CN103473652A - 智能型综合矿用井下人员定位及在线监测管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能型综合矿用井下人员定位及在线监测管理系统，包括调度中心、中心控制计算机系统、数据通信接口、矿用人员定位分站、矿用人员定位射频卡、矿用无线收发器、矿用射频定位器和矿用隔爆兼本安不间断电源；所述井口、掘进面和综合采集工作面处均设有矿用无线收发器和矿用射频定位器，所述中心控制计算机系统连接数据通信接口，所述数据通信接口连接矿用人员定位分站，所述矿用人员定位分站设有矿用人员定位器，所述人员携带有矿用人员定位射频卡。本发明实现了全矿井信号覆盖；单台分站的信号覆盖范围可达500-1000米以上；可以实现精确定位，可以实现实时人员跟踪定位管理；无线寻呼；无线双向数据通讯，大容量数据传输。

Description

智能型综合矿用井下人员定位及在线监测管理系统

技术领域

本发明涉及安全监测技术领域，特别是一种智能型综合矿用井下人员定位及在线监测管理系统。

背景技术

随着我国经济体制改革不断深入，现代化进程不断加快，国家对煤矿安全日益重视，监管力度不断加强，大中型煤矿和众多乡镇小煤矿均已大量装备了煤矿安全监控系统，有效遏制了重大瓦斯爆炸事故的发生。但是，缺乏对井下人员定位信息的监控，目前还普遍存在入井人员管理困难，井上人员难以及时准确掌握井下人员的分布和作业情况，一旦发生事故，抢险救灾、安全救护效率低，特别是事故发生后对矿井人员的抢救缺乏可靠的位置信息，严重的制约了抢险救灾的效率，失去最宝贵的抢救时机。安全生产的核心是人的安全。因此，煤矿对利用相应的矿井人员跟踪定位设备，全天候对煤矿入井人员进行实时自动跟踪和考勤，随时掌握每个员工在井下的位置及活动轨迹、全矿井下人员的位置分布情况等需求迫切。

面向矿井生产企业对井下人员位置监测的紧迫需求，国内外很多企业投入大量精力，纷纷研制出一批针对井下人员的考勤定位系统，这些系统在实现井下人员定位跟踪方面，不能完全适应现场的应用环境条件，因此在推广应用时存在困难。这些系统存在的问题主要包括：无法实现信号的全矿井覆盖，无法解决弯道、岔路等特殊地形条件下的信号覆盖，信号覆盖范围小，范围较大时无法实现精确定位，定位为单向信号传输、无法实现双向信号传输；无法实现实时跟踪定位，总线数据传输速度慢，系统功能单一等。这些问题的存在，使上述系统无法满足用户对定位跟踪系统的实际需要，其推广应用范围受到限制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种智能型综合矿用井下人员定位及在线监测管理系统，实现全矿井信号覆盖，包括弯道、岔道等复杂地形条件；单台分站的信号覆盖范围大，可达500-1000米以上；可以实现精确定位，可以实现实时的人员跟踪定位管理；无线寻呼；无线双向数据通讯，大容量数据传输等。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种智能型综合矿用井下人员定位及在线监测管理系统，其主要技术特征在于：包括调度中心、中心控制计算机系统、数据通信接口、矿用人员定位分站、矿用人员定位射频卡、矿用无线收发器、矿用射频定位器和矿用隔爆兼本安不间断电源；所述井口、掘进面和综合采集工作面处均设有矿用无线收发器和矿用射频定位器，所述中心控制计算机系统连接数据通信接口，所述数据通信接口连接矿用人员定位分站，所述矿用人员定位分站设有矿用人员定位器，所述人员携带有矿用人员定位射频卡。

而且，所述的矿用人员定位分站采用矿用本安型读卡分站。

而且，所述的矿用人员定位分站与中心控制计算机系统之间通过光缆或电缆相连接。

而且，所述的调度中心包括大屏幕显示系统、打印机、数据库服务器、系统维护台和客户终端。

而且，所述的调度中心还连接有以太网，所述以太网连接有矿务局和安监局以及相关单位。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明实现了全矿井信号覆盖，包括弯道、岔道等复杂地形条件；单台分站的信号覆盖范围大，可达500-1000米以上；可以实现精确定位，可以实现实时的人员跟踪定位管理；无线寻呼；无线双向数据通讯，大容量数据传输等。

