井下人員定位系統(tǒng)技術方案

井下人員定位系統(tǒng)技術方案1

聚來井下人員定位系統(tǒng)技術方案

1.1系統(tǒng)概述

上海聚來射頻電子技術基于第三代RFID技術研發(fā)的井下人員、設備定位跟蹤系統(tǒng)是采用目前國際上最先進的BEST-RFID技術的井下定位系統(tǒng)。能夠及時（無輪巡、無延時）、準確（無錯碼、無漏卡）地將井下各個區(qū)域人員及設備的動態(tài)情況反映到地面計算機系統(tǒng)，使管理人員能夠隨時掌握井下人員、設備的分布狀況和每個礦工的運動軌跡，以便于進行更加合理的調(diào)度管理。當事故發(fā)生時，井下人員可以通過持有的定位卡片向地面機房求救，救援人員也可根據(jù)上海聚來井下人員及設備定位系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)、圖形，迅速了解有關人員的位置情況，及時采取相應的救援措施，提高應急救援工作的效率。

第三代RFID技術---BESTRFID---又稱卓越RFID。是從第一代RFID不能準確無誤識別人員信息—--到第二代RFID只能單讀頭較準確識別，再到第三代BESTRFID---卓越RFID能網(wǎng)絡化、多方向、多讀頭，（兩個以上、單一子網(wǎng)即多可達上百個，整個網(wǎng)絡可達上千個）同時準確識別人員定位信息的本質(zhì)性飛躍。

第三代RFID技術---BESTRFID，又稱卓越RFID，應用0.13um芯片制造工藝，依靠世界頂尖的射頻電子技術專家，整合國際上最領先的天線技術、光通信技術、工業(yè)以太網(wǎng)傳輸技術、數(shù)據(jù)庫處理技術、計算機軟件技術、地理信息系統(tǒng)技術、互聯(lián)網(wǎng)技術、工程結構學技術、井下應急救災技術等多學科的綜合課題攻關，全面、完善、徹底地解決了井下人員定位系統(tǒng)中遇到的前兩代RFID無法突破的技術瓶頸問題。

前兩代RFID技術雖然在一些應用中能解決單一讀頭識別，但當系統(tǒng)要求兩個以上讀頭組成系統(tǒng)網(wǎng)絡，用于識別人員信息和定位時，會出現(xiàn)人員信息、定位數(shù)據(jù)延時達10秒、10個以內(nèi)讀頭數(shù)據(jù)延時就達30秒，10個以上讀頭，數(shù)據(jù)延時高達三、五分鐘以上甚至十數(shù)分鐘的不治之癥。并且，多讀頭時數(shù)據(jù)傳輸較慢。因數(shù)據(jù)輪巡，各讀頭數(shù)據(jù)只能分批上傳，造成井下人員的定位信息忽前忽后，定位軌跡上下亂竄。根本不能即時有效反應井下人員的位置信息。更突出的問題是，整套子系統(tǒng)讀頭數(shù)量不能超過30個，超過時就要增加通信箱，造成數(shù)據(jù)延時成倍增加，延時達五分種甚至十幾分鐘，井下30秒，人就可能移動一百米，五分種以上的人員定位信息，人員就更加無法確定去向。這樣的系統(tǒng)根本就不再有人員定位價值。再者，嚴重的是，前兩代系統(tǒng)不具有方向性，或方向性只能在兩個讀頭間，單進單出。不能進行三、四、五、六分巷以及整個定位系統(tǒng)方向性判別。

第三代BESTRFID不僅單一讀頭與卡片間能完美地達到超高速識別、超遠距離識別、超低功耗、超大流量識別，而且較前兩代RFID而言，BESTRFID真正實現(xiàn)了RFID技術的網(wǎng)絡化應用和高速即時數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹⒍嘧x頭（兩個以上、單子網(wǎng)就多可達上百個）同時準確識別的難題，更重要的是識別數(shù)據(jù)甄別、上傳不再有輪巡、延時。各讀頭之間都有方向性，都能有效判斷方向性，而且井下、井上同一時間觸發(fā)，一秒鐘內(nèi)上位機判別，沒有延時。

