中州煤矿综合系统设计方案_图文

1、中州煤矿定位、通信、监控、广播、考情综合系统设计方案宜昌华兴电子科技有限公司目录1 概述 (32 总体设计 (32.1 系统设计说明 (32.2 系统设计依据 (42.3 系统设计原则 (43 系统规划 (53.1 系统实现原理 (53.2 系统组成 (53.3 无线覆盖 (63.4 设备连接和网络接口 (83.5 网络拓扑结构和IP地址分配 (84 系统功能 (104.1 定位功能 (104.2 考勤功能 (114.3 安全管理功能 (114.4 语音通话 (124.5 视频图像监控系统功能 (124.6 系统设备管理 (124.7 系统管理功能 (134.8 GIS地理信息系统平台 (13

2、5 系统配置 (145.1 系统主要电性能参数 (145.2 材料清单 (156 系统主要设备 (166.1 KJ399-F矿用本安型读卡分站 (166.2 KJ399-K矿用本安型标识卡 (176.3 KTW134-S矿用本安型手机 (186.4 KDW16A矿用隔爆兼本安型不间断电源箱 (197 工程项目实施 (207.1 项目组织机构 (207.2 项目组织措施 (207.3 项目实施方案 (218 质量保证及售后服务承诺 (248.1 质量保证 (248.2 培训 (258.3 维护 (268.4 系统升级与更新服务 (26附录相关证书 (271概述KTW134矿用多功能无线通信系统采

3、用工业以太网作为井下数据信息传输主通道,具有丰富的网络传输接口,方便接入矿用人员定位系统、矿用无线通信系统、视频监控系统和广播系统。系统方案中,系统提供有线以太网接口和无线传输接口,无线覆盖部分采用宽带WiFi 传输技术和窄带ZigBee传输技术。1WiFi无线以太网技术作为井下无线通讯技术实现方案,WiFi技术是成熟的、标准化的、目前正得到广泛应用的新一代移动通信技术,支持多种WiFi数据终端接入,具有高带宽、强抗干扰、小型灵活等技术优势,能有效解决目前井下无线通信功能单一、抗干扰性差、容量小、技术水平落后等问题;WiFi 技术在国内已经得到广泛的应用。2而定位方面,该系统采用ZigBee作

4、为定位技术,利用无线组网、以太网等技术,结合数据库技术、图形处理技术,具有网络容量大、功耗低、时延短等优势,实现井下人员全程实时跟踪精确定位、考勤管理、安全警示、突发情况报警、应急快速搜寻、应急语音通信等功能于一体,为用户提供了丰富的数据、图标、打印信息,让用户迅速了解井下人员的当前位置分布情况、行走路径,提高对井下人员的检测,增强发生事故时井下人员的快速反应能力,以改善矿山企业的安全管理有着重要意义。3视频监控系统中,图像视频监控采用有线以太网接入,摄像头采用五类线就近接入以太网。特殊情况下,采用光缆完成连接。4广播系统中,采用有线以太网接入,广播主机通过光缆或五类线连接至综合分站,广播主机

5、与音箱之间采用防爆音频线连接。2总体设计2.1 系统设计说明中州煤矿井下综合通信系统主要完成井下人员定位考勤、井上井下矿区内外的语音通话、井下视频监控和广播功能。在中州煤矿方案设计中,我们采用标准的工业以太网通信协议,可方便实现远程通信和跨网通信,还可为井下工业以太环网、视频监控、井下传感器数据无线传输提供升级。而无线覆盖采用成熟的WiFi和ZigBee技术,横截面积12平方米无岔路直巷,无线覆盖到500米(WIFI和200米(ZigBee,相比其他技术,可在同样无线覆盖范围的条件下,用较少数量的分站,减小用户投资的成本。井下摄像头和广播装置通过有线形式连接至就近的分站。井下分站顺着巷道走向作

