KJ270煤矿人员定位和车辆管理系统的介绍

KJ270煤矿人员定位和车辆管理系统的介绍近年来，煤矿高瓦斯矿井的数量在不断增加，如何加强安全生产，提高搜救工作效率，摆到了煤矿各级主管部门和领导的面前。在分析近期几个煤矿发生的特大事故时发现：（1） 地面与井下人员的信息沟通不及时； （2） 地面人员难以及时动态掌握井下人员的分布及作业情况，进行精确人员定位； （3） 一旦煤矿事故发生，抢险救灾、安全救护的效率低，搜救效果差。为此，如何正确处理安全与生产、安全与效益的关系，如何准确、实时、快速履行煤矿安全监测职能，有效进行矿工管理，保证抢险救灾、安全救护的高效运作显得尤为重要和紧迫。 井下人员在巷道的位置大多是动态的，有些巷道长达几十公里，因此对人员的跟踪定位是非常重要的。在突发事件时迅速判断险区人员的数量位置、身份，采取措施及时救助，把事故的损失和影响降到最低限度。人员定位和车辆管理系统就具有这种功能，而且还可以提供监视区域内的人数、工作区间历史记录和实时记录的统计报表 。井下人员定位和车辆管理系统技术为井下采煤作业的实际环境所限。目前我国煤矿井下照明条件使得视频信号对人员身份的界定方案不可行，而且视频监视限于主巷道、工作面等区域，对于几十公里的全矿区检测必须采用人员身份电子化的信号检测。具体要求有以下几个方面：（1）系统能根据实际需要覆盖井下巷道；（2）及时反映井下人员的实际位置，实现人员跟踪；（3）实现人员身份界定，为矿井管理和考勤提供信息；（4）人员信息数字化，实现管理与检测的无人值守。 90年代初，世界上首个煤矿井下定位系统在英国问世。该系统是由英国戴维斯德比公司研发的，当时采用了高频技术，实现了井下车辆的动态定位。于90年代末引入中国，并安装于大柳塔煤矿和济宁三号井。英国戴维斯德比公司是最早把高频射频识别技术应用于煤矿井下人员和车辆管理的，也是最早把混频射频识别技术应用于煤矿井下人员和车辆管理系统的，也是最早把低频射频识别技术应用于煤矿井下人员定位系统和车辆调度指挥系统的公司。所以英国戴维斯德比公司是国际上煤矿井下人员定位系统和车辆调度指挥系统技术的开拓者和领导者。2003年12月上旬，我们国内自己研发的第一个“煤矿井下人员管理系统”在山东问世。是国内首创的。“煤矿井下人员管理系统”采用集成射频卡传输技术与身份数字编码技术、多址接入相结合，实现了载体动态目标识别。当时“煤矿井下人员管理系统”的开发，虽然使我国矿山安全自动化水平得到了提高，但是由于当时技术所限，该产品在使用中存在很多的缺陷和不足，可覆盖的矿井巷道也较少，无法对人员实现真正有效的定位，漏卡率极高。 从2003年至2006年井下人员自动管理系统经过了三年的发展和技术的不断改进，系统的性能有了一定的提高。根据调研，国内市场上的井下人员管理系统绝大多数都是采用高频，也有的采用高低频结合方式的混频、还有采用蓝牙和GPRS技术的产品，虽然种类繁多，但性能上总有许多不足之处，达不到真正的人员定位目的。 现在政府越来越重视矿井安全，要求各个煤矿从安全文化、安全法制、安全责任、安全科技和安全投入等方面加强建设，完善安全生产管理体系，全面提高煤矿安全生产水平，要求各个煤矿都必须安装煤矿瓦斯抽采和监测监控系统，包括矿山井下人员定位和车辆管理系统。但是根据目前已安装井下人员管理系统的煤矿反映，使用效果极不理想，笔者在调查过程中发现安装井下人员管理系统的煤矿几乎没有一家达到预期效果。在实际使用中，普遍存在严重的漏卡现象，达不到对井下人员定位的基本要求，中看不中用，很多煤矿甚至弃而不用，花了很多钱，结果成了一种摆设，造成极大的浪费。而这些已安装的井下人员管理系统几乎都是高频产品，高频的特性决定了其无法根除漏卡弊端。此外，这类产品还存在以下问题：（1）系统安装的点数少，覆盖面小，无法满足大型、特大型煤矿的全矿井巷道监测的要求。（2）不具备行进方向的判断识别能力，不具备人员是否完全通过的判断识别能力。 假设某人从井口入井，进入井口检测分站的检测区，此时，井口检测分站将检测到该人员并向地面控制中心上报该人员的基本信息，系统将判断该人员进入了作业区，但此刻，由于某种原因，该人员又退出井口，该人员实际上并未进入作业区，这就出现了系统误判情况。