人員定位幻燈片

人員定位幻燈片第1頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日基于Lonwoks網(wǎng)絡(luò)雙向通訊

井下人員定位系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

鑒定材料山東金陽礦業(yè)集團有限公司二OO八年十二月第2頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日基于Lonwoks網(wǎng)絡(luò)雙向通訊井下人員定位系統(tǒng)的研究與應(yīng)用鑒定材料目錄“基于Lonwoks網(wǎng)絡(luò)雙向通訊井下人員定位系統(tǒng)的研究與應(yīng)用”鑒定大綱“基于Lonwoks網(wǎng)絡(luò)雙向通訊井下人員定位系統(tǒng)的研究與應(yīng)用”工作報告“基于Lonwoks網(wǎng)絡(luò)雙向通訊井下人員定位系統(tǒng)的研究與應(yīng)用”技術(shù)報告“基于Lonwoks網(wǎng)絡(luò)雙向通訊井下人員定位系統(tǒng)的研究與應(yīng)用“基于Lonwoks網(wǎng)絡(luò)雙向通訊井下人員定位系統(tǒng)的研究與應(yīng)用”用戶使用報告第3頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日《基于Lonwoks網(wǎng)絡(luò)雙向通訊井下人員定位系統(tǒng)的研究與應(yīng)用》鑒定材料之一鑒定大綱山東金陽礦業(yè)集團有限公司二00八年十二月第4頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日鑒定大綱一、項目名稱：《基于Lonwoks網(wǎng)絡(luò)雙向通訊井下人員定位系統(tǒng)的研究與應(yīng)用》二、項目來源：計劃外項目三、項目完成單位：山東金陽礦業(yè)集團有限公司四、鑒定程序：1、宣布鑒定委員會名單。2、由鑒定委員會主任主持，聽取課題匯報：（1）工作報告；（2）技術(shù)報告；（3）檢測試驗報告；（4）經(jīng)濟、社會效益分析報告；（5）用戶使用報告；3、鑒定委員質(zhì)疑，主研人員答辯。4、鑒定委員會對項目進行評議，形成鑒定意見。5、鑒定會結(jié)束。五、鑒定資料1、“基于Lonwoks網(wǎng)絡(luò)雙向通訊井下人員定位系統(tǒng)的研究與應(yīng)用”鑒定大綱2、“基于Lonwoks網(wǎng)絡(luò)雙向通訊井下人員定位系統(tǒng)的研究與應(yīng)用”工作報告3、“基于Lonwoks網(wǎng)絡(luò)雙向通訊井下人員定位系統(tǒng)的研究與應(yīng)用”技術(shù)報告4、“基于Lonwoks網(wǎng)絡(luò)雙向通訊井下人員定位系統(tǒng)的研究與應(yīng)用”經(jīng)濟效益、社會效益分析報告5、“基于Lonwoks網(wǎng)絡(luò)雙向通訊井下人員定位系統(tǒng)的研究與應(yīng)用”用戶使用報告