6、树形延伸,同地面的交换机等设备一起构成百兆光纤工业以太网,同时作为井下的无线覆盖,实现人员定位考勤和语音通信功能。整个网络的拓扑结构为树形,分站之间的连接线缆为百兆光缆,通信容量大且抗干扰能力强;应用软件采用B/S架构,采用MYSQL做为数据库管理工具。说明:如果已经设计安装了井下工业以太环网,本系统可接入利用其作为骨干,以提高全网的可靠性和为客户节省费用。如果井下没有工业以太环网,哲扬系统可通过井上环网交换机构成环网。2.2 系统设计依据GB3836.1-2000 爆炸性气体环境用电气设备第1部分通用要求GB3836.4-2000 爆炸性气体环境用电气设备第4部分本质安全型“i”MT209-

7、1990 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求MT210-90 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/T772-1998 煤矿监控系统主要性能测试方法MT/T899-2000 煤矿用信息传输装置AQ 6210-2007 煤矿井下人员作业管理系统通用技术条件国发【2010】23号文安监总管一【2010】168号文2.3 系统设计原则中州煤矿井下综合通信系统在设计过程中综合考虑了以下基本原则:(1满足井下无线移动通信和人员定位考勤功能要求;满足井下视频监控和井下广播的要求;(2在达到规定的安全指标的基础上,

8、确保系统的性能指标,如覆盖率指标,要把主要运输大巷和重要的上下山巷道全部覆盖。(3控制系统成本,节省用户开支,保证系统的适用性;(4提高可维护性,降低维护成本,降低系统寿命周期内总体运行费用;(5系统要容易施工、容易维护、可靠耐用;(6模块化设计,无论是硬件还是软件,各个分层间结构清楚,完全标准化,便于系统升级和网络扩容;(7采用标准TCP/IP接口,兼容性好,接口方式灵活,能满足煤矿信息化建设不断发展的要求,可与各种应用软件或数据库实现对接,接口标准,便于未来进一步开发,相互传递数据。3系统规划3.1 系统实现原理首先根据矿上的实际情况在井下布置一定数量的分站,实现井下定位和通信无线信号覆盖

9、。使得无线标识卡和WIFI手机可以接入,以实现井下人员跟踪定位和井下通话功能。分站上具有标准化的接口,可直接接入网络摄像头和IP广播装置。整个系统实际上是四网合一的高度集成的综合通信系统。3.2 系统组成系统主要由网络设备、终端设备和应用软件组成,系统组成如图1所示。(1网络设备:主要为调度室交换机、井口分站以及井下分站。分站除了作网络设备外,还作井口和井下的无线覆盖,以实现语音通信和人员定位考勤功能。(2终端设备:终端设备主要有本安型手机、本安型标识卡、本安网路摄像机、防爆音箱等。(3应用软件:应用软件主要包括语音调度软件、人员考勤服务器软件和人员考勤客户端软件、广播系统软件。 图 1 系统

10、组成示意图3.3 无线覆盖(1井下覆盖井下无线覆盖由12台分站组成,分别用于覆盖主井、主运输巷、东运输大航、西I 上山、西II 上山、西III 上山、+856煤平巷、+898煤平巷、+920煤平巷、人行上山、轨道上山等重要的行人运输巷道位置,保证井上井下有效通话及人员定位考勤功能。调度电话服务器网络交换机地面 井下公用电话网地面分站WIFI 手机 调度台IP-PBX井下环网交换机 本安手机综合分站机车定位广播装置防爆摄像头本安标识卡在井口、绞车房、主作业面等关键地点设置摄像头实现视频监控。在井下作业面等主要人员分布的区域设置广播装置实现井下IP广播。详细设计说明如下:井下覆盖共需12台分站,设

11、计光纤使用9Km,400米漏泄电缆。分站布置如下图所示: 图2井下分站位置及其覆盖图(2无线覆盖效果分站在井下的有效覆盖半径设计为300-500m,天线采用全方向覆盖。井下的分站信道设置为12信道,SSID设置统一,实现井下手机的无缝漫游切换。井下覆盖除无人的回风巷外,基本上都有信号覆盖,能满足对整个井下全程人员实时跟踪定位、考勤以及井下全程语音通话功能的要求。在拐弯比较多的地方,利用增加分站和铺设漏泄电缆达到有效的信号覆盖。最终实现整个井下定位通信信号全覆盖。3.4 设备连接和网络接口(1井下分站提供3个网络接口(光口或者电口;(2分站之间以及分站和交换机之间均采用4芯光缆连接。(3井下摄像

