程度上的无缝融合。 员工资料查询：提供非常便捷的员工背景资料信息； 新建员工信息：为一个员工建立对应的背景资料； 修改员工信息：当员工的背景资料发生改变后，进行修改； 删除员工信息：删除对应员工的背景资料； 员工生日查询：对指定时间段、指定员工姓名、指定部门进行员工生日查询处理； 标识卡管理：当标识卡损坏或转移后使用本功能； 员工资料查询：可按照任意指定条件进行员工资料查询；2.5.10 矢量图功能 提供丰富的表示方式。系统图采用SVG矢量图形格式，支持界面无闪烁刷新，无极放大和缩小，具备任意漫游功能。调出整幅画面85%的响应时间应小于2S，其余画面小于5S。根据图形的局部细化可以知道矿井巷道分布，各巷道的人员分布，人员的滞留时间。直观的显示设备的通讯状况。当有人员超时或通讯异常时动态模拟图实现不同的图形符号闪烁显示（同时系统会自动声光报警）。2.5.11 双向通讯（求救功能）功能携带编码发射器并且在区域范围内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，监测中心也可向在区域范围内的人员发送报警撤退信号； 井下实时求救信息的主界面报警 对历史求救信息的查询功能查询井下的求救信息，通过选择时间段和输入卡号查询相关的求救信息，以上图例显示了，卡号为4242的员工于2008-7-20日发出了多次求救信息。 对实时求救人员的查询功能（与主界面报警内容相同） 查询下发命令相关信息的功能查询历史下发命令的信息，通过该功能可以查询出各个时间段，下发的命令情况以及各个命令的执行情况我处理结果。 新建下发命令的功能使用该功能发送命令，命令包括“回电话”“撤离”等，命令建立后即可通知到井下人员。命令执行成功后，也使用该功能对命令进行撤消。2.5.12 自诊断功能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，在系统出现故障时，能够提示报警。2.5.13 数据自动恢复功能井下人员定位分站与地面中心站失去联系时，分站仍能独立工作，自动存储人员监测数据，当通讯恢复后监控主机可提取数据自动完成数据修复，存储数据大于4小时，存储数据大于4000条。2.5.14 便携式检测仪功能井下人员持便携式检测仪FDY50可以检测当前区域的人员数量等信息，同时也可对每一张卡的完好性，显示该携卡人员的卡号、单位、工种等基本信息。2.5.15 三级联网功能系统具备矿到分公司，以及矿到集团公司的三级联网功能，集团公司能随时查询各矿井下作业人员情况。2.5.16 领导带班功能领导带班功能事先排定的哪每天由哪些矿领导下井跟班后，可以使用该功能查询这些跟班的矿领是否跟班，跟班是否异常等。2.5.17 巡更稽查功能排定指定的区域某个班由哪些安检员、瓦检员、跟班队干等。系统通过排定的班次，判定跟班人员是否正常。对指定工种（如“瓦检员”、“安检员”）进行编排，设定某些区域是必须巡查的地方，使用该功能查看人员是否巡查到位；查询某工种（或单个人）到各个位置的巡查情况。2.5.18 系统其他扩展功能系统软件架构采用了面向对象与模块化设计技术，使得软件的功能扩展能力较强、添加灵活、重复开发工作量小、各软件功能模块的耦合度降低、扩展方便。比如与劳资系统对接：KJ251A煤矿人员管理系统留有众多的标准接口(如人力资源信息接口，财务电算法接口，联机分析接口等)为软件的进一步升级和企业信息化建设服务。模块能根据运行轨迹自动分析井上井下工，根据规则进行兑工，合并相同班次，统计各种班次的详细信息，节假日加班情况，并可以根据需要获得授权后进行工时的加减，灵活设置公休等工作。