井下人员安全定位考勤双向呼叫管理系统设计方案.doc

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1、井下人员安全定位考勤双向呼叫管理系统设计方案目录一、行业背景概述31、目前煤矿井下人员管理现状32、行业政策发展趋势3二、433M井下人员管理系统（KJ138）简介51、系统组成52、系统特点和优势：63、系统设计参考文献7三、系统功能及设备描述91、系统软件功能描述92、硬件设备描述173、系统供电与控制室要求（矿上需具备条件）214、站点安装位置22四、配置清单23五、施工周期24六、售后服务24七 附件27附件一 公司介绍28附件二：试点项目项目进展过程。29一、行业背景概述1、目前煤矿井下人员管理现状矿山开采是一个危险性较高、事故多发的行业，在世界各地，几乎每天都有矿工因矿难而失去宝贵

2、生命。但无论是矿井透水、瓦斯爆炸，还是顶板塌方，一些矿工都能因为躲避在安全地带而有幸避免受到伤害。然而，如果长时间被困，矿工可能因为食物饮水的缺乏或氧气耗光而死亡。当发生重大事故时，搜救人员必须尽快找到矿工的被困位置以便施救，为此，准确掌握井下人员数量和位置便成为一项十分紧迫的工作和任务。目前在煤矿开采行业发生事故后的搜救工作主要存在以下问题：（1）地面与井下人员的信息沟通不及时。 （2）地面人员难以及时动态掌握井下人员的分布及作业情况，进行精确人员定位。 （3）煤矿事故发生初期，由于对井下事故情况不明，抢险救灾不及时、安全救护的效率低，搜救效果差。2、行业政策发展趋势煤矿安全生产事关人民群众

3、的生命和财产安全，各级政府一贯高度重视煤矿安全生产问题，并采取了一系列措施不断加强安全生产工作。2008年初国家安全生产监督管理总局政策法规司有关负责人表示：为加强煤矿安全生产，将进一步推广和完善煤矿井下人员定位系统。精确定位和信息获取技术被列入“十一五”期间国家优先发展的安全生产科研方向。如何改变目前煤矿企业对井下人员落后的管理模式，如何实现管理的现代化、信息化已成为政府主管部门和煤矿企业十分关心的问题。建立以灾害预防、事故救助、电子信息化管理为主要目标的信息化和智能化管理系统，已成为政府主管部门和煤矿企业的当务之急和势在必行紧迫工作。为加强煤矿安全生产，有效遏制煤矿重特大事故。国家安监总局

4、2006年颁发了216号文件：关于加强煤矿安全生产工作规范企业劳动定员管理的若干指导意见。意见提出：“推行井下人员管理监测系统。煤矿企业应利用先进的技术和装备，加强入井人员考勤，逐步推行井下人员管理监测系统”。 2010年4月23日赵铁锤在全国安全生产会议上的讲话中有提出：“通过健全人员定位系统，加强煤矿入井人员的动态管理，准确掌握各个作业区域人员的数量以及变化情况；通过完善通信联络系统，维持井上下和各个作业点通信通畅，可以及时了解煤矿井下具体情况，为防灾抗灾和快速抢险救灾提供准确的信息。”为积极响应国家有关部门的号召，由四川省科技厅指导，四川研成通信科技公司具体实施，率先在四川省筠连县金泉煤

5、矿安装部署了由研成科技自主研发的“煤矿井下人员安全定位考勤管理系统”。该系统得到了四川省安监局、四川省科技厅有关领导的充分肯定和认可，李成云副省长也在此系统安装调查报告上批示了意见，希望在川内加大基础安全建设和此系统的推广。二、433M井下人员管理系统（KJ138）简介KJ138井下人员管理系统采用先进的433M无线有源射频技术，能够很好的适应井下恶劣环境，具有读取距离远、绕射性能强、读取效果可靠、支持双向呼叫、三级联网、紧急报警等特点。1、系统组成KJ138人员管理系统由硬件系统和软件系统组成，硬件系统由数据通讯接口、井下读卡主站、井下读卡子站、隔爆兼本安型电源、矿用人员标识卡、工控机等组成