12、头通过网线连接至附近的分站上。(5井下广播主机通过光缆或网线连接至分站,广播音箱通过音频线缆连接至广播主机。3.5 网络拓扑结构和IP地址分配(1网络拓扑结构网络采用环形加树形拓扑结构。两路光缆从调度室交换机分别连接到主立井和副立井的分站。图 3 井下分站网络拓扑图(2IP 地址分配所有分站固定分配IP 地址,手机也固定分配IP 地址,设置在一个网段里。图例分站及连接的光缆184291011 123756 调度室机房交换机14系统功能核对半成品钢筋的钢号、直径、形状、尺寸和数量等是否与料单料牌相符。如有错漏,应纠正增补。实时监测准备控制混凝土保护层用的水泥砂浆垫块或塑料垫块、塑料环圈,水泥砂浆

13、的厚度应等于保护层的厚度,垫块尺寸当保护层厚度等于或小于20mm时为30mm³30mm,大于20mm时为50mm³50mm。系统软件可采用Web方式远程访问。5.柱筋绑扎箍筋的接头应交错布置在柱子的各个方向。查找人员当前位置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区域;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。井下人员跟踪在井下巷道图上实时动态地显示他们的行踪。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。4.2 考勤功能标识

14、卡提供完整的人员在井下的位置数据,通过系统软件整合人员考勤和劳动行为数据,生成各类报表。能够准确统计矿工入井、升井时间,并可按班次、按部门生成日考勤、月考勤统计报表。 考勤查询示意图4.3 安全管理功能干部跟班下井管理系统能对干部下井情况(特别是四点班、零点班进行统计、监督,领导在办公室通过电脑或在调度室大屏幕就可以看到哪些干部在井下,哪些干部已升井,哪些干部该下井未下井等。区域超员告警对某个区域的人员数量进行限制,如果超员则告警。 矿工进入禁入区告警当矿工进入禁区时,系统会告警,提示管理人员采取相应措施。工作超时、欠时告警当矿工在井下停留超出规定时间或没有做够规定时间,系统将告警并记录。预警

15、呼救功能预警呼救指井下出现紧急情况时,井下带卡人员可以通过标识卡的报警按钮,将紧急情况告知地面系统,地面系统接到紧急呼救后,采取应急援救方案。其他报警功能对于长期静止的佩戴标识卡的作业人员,系统可以实现自动向下发布报警提醒功能,如果超过一段时间作业人员还是没有移动或作出相应回应,则系统报警提示控制中心。4.4 语音通话井下手机与手机之间、井下手机与井下固定电话、井下手机与调度电话之间、井下手机与地面手机之间、井下手机与地面固定电话间的双向通话。分站信号覆盖范围内,语音清新、不间断、无死角。无线通讯系统与办公电话、外线实现互联互通通过系统内的语音网关设备实现与办公电话互联互通以及拨打外线功能。井

16、下工作人员仅能够在井下及地面厂区覆盖范围内实现无线通讯,杜绝与外界直接联系,管理人员在井下可以实现与外界通讯。支持漫游功能手机在分站之间可自行漫游切换,切换时间50ms。一键紧急呼救功能通过侧面的紧急呼救按钮直接呼叫预设的电话号码以实现一键紧急呼救功能。4.5 视频图像监控系统功能系统具有视频图像显示、切换、存储、传输以及远程访问等功能。4.6 系统设备管理标识卡电量告警当标识卡电量过低时,系统将提前告警,通知相关技术人员及时更换电池,避免标识卡没电时,持卡者自己不知道,虽然下井了,但被系统判断为旷工。基站不在线告警当综合分站连接故障时系统均会出现基站不在线告警,方便问题及时发现并解决。待问题

17、处理后告警会自动结束并在历史告警中保存历史告警信息。摄像头断线告警当摄像头断线后,系统显示摄像头断线告警。并能历史查询报警信息。4.7 系统管理功能系统的管理软件能够实现分配多个不同权限的用户,方便各个用户在网络终端上同时运行软件,查询井下实时情况,并可对软件进行分级别的修改;井下实时数据也可以上传到WEB服务器上,用户可以通过互联网,以网页的形式实时查看井下人员分布情况。4.8 GIS地理信息系统平台GIS地图缩放功能,能实现井下巷道图的缩放、显示及井下出现紧急情况后应能与应急系统联动,显示井下逃生路线。5系统配置5.1 系统主要电性能参数工作电压地面设备:AC220V;井下设备:分站电源:

18、AC127V/220V/380V/660v;分站:DC15V;手机:DC3.7V。最大传输距离手机与分站之间的最大无线可靠通信距离500m;分站与标识卡的识别距离:大于200米;分站之间最大传输距离10km以上。最大容量系统允许接入的最大分站数量为200台以上;单分站可同时通信手机数:15路通话;系统可接入标识卡数量:大于1万个;系统最大手机数量不限(但软交换系统需根据要求配置容量接入视频摄像头数量大于10个;接入广播音箱的数量大于15个;无线部分技术参数工作频段:2.4GHz;系统误码率:不大于10E-8。5.2 材料清单系统配置清单如下:设备名称型号单位数量备注井上交换机5008 台 1

19、非防爆,限地面使用综合分站KJ399F 台12 本安型分站电源KDW16A 台11 带UPS电池可在矿井断电情况下支持23小时标识卡KJ399K 台60 带充电器,根据矿井总人数核定监控主机工控监控服务器,含19"三星液晶显示屏台 1人员定位考勤软件ZY902 套 1GIS/数据库系统ZY903 套 1本安手机KTW134S 部 6 含充电器语音网关台 1 如果不需要打外线,则可不配隔爆兼本安型音箱KXY127 台 3 数量暂定井下主机KXHZ 台 1隔爆兼本安型稳压电源KDW-2/5 台 1地面电脑工业服务器台 1软件套 1 调度室拾音器只 1地面音箱只 1网络摄像头含隔爆兼本安电

20、源台 4 数量根据矿方要求调整矿用阻燃光缆MGSTV-4B 千米 4.8 防爆音频线千米 1 矿用电缆MKVV2*1.5 千米 1 接线盒三通个12 工具和配件套 1 166 系统主要设备6.1 KJ399-F 矿用本安型读卡分站图 5 KJ399-F 矿用本安型读卡分站防爆标志为Exib 。KJ399-F 矿用本安型读卡分站具有通信分站和网络交换机的双重功能,使井下矿用综合通信系统(包括人员/机车定位,手机移动通信,各种传感器数据传输,无线视频监控只需要一个综合分站,不需要井下交换机(已经集成到分站中,也不需要基站控制器和中继器等设备,同时线路的布设中也大量减少了光缆的使用。整个系统不仅简洁

21、、可靠性高,便于安装和维护,更为用户节约了大量的资金。KJ399-F 综合分站的特点:a 多功能:不仅可用于KJ399矿用人员管理系统,还可用于KTW134矿用无线通信系统和其他业务子系统;分站内置光电收发器,不需要井下交换机、基站控制器和中继器等设备。b 结构设计合理、体积小巧,轻便,非常便于安装和维护。c 传输距离远:有线传输距离10千米以上,无线通信高达500米。d 可移动性:分站无线通信方式提供了高度的便捷性,使设备可根据实际情况移动。一旦某一区域不再需要使用,如采掘面的采掘工作全部完成,可把该区域内的分站移到其他需要的地方或者回收上来备用。主要技术指标重量:8千克(含内置光电收发器;

22、17 工作电压:DC 15V ; 天线类型:全向天线; 无线覆盖半径:500米(横截面积12平方米无岔路直巷; 光缆最大传输距离:不小于10千米; 分站与识别卡通信 接收灵敏度:-75dBm/m ; 无线通信距离不小于200m ; 容量:单个分站可容纳1千个标识卡。 分站与分站通信 无线频段:2.4GHz ; 无线通信距离:500米; 有线:单模光纤; 分站与手机通信 接收灵敏度:-75dBm/m ; 无线通信距离不小于500m ; 每台分站可以容纳15路通话。 配套电源含2小时备份电池。 有线光信号接口 接口数量: 3个以太网光信号接口; 传输方式:以太网; 最大传输距离:不小于10km ;