一、KJ270人员定位和车辆管理系统特性 采用低频技术，低频识别比高频及混频识别准确，众所周知； 定位精度可以由用户自由选择，最小定位精度10米产品全部纯本安设计，与众不同； 单机具有移动方向判断功能，技术都特； 低频环保，识别卡随身携带不影响健康，独一无二； 系统拓展简单方便 价格对大小煤矿均合适，不因为中小煤矿用量小而起用成本大 符合最新AQ 6210-2007强制性标准，为数不多 由具有丰富实践经验的英国工程师现场安装指导。二、KJ270系统构成KJ270人员定位和车辆管理系统是英国戴维斯德比公司开发的适合于我国煤矿井下人员定位的系统。该定位系统把世界领先的低频传输技术、尖端的远距离多重射频识别技术、网络通讯技术、自动控制技术和计算机技术有机结合，解决了应用于煤矿井下的设备安全运行、网络数据通信、数据的远距离传输、信号转换接口和信息处理等方面的技术难题，为煤矿井下人员监测、控制和跟踪管理，以及生产统计管理等方面提供有效的科技支撑，有力地推动了煤矿企业的经济发展。 KJ270人员定位和车辆管理系统地面部分主要由工控机（主机、备用机各一台）、打印机、PC21-FED调制解调器、KJ270-J传输接口、AM240电源防雷器、SRE12V/4信号避雷、UPS电源组成，井下部分主要由KDW33隔爆兼本安不间断电源箱、KJ270-F1传输分站、KJ270-F2-4读卡器、KJ270-T天线、KJ270-S手持仪、KJ270-K1识别卡及通信电缆组成。识别卡与读卡器之间通过无线方式进行通信，读卡器与分站之间通过CAN总线进行通信，分站与调制解调器之间通过FSK总线进行通信，所采集的信息保存在工控机中，可以本地操作，也可以通过计算机网络在远程操作。读卡器和天线连接在一起，安装在需要进行监测的地点，如入井口、井下巷道岔口处。识别卡则通常固定在人员身上，如矿灯、自救器或腰带上。该系统产品已根据国内的煤矿的实际情况、煤矿安全生产企业的技术要求和安全标准进行独立设计，完全可以满足煤矿井下人员跟踪定位的自动化管理要求，是国际最先进，最稳定的井下人员定位和车辆管理系统。该系统已在国外的一些大中型煤矿和油田使用。如：英国的凯灵立、陶兹比、外尔拜克等煤矿，俄罗斯的爱尔罗萨4号、科姆索莫莱茨5号、科摩洛厄等煤矿，墨西哥的米柯尔2号、米磨萨等煤矿，还有挪威、埃及、伊朗、土耳其等国。 英国戴维斯德比公司（以下简称英国DD公司），已有180余年的煤矿专用设备研究和制造经验，是煤矿安全设备制造专家。英国DD公司的井下设备，也早在70年代就进入中国煤矿行业，为大家所熟知。从1994年以来，一直致力于在全世界范围内推广RFID技术在井下应用。英国DD生产人员管理系统的初期，也在是采用了高频技术，后来因为发现了高频技术无法解决高漏卡率的致命缺陷，不能实现真正有效的人员定位，所以摒弃高频，终于在2000年成功研发井下专用低频远距离产品，并安装在英国、伊朗、土耳其、俄罗斯、挪威等10多个国家和地区的煤矿。由于低频人员系统安装方便、识别率高、系统稳定、成本低，迅速得到国外煤矿行业的认可。三、系统设计特点： 1、定位精度自由选择KJ270煤矿井下人员定位和车辆管理系统采用先进的低频射频识别技术，识别区域可以准确界定，通过天线的布局，人员定位精度为10米，这是其它基于高频射频识别技术的人员管理系统所不能实现的。KJ270人员定位和车辆管理系统定位精度可以由用户自由选择，最小定位精度10米。2、操作简单，使用要求低 整个系统设计成为傻瓜型，对用户的要求极低，具有简易可调的功能、故障的自动巡检功能等。系统操作简单，并可对故障地点自动报警，维护方便。 3、识别卡自动识别，识别距离远 实行被动式监测方式，被测目标无负担，识别距离远。井下工作人员无须增加携带装备，无须主动进行任何操作。4、运行稳定、可靠，在恶劣环境下正常运转 系统的正常工作不受环境变化的影响，保证在恶劣环境下24小时能够连续正常运转。并提供断电后较长时间的供电电源，采用UPS电源，能提供长达2小时以上的断电保护。系统运行安全、稳定、可靠、误码率为0。5、具有信息防冲撞功能，可同时识别80张识别卡。 6、大容量，满足特大型、超大型煤矿的需求 最大的卡容量数为65535张识别卡，远远大于其他产品。7、高速、高效的识别率 同高频信号相比，低频信号具有相对较强的穿透力和绕开障碍物能力，使得系统具有极高的目标识别率，系统识别识别卡可做到无方向性，确保了识别卡无漏的识别。可靠识别快速移动目标，允许60公里/小时，可达80公里/小时。