6、；软件系统由KJ138型煤矿井下人员管理子系统、考勤管理子系统、跟踪定位子系统、信息查询子系统、报表统计打印子系统、紧急报警子系统、系统设备管理子系统及后台数据库等组成。系统可实现三级联网、实时监控、统一调度、信息可追溯，极大地提高煤矿智能化管理水平，符合煤矿预防为主，有备无患的安全管理原则，系统架构框图如下图所示：KJ138井下人员管理系统架构图2、系统特点和优势： KJ138井下人员管理系统拥有完整的知识产权，具有自主研发和生产的优势，能够根据用户的需求进行系统升级和二次开发； 本系统采用433MHZ频段的有源射频识别技术，该技术最为适宜井下恶劣环境，具有有效读卡距离远、绕射性能强、读卡可

7、靠性高等特点； 该系统具有双向呼叫报警功能，能够及时预防事故的发生。当井下人员发现异常情况时，可按下报警按钮向监控室报警，监控室再通过管理软件向所有井下人员发出相关指令； 系统软件直观简洁、操作方便，支持多用户多权限管理，使煤矿管理人员在办公室电脑上，根据相应的权限就能监控和查询实时相关信息； 系统设备远、近距离兼顾，采用主站和子站相结合的方式组网，极大的为用户控制了成本。井下区域需信号覆盖时，两站之间可控制的读卡距离最大为200米，最小距离为40米； 系统能够查询任意班组、任意工种、任意时间段、任意定位区域内的井下人员工作信息，并通过GIS系统动态地显示在客户端； 显示与调度：系统实时的将信

8、息提供给矿领导、机电处、安检处、调度室、劳资科及其它需要部门，调度室内支持LED大屏显示,可以将调度信息和矿井实时信息进行发布。应用频段分析：目前美国军用无线有源射频技术选择的是433M频段，民用的无线有源射频技术选择的是2.4G频段。因为同频段存在干扰问题，为保障有源射频系统可靠的使用。在美国，军用频段是完全禁止在别的民用领域使用的。目前在我国军方，无线有源射频技术大规模使用的是2.4G频段（主要是安全方面的考虑，不能和美国军方使用同一频段）。根据其使用情况，2.4G频段极有可能被军方列为专用频段，那么我们在为矿上设计井下人员管理系统时，要多方考虑，避免将来可能二次安装系统，造成矿上无谓的经

9、济和时间损失，所以乐山物联网产业科技园建议在矿山领域使用433M人员定位系统。3、系统设计参考文献 煤矿安全规程 煤矿监控系统总体设计规范 智能调度室装备规范 GB 3836.4-83 爆炸性气体环境用电气设备本质安全型电路和电气要求 GB 3836.1-83 爆炸性气体环境用电气设备通用要求 GB 12173-90 矿用一般型电气设备 MT 209 煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求 AQ 6210-2007煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件 AQ 6201-2006煤矿安全监控系统通 NN用技术要求 AQ 1048-2007煤矿井下作业人员管理系统使用和管理规范 MT 286

10、-1992 煤矿通信、自动化产品型号编制方法和管理办法 MT/T 772-1998 煤矿监控系统主要性能测试方法 MT/T 899-2000 煤矿信息传输装置 MT/T 1004 煤矿安全生产监控系统通用技术条件 MT/T 1005 矿用主站 MT/T 1007 矿用信息传输接口 MT/T 1008 煤矿安全生产监控系统软件通用技术条件 GB/T2887-2000 电子计算机场地通用规范 GB299789计算机场地技术要求 GB936188计算机场地安全要求三、系统功能及设备描述根据煤矿系统对井下人员考勤定位需实现显示、管理的功能，系统的数据存储时间不少于两年，并能保证人员增减变动等要求，我司