鑒定委員會年月日第5頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日《基于Lonwoks網(wǎng)絡(luò)雙向通訊井下人員定位系統(tǒng)的研究與應(yīng)用》鑒定材料之二工作報告山東金陽礦業(yè)集團有限公司二00八年十二月第6頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日工作報告在礦山企業(yè)中，能夠?qū)崟r了解井下人員的數(shù)量和分布情況、突發(fā)事故時及時通知危險區(qū)域的人員疏散、事故發(fā)生后能夠及時鎖定受困人員的具體位置、井下人員遇到危險時能夠主動向地面發(fā)出求救信號是煤礦預防和減少事故的最有效方法。因此，必須尋求研制一種達到上述目的的人員定位監(jiān)控系統(tǒng)。一、項目調(diào)研我們金陽礦運輸水平在-350，分為東西兩個采區(qū)，每個采區(qū)又分采煤工作面和各掘進工作面，其中東翼采區(qū)已達-550水平，戰(zhàn)線長，下井人員多且比較分散，人員不能有效控制，因此所產(chǎn)生的安全隱患就較多。要想從根本上實現(xiàn)安全生產(chǎn)，就需要實現(xiàn)實時了解井下人員的數(shù)量和分布情況、突發(fā)事故時及時通知危險區(qū)域的人員疏散、事故發(fā)生后能夠及時鎖定受困人員的具體位置、井下人員遇到危險時能夠主動向地面發(fā)出求救信號等要求。另外，根據(jù)全國煤礦的安全生產(chǎn)形式，國家安監(jiān)總局要求全國煤礦必須安裝井下人員定位跟蹤系統(tǒng)，來提高煤礦的安全生產(chǎn)狀況。但如何實現(xiàn)這些要求，成為我們面臨的實際問題。為此，2007年底我們成立了科技攻關(guān)小組，重點研究井下人員管理系統(tǒng)。經(jīng)過多方市場調(diào)查，我們知道已有一些煤礦企業(yè)使用井下人員定位系統(tǒng)對下井人員進行考勤、定位跟蹤，但是這些系統(tǒng)功能普遍較少，技術(shù)比較落后，離我們的要求相距太遠，不能滿足使用要求。二、設(shè)計研究為了達到我們的使用需要和上級主管部門的要求，我礦專門第7頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日成立了設(shè)計研究小組，力求研制一套科技含量高、自動化程度高的井下人員定位跟蹤系統(tǒng)。我們于2008年2月份開始著手進行研究設(shè)計工作，先后于2008年5月份去兗礦集團興隆莊煤礦和附近的一些煤礦實地考察。通過考察我們了解了很多關(guān)于井下人員定位系統(tǒng)的知識和技術(shù)，結(jié)合我礦井下實際情況，我們決定與上海約翰芬雷自動化系統(tǒng)有限公司合作，采用其公司研制的KJ201井下人員定位系統(tǒng)來作為基礎(chǔ)，通過技術(shù)合作來實現(xiàn)我礦的井下人員定位跟蹤系統(tǒng)。經(jīng)過反復論證和可行性應(yīng)用分析后，項目進入研制階段。但是由于對基站數(shù)量和安裝位置、電源箱數(shù)量和分布的不同意見，我們多次進行了對方案的修改。2008年5月一套完整的KJ201A型井下人員定位系統(tǒng)終于研制成功，并在計算機上對程序的運行情況進行了多次的模擬試驗，結(jié)果證明該套程序完全符合要求。三、項目實施井下人員定位系統(tǒng)研制完成后，隨即進入整套裝置的設(shè)計制作階段。并在地面車間根據(jù)實際使用要求，對該套裝置進行實際接線試驗運作，試驗結(jié)果非常成功，符合設(shè)計要求，可以投入正式使用。2008年7月底所需設(shè)備購置到礦；8月份安裝監(jiān)控主機；9月4日開始對井下基站和電源箱進行安裝，9月13日安裝完畢；9月18日調(diào)試程序，輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，9月20日對井下人員的安全帽安裝KJ201-S無線數(shù)據(jù)收發(fā)機，9月24日系統(tǒng)全面實地試用階段。當人員進入到基站的有效輻射范圍時，本套裝置能夠自動顯示下井人員的數(shù)量和所在的位置，并能第8頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日在井下向井上發(fā)出求救信號，井上能夠通過人員定位系統(tǒng)鎖定井下人員的具體位置，并能夠向井下人員發(fā)出危險警報，達到事故時及時疏散的目的，從而有效提高了井下人員的安全系數(shù)，防止事故的發(fā)生。四、運行效果2008年9月份，基于Lonwoks網(wǎng)絡(luò)雙向通訊井下人員定位系統(tǒng)正式安裝使用至今，實踐證明，該裝置性能可靠，運轉(zhuǎn)正常，達到了設(shè)計要求，科技含量高、自動化程度高，維護人員少，維護費用底，只通過調(diào)度室值班人員監(jiān)控即可正常運行，對于礦井的安全生產(chǎn)和預防事故的發(fā)生具有重要的作用和意義。第9頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日《基于Lonwoks網(wǎng)絡(luò)雙向通訊井下人員定位系統(tǒng)的研究與應(yīng)用》鑒定材料之三技術(shù)報告山東金陽礦業(yè)集團有限公司第10頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日技術(shù)報告雙向通訊井下人員定位系統(tǒng)對井下人員的事故預防和救援具有重要的意義，對整個礦井的安全生產(chǎn)起到不可替代的重要作用。一、技術(shù)方案論證根據(jù)國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局要求，所有煤礦企業(yè)井下必須安裝井下人員定位跟蹤系統(tǒng)。我們金陽礦運輸水平在-350，分為東西兩個采區(qū)，每個采區(qū)又分采煤工作面和各掘進工作面，其中東翼采區(qū)已達-550水平，戰(zhàn)線長，下井人員多且比較分散，不利于管理，因此所產(chǎn)生的安全隱患多，不利于礦井的安全生產(chǎn)。原來只是通過有線電話井上下進行通訊聯(lián)系，但是井下出現(xiàn)危險情況時，電話數(shù)量有限，位置不具體，地面控制中心不能及時通知井下人員及時疏散，一旦發(fā)生安全事故，人員與井上的聯(lián)系中斷，事故救援找不到人員的具體位置，給事故救援帶來無法想象的困難，甚至造成嚴重后果。為了解決這一突出問題，我們設(shè)計研究小組結(jié)合市場考察結(jié)果，決定采用KJ201A型井下人員定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)依現(xiàn)代無線通訊技術(shù)為基礎(chǔ)，應(yīng)用通訊技術(shù)中的信令技術(shù)及無線發(fā)射接受技術(shù)，實現(xiàn)井上和井下雙向通訊，集井下人員定位、嚴格考勤、瓦斯監(jiān)控和信息搜集于一體。該系第11頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日統(tǒng)的安裝使用，強化了井下人員的安全管理，提高了我礦在突發(fā)事件發(fā)生時的應(yīng)急處理能力，以利于安全生產(chǎn)，以利于完善全礦的安全管理體系，符合安全質(zhì)量標準化礦井的有關(guān)要求。

