CN102201075A - 矿用物流综合管理系统 - Google Patents

Abstract

一种物流综合管理系统，其特征在于所述系统由多媒体通信网关(1)、车载分站(2)、定位标识卡(3)、二维码标签(4)，上位机(5)、服务器(6)、二维码标签打印机(7)、二维码读取终端(8)、物流综合管理平台软件(9)、网络交换机(10)、光纤、线缆和电源组成，多媒体通信网关(1)、车载分站(2)读取定位标识卡(3)的标识信息；二维码读取终端(8)读取二维码标签打印机(7)打印的二维码标签(4)信息，车载分站(2)通过无线网络与多媒体通信网关(1)互连；多媒体通信网关(1)与网络交换机(10)通过光纤和线缆组成有线网络，上位机(5)、服务器(6)、二维码读取终端(8)与该有线网络连接，物流综合管理平台软件(10)安装在服务器(6)上。本发明基于二维码、RFID射频识别与定位、网络视频等技术，通过无线以太网与工业以太网，把人员、设备与网络连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、监控，实现“人与人”、“物与物”、“人与物”之间的协同作业、智能管理的应用。

Description

矿用物流综合管理系统

技术领域

本发明涉及一种通信与信息系统，具体地说，是涉及一种物流综合管理系统。

背景技术

我国煤矿95％以上是井工开采，煤炭赋存条件差、开采深度深、瓦斯、煤尘、水灾、火灾、冲击地压、地热等困扰着煤炭工业的健康发展，煤炭行业即是国家能源的主要支柱，也一直是我国工矿企业中的高危行业。

(1)煤矿井下空间狭窄、巷道复杂、环境恶劣，却集中了供电、运输、通风、排水、采掘、支护等大量的大型机电设备。

(2)煤炭开采面临的是移动的生产环境，大量的设备需要跟随采掘的进度搬迁，煤炭企业的设备管理与运维水平普遍较低，导致效率低下，设备、材料损耗浪费现象严重，设备的定位与管理在煤矿企业目前是个空白。

(3)煤矿在生产中使用大量的机车，我国煤矿机车定位主要以有线通信方式为主，对于有轨机车，目前采用最多的是定位继电器+有线通信的方式的实现，由于技术、成本与现场安装环境的限制，定位继电器无法高密度大量安装，所以只能在道岔、车站等少数关键位置实现定位，机车运行途中的精确定位无法实现；对于矿区井上、井下的汽车，目前还没有成熟可靠的定位与管理系统。

(4)在炸药的管理与使用方面，煤矿企业在日常的持续生产中需要大量使用炸药，许多恶性矿难的发生都与炸药的使用与管理的不当有关。而现有的炸药管理工作在煤炭企业内部还处于比较初级的登记领用状态，矿区内炸药运载车辆、火工人员下井放炮等均没有相应的管理技术手段。

(5)减员增效是煤炭企业提升安全生产管理水平的一个重要目标与手段，在移动的生产环境中，在人员少、距离长的井下巷道环境中在这种环境下实现减员增效，对煤矿井下通信系统的保障提出了更高的要求。

(6)煤矿安全规程里大量的规程都涉及人、设备、运输工具与作业流程的协同操作，而对于规程的执行目前主要靠制度与人的自觉性，缺乏有效的监控技术手段。

(7)煤矿井下发生事故后，地面与井下人员的信息沟通不及时，地面人员难以及时动态掌握井下人员的分布及作业情况，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。因此井下人数不详、被困人员位置不清、通信不畅是灾后应急救援急需解决的问题。

近年来，随着国家对煤矿安全生产措施的抓紧与落实，许多矿井安装了井下人员定位系统、设备点检系统、无线通信系统等，但普遍存在的问题：一是各系统功能单一、系统间相互隔离，在生产与安全管理上无法实现效能的最大化，系统间的协同作用难以发挥，与企业实际的生产与安全管理的融合度差，系统沦为“孤岛”乃至成为摆设或“参观工程”；二是系统还不够完善或存在空白，如机车定位系统、设备定位系统、矿区内的炸药运输与管理系统等；三是目前的这些系统还不具备冗灾与应急通信功能。