11、开发的KJ138型煤矿井下人员管理系统不仅可以对煤矿井下人员进行实时监测，随时查看井下人员数量及所在区域、上井下时间，而且如果发生灾变，还可立即从监控计算机上查询事故现场的人员情况、在软件中可显示在事故区域范围内被困人员数量，为事故抢险提供科学依据。同时不断对地面上人员进行日常的考勤定位；利用系统的日常考勤定位管理功能，对矿井人员进行考勤定位管理。1、系统软件功能描述1.1. 运行环境（最低配置） 硬件： 1GHz 处理器、128M DDR 内存、40G硬盘； 操作系统：Windows 2000/ Windows 2003/Windows Server 2000/Windows XP；1.2.

12、 系统启动和登录 1.3. 系统登录后主界面1.4. 员工管理1.5. 主站管理1.6. 大屏幕功能软件和井下人员定位管理系统设备联机使用，可以随时显示当前井下人员人数，双击人员分布图上的对话框，即可随时了解该主站周围的人员的详细情况；可以实时地看到并且查询、打印各工种的井下人数及其详细情况，也可以通过大屏幕来显示相关信息，如下图所示：1.7. 坑道读卡器位置编辑系统可以在坑道图中进行编辑和修改信息，如下图所示：1.8. 系统查询功能系统可以根据任意班组、任意工种、任意时间段、任意定位区域等查询项对井下人员历史信息查询图，如下所示：井下人员定位管理系统详细记载了员工上下班考勤定位历史记录，可以

13、对任意时间段内的职工井下情况，按工种、班次等多种方式，查询职工的上井下时间、井下工时及记工情况。系统能够轻松显示各个人员的出/入井时刻、出/入重点区域时刻、出/入限制区域时刻、出/入主站识别区域时刻、出/入巷道分支时刻及方向、工作异常人员总数、起止时刻及人员；卡号、姓名、身份证号、年龄、职务或工种、所在区队班组、主要工作地点等信息。系统具有强大的分析功能，可对井下人员在任意时间段内的考勤定位记录给出多种形式的统计分析汇总表，准确的计算出各小队井下职工的工时利用率，为合理定岗定员提供客观的依据。系统能够按人员查询、按时间查询、按地域查询、按主站查询、按超时报警查询、按工作异常报警查询、按人员分类

14、查询、按部门查询、按工种查询等查询所有的历史数据。系统可以生成矿上所要求的职工月出勤到工明细表。该表记录了职工每日井下的班次、是否有工以及该月的各种考勤定位统计汇总信息，为矿上发放各种补贴、津贴提供基础考勤定位数据。系统能对乘坐电机车等各种运输工作的携卡人员进行准确识别，并能够用不同颜色标识不同的工种，在各个显示介面中能够很直观地看到各个工种的详细情况。系统能够根据井下读卡主站采集到的详细数据识别出携带有标识卡人员出/入巷道分支方向能功能。同时，系统能够根据各个主站采集的数据，进行处理，把各个员工各个时间段内到达各个主站的详细时刻表统计出来，并能够在人员动态轨迹显示窗口中以相对应的颜色的模拟点

15、表示出它的运行轨迹。系统不但具有识别卡工作是否正常、每位下井人员携带1张卡唯一性检测功能；而且系统的同时识别能力特别强，能够同时识别200个同时进入识别区域的识别卡。系统具有对携卡人员位置连续监测，及时地采集数据，并作以处理、汇总、输出。1.9. 报警功能系统有强大的报警分析能力，支持软件关闭报警、超时报警、未知卡报警、人数超员报警、限制区域报警、丢失卡报警、站状态报警等功能，如下图所示：2、硬件设备描述 2.1 KJF89（B）矿用本安型读卡主站：KJF89（B）矿用本安型读卡主站开发设计了主站与子站相结合使用的功能，可独立使用也可与多个KJF899（C）矿用本安型读卡子站配套使用；与KJF