8、查询当前井下人员分布根据各矿实际情况绘制井下巷道、采区图，并在该图上显示各个区域当前人数。该图是动态的，随着井下人员的移动，该图显示的各区域人数会随时更新。在该图上用鼠标点击，可以显示某个选定区域的人员名单；进一步点击还可以显示某个选定人员下井后的行踪。9、查找人员当前位置(井下人员定位)输入任意人员的姓名或编号，可以立即以图形方式显示此人当前所在位置；也可以同时输入多个人员，以文字方式显示这些人各自在井下的当前位置。可以督促和落实重要巡查人员(如:瓦斯检测人员、温度检测人员、测风人员等)是否按时、到点的进行各项数据的测试和处理，从根本上杜绝因人为因素而造成的相关事故。 10、统计查询进入特殊区域人员对于井下的某些特殊区域，例如规定不准一般人员进入的危险区域，在行踪保留时段内可以随时进行查询，列出进入该区域的人员和出、入时间。 11、井下人员考勤管理- 软件可以从系统记录的人员行踪信息中自动提取出每个下井人员的入、出井时间，从而形成考勤记录，进而形成各种考勤报表和查询、统计功能。 12、强大的紧急处理机制 可选Mercury系列广播通讯系统，即时对特定或矿山范围内的紧急情况进行通知。在监控机房和管理人员对井下紧急情况进行有效判别后，可以通能过系统的小区广播选件对井下特定范围或全部进行广播通知。有效告知和疏散井下人员。 13、与其它产品相比较，DD公司产品具有的优点： 13.1极低的漏读率 DD公司将世界领先的低频射频识别技术运用到矿山井下人员定位上，属世界先进国内首创。由于低频电磁波的无方向性、识别率高，并采用巷道磁门的形式，携卡经过者均会被监测到，确保了识别卡无漏的识别。 13.2本产品真正的质优价廉 13.3识别卡使用寿命长，降低了系统的运行成本 高频产品的功耗高，在同样容量的电池供电情况下，其电池的使用寿命要大大低于低频产品。高频产品识别卡的电池寿命一般在23年，而DD识别卡的电池寿命则可达57年。 13.4系统具备识别卡低电压报警功能 识别卡电池在长期使用后，电池将要耗尽时，系统监测到识别卡电量低时会自动提示给识别卡电池充电。 13.5较宽范围的识别区域，确保识别卡无漏识别 读卡器有效接收范围是根据天线的位置、尺寸大小变化而变化。读卡器和识别卡的识别距离由天线的位置、形状、尺寸大小任意设定。读卡器采用独特的多路天线专利技术，每路天线可以覆盖直径10米的平面距离，4路天线就可覆盖的识别区域达到144平方米，远远超过同类或高频产品所能覆盖的识别区域。 最小定位精度10米。13.6低频信号的特性和移动方向的识别，使人员跟踪更可靠 KJ270人员定位和车辆管理系统同其他厂家的同类高频人员管理系统相比，在同一范围内，其信号的衰减要大于高频产品，识别区域能够很好的被定义。从根本上所说，DD公司的系统识别更可靠，也更可预见，从而使人员定位到更精确的范围。采用了多天线技术，能准确判断人员的移动方向，实现了真正的人员跟踪，这是其他产品所不具备的。 13.7 KJ270人员定位和车辆管理系统的和谐性 井下会像地面一样安装越来越多的门禁系统，或其他需要识别卡才能开启的设备，实现井下“一卡通”智能化管理，这是将来的趋势。由于高频产品的发射功率很高，极易跟用于控制这些装置的近距离读卡器产生严重干扰，势必影响这些设备的使用，产生“不和谐”问题。当高频读卡器安装靠近时，之间会产生严重的交叉干扰，导致性能减弱，无法达到预期效果。KJ270人员定位和车辆管理系统很好的解决了这些问题，它既能以最低的成本实现井下人员定位，又能最大限度降低对其他系统的干扰。13.8低频环保 在同样功率的情况下，频率越高对人体的危害越大。KJ270人员定位和车辆管理系统对人体的危害要远远小于高频的产品。高频产品一味追求远距离读卡，会提高发射频率，而容易忽视电磁波对人体的危害。这一点，在煤矿人员跟踪定位应用中尤为重要，因为识别卡时时刻刻带在人身上。 13.9可靠的后台PC，极高的稳定性 采用高可靠性工业控制专用计算机且为冗余配置，即一开一备，当发生故障时备机自动投入运行，保证万无一失。 由于中央计算机实时数据和历史数据保存完整，因此万一发生事故时，这些数据有助于被困人员定位，并进行及时搜救。 13.10系统的可扩容性大，满足国内所有的煤矿企业 系统采用光纤、工业以太网、CAN、485、FSK等总线结构以满足不同规模煤矿的需求，也可以接入现有的总线系统内，从而降低造价