第三代BESTRFID同時也解決了前兩代RFID技術感應距離短、防沖突能力差的致命弱點。多頻段多頻道碰撞性轉移，杜絕了沖突的可能。其各項技術指標在同類產(chǎn)品中均處于行業(yè)領先地位，開創(chuàng)了真正的超遠距離、真正網(wǎng)絡化、高速移動條件下、超低功耗發(fā)射、真正即時傳輸?shù)淖R別技術的新紀元。

第三代BESTRFID，由上海聚來射頻電子技術融合國際一流RFID技術專家、計算機軟、硬件、網(wǎng)絡專家、光通信專家、煤礦非煤礦搶險救災搜救專家綜合課題攻關的成果研發(fā)成功。

上海聚來井下人員及設備定位系統(tǒng)是集井下人員考勤、跟蹤定位、災后急救、日常管理等一體的綜合性運用系統(tǒng)。也是國內(nèi)技術最先進、運行最穩(wěn)定、設計最專業(yè)化的井下定位系統(tǒng)。這一科技成果的實現(xiàn)，將為煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)和日常管理上臺階以及事故急救帶來了新的契機。

1.2系統(tǒng)總體設計思路

井下人員定位跟蹤及考勤管理系統(tǒng)涉及計算機軟件、數(shù)據(jù)庫、電子電路、防爆本安電源、數(shù)字通訊、無線識別RFID技術、井下工業(yè)以太網(wǎng)、井下施工等方面。因此，在設計方案時，除了考慮其功能外，在穩(wěn)定性、可靠性、抗干擾能力、容錯能力及異常保護等方面也進行了充分考慮。項目方案確定利用現(xiàn)有成熟的高速工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)作為主傳輸平臺，開發(fā)相應的井下人員跟蹤定位基站、人員無線編碼發(fā)射器等設備與系統(tǒng)掛接，通過井下人員跟蹤定位基站及考勤管理專用軟件與主系統(tǒng)以標準的專用數(shù)據(jù)庫進行后臺數(shù)據(jù)交換從而實現(xiàn)井下作業(yè)人員的跟蹤定位和安全管理。系統(tǒng)總體設計主要體現(xiàn)在：

實現(xiàn)煤礦井下作業(yè)人員進出的有效識別和監(jiān)測監(jiān)控，使管理系統(tǒng)充分體現(xiàn)"人性化、信息化和高度自動化"，實現(xiàn)數(shù)字礦山的目標。

為煤礦管理人員提供人員進出限制、考勤作業(yè)、監(jiān)測監(jiān)控等多方面的管理信息，一旦發(fā)生安全事故，通過該系統(tǒng)可在事故現(xiàn)場10～30米范圍內(nèi)可立刻探測該作業(yè)面工作人員及其數(shù)量，保證搶險救災和安全救護工作的高效運作。

系統(tǒng)設計具備安全性、可擴容性、易維護性和易操作性。

輕松聯(lián)網(wǎng)，BS結構，輕松實現(xiàn)縣、市、省及更廣闊地域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控。

1.3系統(tǒng)設計原理及依據(jù)

系統(tǒng)設計原理

井下人員定位管理及搜救系統(tǒng)是由地面監(jiān)控中心主計算機在系統(tǒng)軟件支持下，通過數(shù)據(jù)傳輸接口和沿巷道鋪設的通訊光/電纜，無間斷、即時地對井下安裝的無線數(shù)據(jù)采集器進行數(shù)據(jù)信息采集，無線數(shù)據(jù)采集器將自動采集有效識別距離內(nèi)的標識卡的信息，并無間斷、即時地通過傳輸網(wǎng)絡將相關數(shù)據(jù)傳送至地面中心站。數(shù)據(jù)信息經(jīng)分析處理后，將井下人員（或機車等移動目標）動態(tài)分布在主計算機界面中得以實時反映，從而實現(xiàn)井下安全狀態(tài)在井上數(shù)字化管理的目的。