发明内容

本发明为了解决上述不足之处，提供了一种基于二维码、RFID射频识别技术，Wi-Fi射频定位技术，网络视频技术等技术，通过无线以太网与工业以太网，把人员、设备与网络连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、监控，实现“人与人”、“物与物”、“人与物”之间的协同作业、智能管理的创新应用。

为了实现本发明的目的，采用以下技术方案：一种物流综合管理系统，其特征在于所述系统由多媒体通信网关(1)、车载分站(2)、定位标识卡(3)、二维码标签(4)，上位机(5)、服务器(6)、二维码标签打印机(7)、二维码读取终端(8)、物流综合管理平台软件(9)、网络交换机(10)、光纤、线缆和电源组成，多媒体通信网关(1)、车载分站(2)读取定位标识卡(3)的标识信息；二维码读取终端(8)读取二维码标签打印机(7)打印的二维码标签(4)信息，车载分站(2)通过无线网络与多媒体通信网关(1)互连；多媒体通信网关(1)与网络交换机(10)通过光纤和线缆组成有线网络，上位机(5)、服务器(6)、二维码读取终端(8)与该有线网络连接，物流综合管理平台软件(10)安装在服务器(6)上。

所述的物流综合管理系统，其特征在于所述多媒体通信网关(1)之间可以通过光纤或线缆互连组成环型、链型或星型的组合网络。

所述的物流综合管理系统，其特征在于所述多媒体通信网关(1)与车载分站(2)之间通过IEEE802.11无线以太网协议通信。

所述的物流综合管理系统，其特征在于所述多媒体通信网关(1)、车载分站(2)与定位标识卡(3)之间通过RFID无线技术实现定位。

所述的物流综合管理系统，其特征在于所述多媒体通信网关(1)、车载分站(2)与定位标识卡(3)之间还可以通过IEEE802.11无线以太网技术实现定位。

所述的物流综合管理系统，其特征在于所述车载分站(2)包括无线以太网模块(a)、RFID读卡器模块(b)、以太网交换机模块(c)、视频服务器模块(d)、显示模块(e)、天线、电源与外壳，无线以太网模块(a)用于车载分站(2)与多媒体通信网关(1)之间的无线通信，RFID读卡器模块(b)用于读取定位标识卡(3)的标识信息，视频服务器模块(d)用于连接本地的监控摄像头并存储本地视频，显示模块(e)用于显示定位与指令信息，电源模块提供电源，上述模块安装在一个外壳里；无线以太网模块(a)、RFID读卡器模块(b)、视频服务器模块(d)、显示模块(e)均连接至以太网交换机模块(c)。

所述的物流综合管理系统，其特征在于所述多媒体通信网关(1)包括无线以太网模块(h)、以太网交换机模块(i)、RFID读卡器模块(j)、天线、电源与外壳，无线以太网模块(h)用于实现无线以太网的信号覆盖，RFID读卡器模块(j)用于读取定位标识卡(3)的标识信息，以太网交换机模块(i)用于连接无线以太网模块(h)、RFID读卡器模块(j)以及系统组网，电源模块为多媒体通信网关提供电源，上述模块安装在一个外壳里。

所述的车载分站(2)，其特征在于所述车载分站(2)的以太网交换机模块(d)具备以太网接口(Eth)与串行通信接口(RS)。

所述的多媒体通信网关(1)，其特征在于所述多媒体通信网关(1)的以太网交换机模块(i)具备以太网接口(Eth)与串行通信接口(RS)。

上述的物流综合管理系统，其特征在于满足煤矿井下爆炸性气体环境用电气设备安全技术要求。

本发明的有益效果在于：

物联网是将各种信息传感设备，如二维码、射频识别(RFID)、全球定位系统(GPS)等装置与网络结合起来，从而给物体赋予智能，实现人与物、物与物的相互间的沟通和对话，实现智能的管理。物联网技术与理念的推广对提升我国煤炭企业的物流与安全生产管理水平具有重要的意义。煤炭行业的特殊性，使其不但具备“物联网”的实施条件与需求，还具备人员定位的条件，煤矿井下人员定位系统已成为行业强制标准正在逐步实施，将物的定位与人的定位相结合，辅助以通信系统、视频监控系统，与自动化生产系统相协同，应用于煤矿企业的安全生产管理，是物联网技术在煤炭企业安全生产工作中的创新应用。