二、技術(shù)原理

KJ201A井下人員定位管理系統(tǒng)用于井下人員的無線定位、跟蹤、和考勤。系統(tǒng)依現(xiàn)代無線通訊技術(shù)為基礎(chǔ)，應(yīng)用通訊技術(shù)中的信令技術(shù)及無線發(fā)射接受技術(shù)，實時了解井下人員的數(shù)量和分布情況；可任意查詢指定人員當前或歷史時段所處的區(qū)域和活動蹤跡；可對人員進行下井次數(shù)、下井時間等考勤信息進行統(tǒng)計；突發(fā)事故時及時通知危險區(qū)域的人員疏散；事故發(fā)生后能夠及時鎖定受困人員的具體位置、井下人員遇到危險時能夠主動向地面發(fā)出求救信號。為搜救工作提供準確信息。技術(shù)原理是：本系統(tǒng)依現(xiàn)代無線通訊技術(shù)為基礎(chǔ)，應(yīng)用通訊技術(shù)中的信令技術(shù)及無線發(fā)射接受技術(shù)來檢測、搜集和接受各種參數(shù)信息，利用Lonworks現(xiàn)場總線技術(shù)實現(xiàn)通訊傳輸網(wǎng)絡(luò)，從而實現(xiàn)對井下人員的實時定位及井下人員與井上監(jiān)控室的雙向信息交流。系統(tǒng)主要有地面中心站監(jiān)控主機和軟件、KJ201-J通訊適配器、MHY32通訊電纜、KDW201礦用隔爆兼本質(zhì)安全型電源箱、KJ201-F井下監(jiān)控基站、KJ201-S無線數(shù)據(jù)收發(fā)機等單元構(gòu)成。

KJ201-F井下監(jiān)控基站是一個以神經(jīng)元芯片及

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及51單片機為核心的自動化監(jiān)控設(shè)備?？蓲旖痈鞣N傳感器、執(zhí)行器，對井下的各種環(huán)境參數(shù)進行連續(xù)檢測。具有多通道、多制式的信號采集和通訊功能，能及時將檢測到的各種環(huán)境參數(shù)、生產(chǎn)狀態(tài)、人員位置等信息實時傳達給地面中心站，并執(zhí)行中心站發(fā)出的各種命令。同時，基站還能就地檢測和顯示被測設(shè)備的運行狀況及檢測參數(shù)，及時發(fā)出報警和斷電控制信號。其通訊方式為二線制無極性通訊；無線通訊為同頻異步半雙工方式，可實時檢測移動目標。KJ201-S無線數(shù)據(jù)收發(fā)機安裝在井下人員安全帽上，與基站進行雙向通訊，基站根據(jù)其信號確定其具體位置。它既可接受井上下達的撤離命令，也可通過【緊急求助】按鈕，向地面中心站發(fā)送求助信號。該收發(fā)器抗干擾能力強，可靠性高，體積小，重量輕，功耗底等特點。KJ201-J通訊適配器安裝與地面調(diào)度室，實現(xiàn)Lonworks和RS232之間的信號轉(zhuǎn)換。具備電源、工作狀態(tài)指示功能，接受井下基站發(fā)來的Lonworks通訊信號，并將該信號解調(diào)成RS232信號傳送給計算機，將地面計算機輸出的RS232信號經(jīng)調(diào)制發(fā)送給井下基站。實現(xiàn)井上非本安通信信號與井下本安通信信號之間的電氣隔離。該適配器傳輸方式為二線無極性電纜或光纜連接，無主對等通訊；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用總線或自由拓撲任選形式。其雙向通訊過程如下：收發(fā)機基站內(nèi)無線模塊Lonworks模塊基站內(nèi)單片機適配器在適配器內(nèi)實現(xiàn)Lonworks和RS232之間信號轉(zhuǎn)換后，將RS232信號PC機第13頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日三、創(chuàng)新點及優(yōu)點1、本系統(tǒng)的先進性在于能夠?qū)崿F(xiàn)井上下的雙向信息交流，通訊線可無極性連接，即使單根線也能正常通訊，適合井下繁雜、險惡的環(huán)境。2、實現(xiàn)實時精確定位，識別無漏卡。3、兩芯通訊電纜無正、負極，可串聯(lián)、星形及環(huán)形連接，接線簡潔。4、收發(fā)器具有低功耗及休眠功能，抗干擾能力強，可靠性高，體積小，安裝、使用方便。5、基站在井下事故停電后，后備UPS電源仍可連續(xù)工作10小時以上，并記錄保存實時數(shù)據(jù)。6、無線數(shù)據(jù)收發(fā)器實時發(fā)出代表身份的射頻信號，可確定井下每個目標的具體位置和狀態(tài)。四、與同類技術(shù)比較與國內(nèi)同類技術(shù)比較屬領(lǐng)先水平，完全自動化運行，故障率底，維護量極少；無線收發(fā)器體積小，安裝在安全帽上，不影響工人的正常工作。五、作用與意義本裝置適應(yīng)國家安監(jiān)總局的要求，能夠?qū)崿F(xiàn)井上下的雙向信息交流，通訊線可無極性連接，即使單根線也能正常通訊，適合井下繁雜、險惡的環(huán)境。強化了井下人員的安全管理，提高了我礦在突發(fā)事件發(fā)生時的應(yīng)急處理能力，以利于安全生產(chǎn)，以利于完善全礦的安全管理體系，符合安全質(zhì)量標準化礦井的有關(guān)要求。第14頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日