遵循"統(tǒng)一發(fā)卡、統(tǒng)一裝備、統(tǒng)一管理"的原則，將標識卡視為"上崗證"或"坑道準入證"，按準許上崗人員實行"一人一卡"制。

脈型達根據(jù)葡礦井垮監(jiān)測烘需求混，在旅井下粥坑道概、峒談室、鋸作業(yè)釋面等情地點摔安裝洋無線倆數(shù)據(jù)加采集滑器，邊并通惑過電館纜/配光纖榨數(shù)據(jù)里傳輸走接口今相互隱連接芝為井聾下高巷速工詢業(yè)以乖太網(wǎng)鍋，從降而構卡成完鵝整通跑訊線助路。噴銳華條忌煤礦臣生產(chǎn)稿單位械輸入哈工作泊人員揪相關到信息盞后，孔向下凡井工罩作人肚員頒手發(fā)并輔裝備剃標識抓卡。駝飯想趴系統(tǒng)納數(shù)據(jù)探庫記丹錄該傷標識掛卡相乎對應抽人員責的基綢本信旋息，止包括役姓名柳、年潑齡、陳性別煎、所腎屬班護組、剛所屬辜工種耍、職斯務、郊本人義照片咳、有填效期校等基懼本信賤息。擦絹去鬼嚷進入許坑道錄的工扁作人盜員必證須隨眼身攜棒帶標仗識卡貼，當眼持卡溝人員恭經(jīng)過搬設置叮識別烈系統(tǒng)救的地貿(mào)點時打被系滲統(tǒng)識鎮(zhèn)別。匹系統(tǒng)墾將讀社取該之卡號逗信息逮，通騾過系扭統(tǒng)傳諷輸網(wǎng)朵絡，錢將持峰卡人展通過峰的路罰段、北時間米等資幸料傳幻輸?shù)狡蟮孛婷罕O(jiān)控候中心鏈進行相數(shù)據(jù)貓管理務，并主可同家時在坊地理皂信息己大屏待幕墻陶上出旨現(xiàn)提哭示信預息，促顯示豬通過幻人員昌的姓盟名。理如果患感應宏的無仰線標飛識卡繼號無踢效或獸進入答限制箱通道總，系載統(tǒng)將錄自動有報警留，安卻全監(jiān)最控中淹心值浙班人奴員接傍到報灘警信灘號，厚立即揭執(zhí)行躬相關叔安全絡工作芹管理騰程序團。攜逢夏巨生產(chǎn)財單位牙可根崗據(jù)生啞產(chǎn)計驚劃，批對該思標識掃卡進全行授思權管卵理。訴授權差范圍血包括塞：該兔員工跨可以歌準入贏的坑耍道或患作業(yè)僵面。擁為防學止無適關人艱員和爺非法坑人員漏進入機坑道千或作謝業(yè)面悠，系漲統(tǒng)設喊置該過卡準汗入坑俱道或捕作業(yè)立面的判時效秧管理礙模塊惑及卡米的失孕效、朝報失湊等。某曾鮮似暴坑道黨一旦唉發(fā)生枯安全易事故漁，監(jiān)扎控中殲心在毛第一傻時間蒙內(nèi)可吐以知闊道被粒困人咽員的壘基本漠情況泛，救噸險隊悄使用錦移動貴式遠架距離遵識別伍裝置瓣，在惕10瀉-3困0米硬的范滴圍內(nèi)引方便嗽探測訴遇險判人員裙的位促置，勞便于客（進捏行安扔全高獅效的販救護頓、救航助工冤作）合救護捧工作相的安比全和明高效暖運作臨，便摸于事研故救殲助工赴作的汁開展掠。滾攏他悼炕系統(tǒng)咬可自鈔動生策成考嚼勤作詳業(yè)的漫統(tǒng)計唇與管秀理等價方面籠的報獨表資奇料，符提高籍管理可效益謝。

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