附图说明

图1是本发明的系统组成框图

图2是本发明的系统架构框图

图3是物流综合管理平台软件架构框图；

图4是爆破规程监控示例框图；

图5是车载分站框图

图6是多媒体网关框图

具体实施方式

下列实施例将进一步说明本发明，实施例不应被视为限制本发明的范围。

如图1所示，所述系统由多媒体通信网关(1)、车载分站(2)、定位标识卡(3)、二维码标签(4)，上位机(5)、服务器(6)、二维码标签打印机(7)、二维码读取终端(8)、物流综合管理平台软件(9)、网络交换机(10)、光纤、线缆和电源组成。

多媒体通信网关(1)、车载分站(2)读取定位标识卡(3)的标识信息，标示卡分为人员定位标示卡、设备定位标示卡、车辆定位标示卡、位置标定标示卡，不同用途的标示卡可以通过不同的分组编码加以区分，标示卡可以是基于RFID定位技术的标示卡，也可以是基于IEEE802.11协议的标示卡；

二维码读取终端(8)读取二维码标签打印机(7)打印的二维码标签(4)信息，二维码标签黏贴于被标示物，应用于危险品或材料的流向管理。

车载分站(2)通过无线网络与多媒体通信网关(1)互连，车载分站可以读取人员、设备、车辆、位置标定标示卡的信息并可将这些定位信息上传至上位机，车载分站可以读取与存储车辆本身工况的监测信息，并可将这些信息上传至上位机；车载分站可以接入车上安装的摄像机，进行视频信号的存储，并可将这些信息上传至上位机。

多媒体通信网关(1)与网络交换机(10)通过光纤和线缆组成具有冗余功能的有线网络，多媒体通信网关(1)通过其内部的无线以太网模块，可以实现周边的无线信号覆盖，接入符合IEEE802.11协议的手机、笔记本计算机、PDA、无线摄像机等无线终端设备，实现数据、语音、图像的无线传输。

上位机(5)、服务器(6)、二维码读取终端(8)与该有线网络连接，物流综合管理平台软件(10)安装在服务器(6)上。

系统的功能如下：

1、实现物流/人流定位与管理功能

1)人员定位与管理功能

2)设备定位与管理功能

3)车辆/机车定位与管理功能

4)炸药流向与炸药运输车辆定位与车载监控功能

2、通信功能：

1)无线/有线调度通信功能

2)工业以太网组网功能

3)应急通信功能

4)视频监控功能

3、安全与生产系统接入与融合功能：

1)安全监测监控系统接入功能

2)综合自动化系统融合功能

4.物流与安全生产综合管理系统平台：

1)资源调度(人、车、设备)功能

2)流程管理功能

3)协同作业管理功能

4)数据、图像、声音信息采集、监控、显示和存储功能

5)告警、存储、分发功能

6)分级管理功能

7)统计、报表、分析功能

8)网络管理功能

如图2所示，是本发明的系统架构框图。根据煤炭企业生产管理需求与现状，将系统业务分为人员定位与管理、设备定位与管理、车辆/机车的定位与管理、危险品流向与运输监控与管理四个子系统，以物流与安全生产综合管理系统平台为核心，以无线/有线一体化调度通信系统、视频监控系统、应急通信系统为辅助通信系统，与安全监测监控系统、综合自动化等系统相结合。