附图说明

图1是本发明的原理结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：

一种智能型综合矿用井下人员定位及在线监测管理系统，如图1所示，包括调度中心、中心控制计算机系统、数据通信接口、矿用人员定位分站、矿用人员定位射频卡、矿用无线收发器、矿用射频定位器和矿用隔爆兼本安不间断电源；所述井口、掘进面和综合采集工作面处均设有矿用无线收发器和矿用射频定位器，所述中心控制计算机系统连接数据通信接口，所述数据通信接口连接矿用人员定位分站，所述矿用人员定位分站设有矿用人员定位器，所述人员携带有矿用人员定位射频卡。所述的矿用人员定位分站采用矿用本安型读卡分站；所述的矿用人员定位分站与中心控制计算机系统之间通过光缆或电缆相连接；所述的调度中心包括大屏幕显示系统、打印机、数据库服务器、系统维护台和客户终端；所述的调度中心还连接有以太网，所述以太网连接有矿务局和安监局以及相关单位。

结合附图，阐述本发明的工作原理：

应用射频识别技术和计算机通讯技术，在井上调度中心设置中心控制计算机系统，在井下相关位布置矿用人员定位分站，同时在需要精确定位的区域布置矿用射频定位器。矿用人员定位分站和中心控制计算机系统之间通过光缆或电缆相连接，矿山井下人员携带矿用人员定位射频卡，系统通过矿用人员定位分站与矿用人员定位射频卡之间的无线通讯，实现对被识别对象的目标定位和无线寻呼，从而为生产指挥调度、安全监测检查、人员考勤、区域禁入控制、紧急事件处理等工作提供有效手段，系统可同时将有关数据传至各级管理部门，为各级领导监督指挥决策提供重要的依据。

数据通信接口设于地面控制中心机房即调度中心，是中心控制计算机系统与井下各个矿用人员定位分站之间进行数据通信的接口设备，进行通信协议转换，实现双向数据通信接口设备，具有两路RS232、RS485和光纤四个接口。与中心控制计算机系统之间用RS232接口通信，与井下各个矿用人员定位分站之间通过RS485或者光纤进行通信。两路RS232通信接口，可以连接两台上位机进行双机设备。

矿用本安型读卡分站采用的电源类型为矿用隔爆兼本安不间断电源，其接口数量包括3路光缆，1路RS485，1路中继RS485和4路无线收发器RS485。矿用本安型读卡分站支持光缆、RS485两种有线通信模式，内置光中继/RS485中继。矿用本安型读卡分站与地面控制中心计算机通信功能，矿用本安型读卡分站加强蜂鸣器报警声音，可用于通信报警，同时具有存储功能以及温度检测功能。

矿用本安型无线收发器具有与识别卡双向射频通信功能；与矿用本安型读卡分站RS485通信功能；无线收发器加强蜂鸣器报警声音：可用于报警，同时具有存储功能。

矿用射频定位器安装于矿用人员定位分站的射频信号识别范围内，从而实现系统对矿用人员定位射频卡的精确定位。

识别卡具有支持双向通讯，呼叫确认功能，呼救功能。

本智能型综合矿用井下人员定位及在线监测管理系统具有矿井人员定位、跟踪功能，具体表现为：在矿井巷道的进出口、交叉道口、工作面、危险场合、地面主要出入口等位置安装监测分站；当携带有射频标签即矿用人员定位射频卡的人员进入监测分站检测范围，或从监测分站附近通过时，监测分站可以将相关人员的身份信息读出并传送回调度中心。

调度中心计算机将收到的信息显示在屏幕上，同时保存在数据库，以备随时查阅。结合井下电子地图，可以显示某个区域内人员的数量和分布，可以显示指定人员的移动路线；可以对指定人员进行定位和跟踪，可以查询特定人员在井下的位置。可以实时显示定位信息，也可以查询某一历史时刻的定位信息。

移动目标定位、跟踪技术，可以使地面管理人员全面、及时掌握井下及整个矿区人员的数量和分布情况，做到心中有数。提高了管理效率，保证井下资源的合理调度和安全生产的顺利进行。