从而将办事员从烦琐的数据处理中解脱出来，从源头上杜绝了职工多报井下工，混工，送人情工等问题，请假手续也变的相对简捷。KJ251A煤矿人员管理系统与工资结算系统的衔接示意图如下所示：22工资结算系统的衔接示意图2.6 主要技术参数 传输方式RS485通讯 系统容量系统容量：64台分站；每台分站可接入1-8台读卡器；监测人员总数：65535个。 发射器固定方式双向卡：腰卡（带传呼、求救功能）单向卡：矿帽、矿灯固定方式车载卡：固定于机车 无线工作频率2.4GHz，符合AQ6210-2007有关标准要求。 无线发射功率读卡器识别范围：0-100m（可调）。 识别卡电池寿命我院生产的双向人员识别卡均为可更换电池供电设计：使用寿命：1年我院生产的单向人员识别卡均为可更换电池供电设计：使用寿命：2年 同时读卡数量KJ251A矿井人员管理系统并发识别数量：200个识别卡。 最大巡检周期系统最大巡检周期30S。 漏读率漏读率10-4。 传输误码率传输误码率：10-8 传输距离地面中心站至分站20km分站至读卡器2.5km 无线编码接收器最大有效接收区半径读卡器识别范围：0-100m（可调），识别移动目标的最大位移速度80Km/h。 存储时间井下人员定位分站与地面中心站失去联系时，分站仍能独立工作，自动存储人员监测数据，当通讯恢复后监控主机可提取数据自动完成数据修复，存储数据大于4小时，存储数据大于4000条。 画面响应时间调出整幅画面85%的响应时间不大于2s，其余画面应小于5s。 双机切换时间从工作主机故障到备用主机投入正常工作时间小于5s。 备用电源工作时间在电网停电后，系统备用电源应能保证系统连续监控时间不小于2h。 系统时钟系统的主机、无线数据监测站、无线编码接收器具有计时功能，系统具有时钟校准功能。 防雷工具及措施通讯系统防雷包括由户外引至户内的通讯线路,主要线路包括网络通讯线路、专线等。对于采用专用通信电缆由户外进入机房的系统需要做防雷保护。同时对电源也做了防雷措施。 采用新技术、新工艺、新材料的情况双向卡方便实现井下求救信息发送到地面，实现地面群发功能；实现将人员定位与放炮管理有机结合，实现安全放炮；开发地面人员身份确认系统，方便实现入井人员身份确认，达到考勤准确可靠；地面电子显示屏，方便实现出入井人员确认出入井记录。452.7 主要设备技术参数2.7.1 KJ251-F8型人员定位分站设备技术说明：KJ251-F8型人员管理分站是以32位单片计算机为主要部件的智能化产品。具有无线数据采集、存储、处理、显示、断电控制、红外遥控及远距离通讯等功能。该产品是通过对远距离移动、静止目标进行非接触式信息采集处理，实现对人、车、物在不同状态（移动、静止）下的自动识别，从而实现目标的自动化管理。功能特点：该产品采用全新的嵌入式微处理器和嵌入式软件进行设计，具有本质安全型设计、环境适应性强、可同时采集8台读卡器、便于网络连接等性能优点。该产品能很好与现有煤矿监控系统兼容，完全可以满足煤矿井下人员监测与跟踪管理的自动化和信息化管理要求。技术特性：额定工作电压：12VDC；输入功率：5W；分站与数据通讯接口：RS485/RJ45工作电流幅值：50mA；工作电压峰峰值：2.5V13V；分站与数据接口的传输距离：不小于15Km。分站与读卡器的传输口：4路；分站与读卡器的传输方式：RS485、半双工、主从式、双极性；传输波特率：2400bps；工作电流幅值：50mA；工作电压峰峰值：2.5V13V；分站与读卡器的4路传输口接入读卡器数量：8台（每路传输口接入读卡器数量2台）；分站与读卡器的最大传输距离：2.5Km，2.7.2 KJF210B型矿用双向读卡器设备技术说明：KJF210B型矿用读卡器用于识别煤矿井下