1.人员、设备定位与管理

人员定位系统由主要标识卡、读卡器、网络传输系统、上位机与系统软件组成，标识卡由个人佩带，设备、车辆定位与管理系统与人员定位与系统相同，共用读卡器、网络传输系统、上位机与系统数据库软件，以标识卡的不同分组来区分人与设备。

2.机车定位与管理

系统将标识卡以1～3米的间隔安装于井下巷道顶壁上，通过安装于矿用机车上的车载分站读取标识卡，定位精度可以达到1～3米。安装于矿用机车上的车载分站与固定安装在巷道中的多媒体通信网关之间采用无线以大网协议通信，可以支持视频、语音、数据等多业务，可以实时接收调度中心下传的各种指令，支持在机车上安装摄像机，实现移动机车上摄像机视频信号的实时无线上传与本地存储；通过车载分站的串行通信端口可将机车本身的运行监测数据实时无线上传与本地存储。地面调度中心可以根据机车位置情况实时控制道口的红绿灯。

3.炸药流向与运输监控管理

炸药流向管理系统采用二维码识别与管理技术，二维码由于成本低廉，同样适用于企业对低值设备或材料的日常管理。炸药流向管理以煤矿企业从公安部门取得炸药为起始点，由煤矿企业为领到的炸药加贴二维码标签并进行相应后续领用、运输、下井、实施爆破等流程的管理至炸药按规程使用完毕。

4.无线/有线一体化调度通信

通信系统是系统实现的重要保障手段，无线/有线一体化调度通信已经成为今后的发展趋势，本发明提出的是一种集井下移动通讯、视频监控、人员定位、应急救援通信、工业以太环网、无线/有线一体化调度通信的六网合一的系统。基于VoIP通信技术的优势，系统还具备应急通信的功能，系统支持多环多路由网络冗余，系统中任意一点的分站、光缆等设备发生故障或遇灾害损坏时，系统具有即时重构自愈功能，故障不影响系统的正常工作。系统支持手机的脱网通信功能，即使井下某一段网络与地面的通信完全被中断隔离，井下的手机之间仍然可以通过脱网通信功能发现在线的手机，并实现内部通话。

如图3所示，是物流综合管理平台软件架构框图。物流信息化系统平台通过对物流、人流、车流、危险品过程数据的集成、加工处理，在安全生产管理和实时过程控制之间架起一座桥梁，达到两者之间的信息交换和紧密集成。在关系数据库系统基础上，实现各应用系统的集成、管理和信息共享、交互。通过该平台可以将企业分散的物流、人流、危险品等各子系统实现有机的整合，增加监测监控、告警、存储、分发、业务流程管理、协同作业管理、统计报表、数据分析等附加功能，实现多级、分层、实时以及任意位置的监控与管理。协同管理设计是企业级物流与安全生产综合管理系统平台的核心，煤矿安全规程的核心既是对人员、设备、环境、流程等条件与操作规程的约束，而规程的执行监控一直缺乏有效的技术手段，主要依赖人员的素质与自觉性。

如图4所示，是爆破规程监控示例框图。以井下爆破的安全规程为例，通过本系统可以监控炸药的领用、运输、实施等各环节的合规性，对于爆破操作的现场环境、人员与设备条件进行监控与记录，对于违规或潜在的危险行为给出告警与纠正。

如图5所示是车载分站框图。车载分站包括无线以太网模块(a)、RFID读卡器模块(b)、以太网交换机模块(c)、视频服务器模块(d)、显示模块(e)、天线、电源与外壳。

无线以太网模块(a)用于车载分站与多媒体通信网关之间的无线通信，RFID读卡器模块(b)用于读取定位标识卡的标识信息，视频服务器模块(d)用于连接本地的监控摄像头并存储本地视频，显示模块(e)用于显示定位与指令信息，电源模块提供电源，上述模块安装在一个外壳里；无线以太网模块(a)、RFID读卡器模块(b)、视频服务器模块(d)、显示模块(e)均连接至以太网交换机模块(c)。