16、89型井下读卡主站相比最大的特点就是采用先进的RFID射频识别技术进行识别人员标示卡的相关信息，增加了双向呼叫功能。这种设计扩大了对识别卡的接收范围，作用距离更远，使考勤定位更加方便、准确，通过双向呼叫，井下人员能和控制室及时“沟通”，最大程度的预防事故的发生。 主要技术指标：防爆标志：矿用本质安全型Exib I 通讯方式：RS485，主从半双工通讯速率：4800bit/s与接口最大传输距离：10km（光纤100km）与KJF89(C)矿用本安型读卡子站间最大距离：1km；微波信号：434MHz工作电压：10V12.6V（本安电源）工作电流： 150mA读取距离： 150m关联设备：KDW66

17、0/12B型矿用隔爆兼本质安全型电源2.2 KJF899（C）矿用本安型读卡子站： KJF899（C）矿用本安型读卡子站的信息采集通过RFID模块实现，与KJF89（B）矿用本安型读卡主站配套使用，通过管理软件可实现双向呼叫功能。电源由KJF89（B）矿用本安型读卡主站直接供电，与KJF89矿用本安型读卡主站相比省去了一台或多台电源的配置，这样节约了煤矿的成本，更切合煤矿安全生产管理实际，更科学化更经济化。主要技术指标：防爆标志：矿用本质安全型Exib I通讯方式：RS485，主从半双工通讯速率：4800bit/s与KJF89(B)读卡主站之间最大传输距离：1 km微波信号：434MHz工作电

18、压：10V12.6V（本安电源）工作电流： 150mA读取距离： 150m2.3 KJJ56型数据通讯接口：数据通讯接口是连接通用计算机和井下读卡主站的通信设备。主要功能：1）增强通信能力数据通讯接口可以将计算机的标准串口扩展为RS485接口，从而大大增强抗干扰能力、加快通信速度、延长通信距离，并降低对通信线路的要求，并具有很快的通信速度。 2）通道扩展数据通讯接口将本来只能连接一台设备的串行通信口扩展为RS485通道，可以连接多个读卡设备，从而大大扩展了计算机的通信负载能力。3）隔离保护数据通讯接口连接计算机的“主机”通道和连接井下读卡主站的通道，它们都由各自独立的电源供电，各通道相互之间均

19、采用光电隔离，彼此没有电连接。因此当某一通道遭到意外损坏时（如雷击、高压电与通信线混线）不会将故障扩大到系统的其他部分。4）主要技术指标 防爆形式：地面本安型，标志 ExibI传输方式： RS485, 主从半双工传输速率：4800bit/s接口与读卡主站传输距离：10km（电缆）传输误码率：10-6通讯接口节点容量：128台读卡主站接口与主计算机传输：RS232, 主从半双工,距离10m供电电源：交流220V50Hz,供电电源波动范围90%110%巡检周期30S2.4 KGE45(B)型识别卡： KGE45(B)型识别卡的内部采用了远距离非接触感应卡，能够实现远距离考勤定位。ID号由管理人员分

20、配，终身唯一，能够实现半径150米的作用距离（开阔地），且具有双向呼叫、低电压报警等功能。本卡防水、放煤尘、防震，佩戴上也比较灵活。主要技术指标 ：1工作电压： 2.53.6V DC；2工作电流： 5mA；3待机电流： 10A； 4工作频率: 434.0500.065 MHz； 5编码范围： 116382； 7调制方式： FM；8. 调制信号内容：16位二进制编码9. 发射场强： -20dBm； 10.电池工作时间：1年（电池采用可更换方式）2.5 KDW660/12B型矿用隔爆兼本质安全型电源： 隔爆兼本质安全型电源是一种允许在甲烷、煤尘等爆炸危险环境中使用的通用隔爆兼本质安全型电源，它具有