23、6.2 KJ399-K 矿用本安型标识卡图 6 KJ399-K 本安标识卡防爆标志为Exib ,KJ399-K 标识卡为矿用本质安全型标识卡。18分站自动对标识卡进行识别,实现人员的跟踪定位。不需要人为的干扰,不影响携卡人员的正常工作。标识卡定位精度高、抗干扰能力强、接收灵敏度高,与分站的无线通信距离远(大于200m 。主要技术指标 识别距离:>200米; 误码率:<10E-8(符合AQ6210; 工作电压:DC 3.7V ; 接收灵敏度:-75dBm ; 电池工作时间:使用可充电电池,充满电后工作时间不小于7天。6.3 KTW134-S 矿用本安型手机图 7 KTW134-S 本

24、安手机防爆标志为Exib 。KTW134-S 矿用本安型手机是专门为矿井设计的无线通话终端设备。该手机为WIFI 手机,可在KJ399-F 矿用本安型读卡分站的无线覆盖范围内进行语音通话,可实现手机与手机通话、手机与固定电话通话,并且在网络覆盖范围内免费通话。该手机为工业手机,待机时间长,耐强力冲击。主要技术指标 无线接入方式:IEEE 802.11b/g ; 工作频段: 2.4GHz ; 接收灵敏度:-75dBm ; 无线通信距离:500米; 振铃响度:70dB 。19 待机时间:5天; 通话时间: 4小时; 工业手机设计、防尘、防水、防震6.4 KDW16A 矿用隔爆兼本安型不间断电源箱K

25、DW16A 矿用隔爆兼本安不间断电源箱是直流稳压电源,为KJ399-F 矿用本安型读卡分站的配套设备,允许在有瓦斯、煤尘爆炸危险的环境中向矿用本质安全型设备供电。它提供供电状态输出信号,供监测系统监视电源的供电情况。图 8 KDW16A 电源箱技术参数 输入:AC 127/220/380/660V (用户可通过选择相应接线端子定,频率50Hz ,允许电压变化范围75%-115%。 输出: 额定电压(V :15+/-8%; 额定电流(A :1.0; 供电时间:交流停电时,输出额定电流条件下,电池供电不小于2小时;7工程项目实施7.1 项目组织机构为了使煤矿井下通信及定位系统工程项目成为优质工程,

26、我们的各项工作都要严格按照项目开发设计要求和ISO9000质量保障体系去开展,我们将举全公司之力,抽调精兵强将,组成工程项目部,全力支持,精心组织,确保工程质量。 7.2 项目组织措施优良工程的标准1所含各点工程的质量应全部合格,其中有50%以上优良;2保证工程资料基本齐全;3观感质量的评定得分率应达到85%以上。合格工程的标准4所含各点工程的质量应全部合格;5质量保证资料应基本齐全;6观感质量的评定得分率应达到70%及其以上;方案会审:工程开工前由工程技术部部组织甲方和有关专家进行施工方案会审,并做出会审记录,经各有关人员签字后,作为施工依据。工程变更、技术核定:由系统设计人员按公司的规定办

27、理工程变更、技术核定手续,并经公司总工签字认可。重大的技术问题,应报公司审批。现场施工人员未经技术核定手续而随意变更设计,应对由此而造成的质量事故或经济损失负责。技术复核:由各工程的项目经理和现场工程师按公司制定的技术复核制度执行;工程质量检查和验收:各点工程质量的检查和验收,由公司工地代表及客户方共同组织。技术资料和工程档案:公司工程服务部应负责收集、整理所负责整个系统工程的有关技术资料,并负责督促、检查设计单位所设计的资料是否齐全、可靠。工程竣工验收后,工程档案交由公司办公室保存。7.3 项目实施方案技术总监应贯彻执行国家和地方(部委指定的有关技术政策、规范、规程,不断提高企业技术管理水平

28、和工程质量水平。对违反国家技术政策、技术法规,可能造成质量事故或经济损失、浪费的行为,有权制止或纠正。项目经理是工程质量的第一负责人,对工程质量全面负责。工地代表是单位工程的直接负责人,对所有承担项目的工程质量负直接责任。工地代表应做好工程质量的监督,并对分部分项工程进行检查、核验,努力消除所负责工程的质量问题,采取有效措施,确保工程质量。项目经理应正确处理质量与进度的关系,行使质量否决权。要严格执行现场工程管理守则;督促专业现场工程师落实保证工程质量的技术措施;进行工程质量预控和全过程控制。搞好与各施工单位的协调工作。1选择正规厂商或代理商,具有可靠的售后服务保证。2器材不能随意代用,若有变