如图6所示是多媒体网关框图。多媒体通信网关包括无线以太网模块(h)、以太网交换机模块(i)、RFID读卡器模块(j)、天线、电源与外壳，无线以太网模块(h)用于实现无线以太网的信号覆盖，RFID读卡器模块(j)用于读取定位标识卡的标识信息，以太网交换机模块(i)用于连接无线以太网模块(h)、RFID读卡器模块(j)以及系统组网，电源模块为多媒体通信网关提供电源，上述模块安装在一个外壳里。

Claims (10)

1.一种物流综合管理系统，其特征在于所述系统由多媒体通信网关(1)、车载分站(2)、定位标识卡(3)、二维码标签(4)，上位机(5)、服务器(6)、二维码标签打印机(7)、二维码读取终端(8)、物流综合管理平台软件(9)、网络交换机(10)、光纤、线缆和电源组成，多媒体通信网关(1)、车载分站(2)读取定位标识卡(3)的标识信息；二维码读取终端(8)读取二维码标签打印机(7)打印的二维码标签(4)信息，车载分站(2)通过无线网络与多媒体通信网关(1)互连；多媒体通信网关(1)与网络交换机(10)通过光纤和线缆组成有线网络，上位机(5)、服务器(6)、二维码读取终端(8)与该有线网络连接，物流综合管理平台软件(10)安装在服务器(6)上。

2.根据权利要求1所述的物流综合管理系统，其特征在于所述多媒体通信网关(1)之间可以通过光纤或线缆互连组成环型、链型或星型的组合网络。

3.根据权利要求1所述的物流综合管理系统，其特征在于所述多媒体通信网关(1)与车载分站(2)之间通过IEEE802.11无线以太网协议通信。

4.根据权利要求1所述的物流综合管理系统，其特征在于所述多媒体通信网关(1)、车载分站(2)与定位标识卡(3)之间通过RFID无线技术实现定位。

5.根据权利要求1所述的物流综合管理系统，其特征在于所述多媒体通信网关(1)、车载分站(2)与定位标识卡(3)之间还可以通过IEEE802.11无线以太网技术实现定位。

6.根据权利要求1所述的物流综合管理系统，其特征在于所述车载分站(2)包括无线以太网模块(a)、RFID读卡器模块(b)、以太网交换机模块(c)、视频服务器模块(d)、显示模块(e)、天线、电源与外壳，无线以太网模块(a)用于车载分站(2)与多媒体通信网关(1)之间的无线通信，RFID读卡器模块(b)用于读取定位标识卡(3)的标识信息，视频服务器模块(d)用于连接本地的监控摄像头并存储本地视频，显示模块(e)用于显示定位与指令信息，电源模块提供电源，上述模块安装在一个外壳里；无线以太网模块(a)、RFID读卡器模块(b)、视频服务器模块(d)、显示模块(e)均连接至以太网交换机模块(c)。

7.根据权利要求1所述的物流综合管理系统，其特征在于所述多媒体通信网关(1)包括无线以太网模块(h)、以太网交换机模块(i)、RFID读卡器模块(j)、天线、电源与外壳，无线以太网模块(h)用于实现无线以太网的信号覆盖，RFID读卡器模块(j)用于读取定位标识卡(3)的标识信息，以太网交换机模块(i)用于连接无线以太网模块(h)、RFID读卡器模块(j)以及系统组网，电源模块为多媒体通信网关提供电源，上述模块安装在一个外壳里。

8.根据权利要求5所述的车载分站(2)，其特征在于所述车载分站(2)的以太网交换机模块(d)具备以太网接口(Eth)与串行通信接口(RS)。

9.根据权利要求6所述的多媒体通信网关(1)，其特征在于所述多媒体通信网关(1)的以太网交换机模块(i)具备以太网接口(Eth)与串行通信接口(RS)。

10.根据权利要求1-8其中任一所述的物流综合管理系统，其特征在于满足煤矿井下爆炸性气体环境用电气设备安全技术要求。

Images