六、推廣應(yīng)用前景2008年9月份，KJ201A井下人員定位管理系統(tǒng)正式安裝使用至今，實踐證明，該裝置性能可靠，達到了設(shè)計要求，以神經(jīng)元芯片及51單片機核心監(jiān)控設(shè)備自動化程度高，可在所有煤礦井下應(yīng)用，信號傳輸為準確，定位精度高，存儲信息容量大，安裝簡便，無線傳輸距離長，經(jīng)濟實用，具有廣闊的市場推廣前景。第15頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日《基于Lonwoks網(wǎng)絡(luò)雙向通訊井下人員定位系統(tǒng)的研究與應(yīng)用》鑒定材料之四經(jīng)濟、社會效益分析報告山東金陽礦業(yè)集團有限公司第16頁，共20頁，2023年，2月20日，星期日經(jīng)濟、社會效益分析報告2008年9月，我礦將地面中心站設(shè)在礦調(diào)度室，安裝監(jiān)控主機、備用主機各一臺，通訊適配器兩臺，井下東翼、西翼采區(qū)的工作面和各個掘進工作面的巷道中安裝了本安型電源箱8臺，監(jiān)控基站35臺，無線數(shù)據(jù)收發(fā)器井下人員每人一個。系統(tǒng)正式安裝試用，實踐證明，該裝置極大地提高了我公司的安全生產(chǎn)效益，其表現(xiàn)主要在以下幾個方面：1、經(jīng)濟效益本裝置安裝、使用方便，性能穩(wěn)定、可靠，適應(yīng)性強，與國內(nèi)同類技術(shù)比較屬領(lǐng)先水平，可對人員進行下井次數(shù)、下井時間等考勤信息分類統(tǒng)計，減少了出勤不出力的現(xiàn)象，增加了工人的勞動效率，以人均每年多提高工時10小時，多產(chǎn)煤5噸，價值3000元，全礦采煤工人200人計算，可創(chuàng)造效益：3000×200=600000元2、安全效益本裝置適應(yīng)使用要求，能夠?qū)崿F(xiàn)井上下的雙向信息交流，通訊線可無極性連接，即使單根線也能正常通訊，適合井下繁雜、險惡的環(huán)境。強化了井下人員的安全管理，提高了我礦在突發(fā)事件發(fā)生時的應(yīng)急處理能力，以利于安全生產(chǎn)和完善全礦的安全管理體系，符合安全質(zhì)量標準化礦井的有關(guān)要求。對于實現(xiàn)礦山企業(yè)安全、高效生產(chǎn)具有重要的作用和意義。3、社會效益經(jīng)過幾個月的運行實踐證明，本項研究成果正確、可行、安全可靠，其綜合效益非常明顯，具有廣泛的借鑒意義和市場推廣應(yīng)用前景。

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