29、更,必须经主管技术工程师及监理工程师批准同意,并填写器材代用变更表。3对关键件的采购,派专人专项负责,保证产品的技术性能和质量要求满足使用要求。4外购器材入库前,由采购人员对外观,包装,型号规格,数量进行自检,发现问题及时退换。5自检无误后将采购器材送检验部门对每台采购产品均进行开机检测,由检验人员在设备器材检验单注明检测结果,不合格器材由采购人员隔离,在不合格器材登记表上登记,及时退换。6开具质量保证书及设备保修卡。按工程质量管理办法建立质量保证体系,具体办法如下:建立质量保证体系工程质量目标为“优良工程”,建立保证“优良工程”质量保证体系计划,执行ISO-9000质量保证体系,建立质量保障

30、制度,确保质量体系的有效运行。1在现场设专职质检员,加强对工程质量的控制和管理。2坚持过程精品“五不准”,严格实施过程精品,动态管理,目标考核,严格奖罚。3无施工组织设计不准施工4不合格的原材料、半成品不准使用5技术交代不清不准施工6检测数据有怀疑不准施工7上道工序不符合质量标准,下道工序不准施工8施工过程三检测坚持自检、互检、专业检查三检查,以及在质检站建立工程师、专业质量检查员监督机制,使每道工序每个分项工程都能按照标准和规范操作。9加强施工质量管理、统一质量验收标准实行工程质量样板制,以工序质量保证分项质量,以分项质量保证分部质量,以分项质量保证单位质量,同时保证总体质量。质量检查时,填

31、写“检测通知单”,验收合格后再进行下道工序。10建立质量信息反馈系统对质量存在隐患采取信息反馈,及时采取预防和纠正。加强对材料和操作工艺管理,如出现问题,按规定处罚并执行相关补救措施。1严格按国家、省、市有关安全生产、文明施工标准、法规和文件的施工规定。任何情况下不得违章指挥或违章操作。2建立施工项目安全组织系统及相应的责任系统,以加强安全组织工作。3施工人员必须坚持安全第一、预防为主的方针,层层建立安全责任制。4井下作业进入工地戴好安全帽、矿灯和呼吸器。5各种仪器仪表及施工器材要有专人管理,防止损失或丢失。6在施工过程中,进行安全生产教育,包括安全思想教育和安全技术教育。7采取安全技术组织措

32、施,包括技术措施和组织措施。8配备施工项目的安全技术人员。9定期组织召开安全生产会议,研究安全措施和对策。10组织开展现场安全施工活动,建立安全施工工作日志。11加强安全检查和考核,发现安全防护的薄弱环节,检查执行安全纪律和规章制度的状况。12做好安全用电工作。为了展示良好企业形象,公司非常重视文明施工。1确定文明施工的负责人,保证施工现场整齐、卫生、文明。2严格按施工平面图布置施工,不得任意更改。3施工垃圾不得乱堆,必须做到工完场清、垃圾装袋运规定地点。4现场施工各种工具、材料分规格、品种摆放,不能因摆放不当伤及他人和物品。8施工现场生活区,要保持清洁文明卫生。8质量保证及售后服务承诺8.1 质量保证本公司的服务宗旨是:项目的设备终身保修,免费维修、维护壹年(不含人为损坏。哲扬科技可提供每周7天的技术咨询服务,保证以最快的速度提供技术支持。本公司在项目上的设计、生产、安装、调试验收和服务均在质量管理体系的模式下进行。以本公司的工程实力和多年的工程经验,我们保证贵公司系统工程是以最优的质量要求和管理而进行。公司领导全面参与、建立、实施,并不断完善一个灵活有效的质量体系。对人员进行充分的培训和发展。预防和改进相结合,对产品的开发设计、生产、销售、服务等全过程进行质量控制。不断完善产品技术,开发高新技术产品,将质量保