人员无线寻呼功能：射频标签上可以加装高亮度报警灯，当标签接收到读卡器发出的呼叫信号后，报警灯闪烁提示相关人员。在需要紧急撤离，或寻找失踪人员时，人员无线寻呼系统将发挥重要作用。可以呼叫单独一个人员，也可以成组呼叫，可以呼叫某个区域的人员，也可以多个区域或全矿区呼叫。呼叫信息由计算机控制，通过指定的监测分站发出。呼叫信息有一般呼叫、紧急呼叫、紧急撤离呼叫等多种类型，通过报警灯的不同颜色来区别。

考勤统计功能：通过对井下工作人员的入井、升井时间，在井下各区域的停留工作时间的记录与统计，为企业提供考勤管理基础信息。

安全监测管理功能：跟踪安全监测人员在井下的运动轨迹，记录他们在各区域及各监测点的停留时间，从而保证按去哪监测工作的严格执行。

区域禁入管理功能：在井下的一些重要危险场所等禁止进入区域设计监测分站，当有非授权人员进入时，系统给出提示和警告，阻止人员进入，防止危险情况发生，同时将相关信息记录保存。

丢失报警功能：在每一班末，对当班人员进行清点，如发现有人员丢失则报警，以便值班人员核查，如果发现人员在井下工作超过规定时间，系统自动报警并给出相关人员的名单等信息，同时通过射频标签报警以便通知相关人员。在检修、报警或事故需撤离时，及时统计人员分布情况，及时发现丢失人员并采取相应措施。

紧急事件处理功能：当矿井发生紧急事件时，可以及时对丢失人员进行统计，查询事故现场附近的人员信息，查询相关人员的定位信息，快速确定人员的额准确位置，以便及时有效开展搜救工作。发生紧急情况时，可以在几秒内通过紧急告警信号通知井下所有人员紧急撤离危险区域。发生紧急情况时为指挥人员提供井下各区域人员的实时分布信息，帮助指挥人员制定应急方案。发生紧急情况且系统通讯不能恢复时，为指挥人员提供井下各区域人员的最近历史分布信息，帮助指挥人员制定应急方案。

系统运行管理功能：实时监测并记录系统通讯机系统设备的工作状况，对系统异常做出告警，提示维护人员尽快使系统恢复正常。

对需要定期或不定期维护的设备进行统一管理，对定位器及射频标签点量进行低限监测，提示维护人员及时对系统设备进行维护。

历史数据的记录与查询功能：系统可对上述矿井目标定位跟踪、人员寻呼、考勤统计、安全监测管理、系统运行管理等信息进行长期保存，并可方便的查询历史记录。

网络化与信息共享功能：通过网络化可实现矿井目标定位安全管理信息的充分共享，为矿井各部门及上级各层领导及时提供实时监测信息与历史信息，为他们监督指挥决策提供重要依据。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种智能型综合矿用井下人员定位及在线监测管理系统，其主要技术特征在于：包括调度中心、中心控制计算机系统、数据通信接口、矿用人员定位分站、矿用人员定位射频卡、矿用无线收发器、矿用射频定位器和矿用隔爆兼本安不间断电源；所述井口、掘进面和综合采集工作面处均设有矿用无线收发器和矿用射频定位器，所述中心控制计算机系统连接数据通信接口，所述数据通信接口连接矿用人员定位分站，所述矿用人员定位分站设有矿用人员定位器，所述人员携带有矿用人员定位射频卡。

2.根据权利要求1所述的智能型综合矿用井下人员定位及在线监测管理系统，其特征在于：所述的矿用人员定位分站采用矿用本安型读卡分站。

3.根据权利要求1所述的智能型综合矿用井下人员定位及在线监测管理系统，其特征在于：所述的矿用人员定位分站与中心控制计算机系统之间通过光缆或电缆相连接。

4.根据权利要求1所述的智能型综合矿用井下人员定位及在线监测管理系统，其特征在于：所述的调度中心包括大屏幕显示系统、打印机、数据库服务器、系统维护台和客户终端。

5.根据权利要求1所述的智能型综合矿用井下人员定位及在线监测管理系统，其特征在于：所述的调度中心还连接有以太网，所述以太网连接有矿务局和安监局以及相关单位。

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