21、输出电压稳定，带过流过压保护功能,体积小巧，重量轻，装拆移位使用十分方便，并有后备电源，主要是给井下读卡主站供电。主要技术指标：输入电压：交流380V、660V二种规格；输入功率：100W输出额定电压：DC12V输出额定电流：1000mA本安输出过压保护动作值：16V过流保护动作值：1110 mA备用电池供电时间: 电网停电时,输出额定电流条件下，电池对单个主站供电时间不小于2小时。2.6 计算机系统：计算机系统包括：工控机、UPS、避雷器、显示器等。3、系统供电与控制室要求（矿上需具备条件） 为保证系统正常稳定工作，系统采用UPS集中式与分散式供电； 系统和中心控制室采用单独电源供电回路；

22、主干供电电源采用AC127V或AC380V或AC660V供电，在电源前端采用变压器就近供电； 控制室必须配备有通讯、安全和消防等设备； 中心控制室必须单独安装空调装置，保证控制室的温度在1628之间，相对湿度不大于85%； 控制室室内光线充足，其照度应不小于300Lux；a) 控制室的其它设备和金属外壳也必须做好等电位连接，以保证控制室内的人身和设备安全。4、站点安装位置4.1 基站和移动监测点设计地面根据人员出入和井口分布情况设置主站，在每井口底放置接收主站，用于接收矿工出入井口信号，在离开井下下车点的合适位置每巷道放置主站，用于矿工到达井下后的信号接收。其它监控地点，为精确定位，以隔一定距

23、离放置主站，在巷道主要的拐点处和需要重点监控的地点和工作面布设的原则布设。4.2 系统站点数量及位置（详见实施方案）4.3 站点分布图（详见实施方案）四、配置清单序号设备名称规格型号单位数量备注1监控主机研详工业控制计算机台处理器：3.0GHz/内存4G/硬盘200G以上/显示器/23吋液晶 2信号避雷器SI-012TR1个3矿用本安型读卡主站KJF89(B)台型号:KJF89（B） 防爆标志:Exib I 工作电压:10V12.6V 工作电流:150mA 读取距离:30mX150m 同时读卡能力:200张4矿用本安型读卡子站KJF89(C)台型号:KJF89（C） 防爆标志:Exib I 工

24、作电压:10V12.6V 工作电流:150mA 读取距离:30mX150m 同时读卡能力:200张5数据通讯接口KJJ56台型号：KJJ56 防爆标志 ExibI 巡检周期30S6人员管理系统软件KJ138套7识别卡KGE45（B）个8隔爆兼本安型电源KDW660/12B台9矿用本安分线盒JHH-3个10矿用电缆MHYVmMHYV(120.43)2芯线矿用电缆MHYVmMHYV(140.43)4芯线11UPS不间断电源套1五、施工周期为确保煤矿考勤定位管理系统安装工程的顺利进行，据我公司到沐凤矿现场考察，已作了周密计划，及充分的准备。既注重整体计划及进度，同时，也充分考虑到有关细节问题。 整个

25、系统实施主要分为如下几个阶段： 1、准备阶段 2、交货及验收阶段 3、安装施工阶段 4、调试阶段 5、培训阶段 6、项目验收整个施工周期预计在10天内完工。注：以上几项工作可以部分重叠；硬件系统施工到一定程度时培训工作便可以开始，以缩短整个施工周期。六、售后服务1、 服务承诺：研成科技有限公司拥有一支经验丰富、实力雄厚的技术队伍，为全国各地的用户提供技术支持及其它相关设备的安装、维护与培训。本公司将竭诚为用户提供全方位的尽善尽美的服务：及时安装、按时开通，提供现场培训和专业学习班，为用户培训熟练的技术操作维护人员。提供行进的远程远端维护和管理，大大降低解决故障的费用和时间。计算机管理完备的用户

26、档案，可随时查询用户系统使用情况，便于维护管理。对客户定期实行售后服务质量调查，及时反馈用户对各种服务的满意程度，并跟踪处理，提高用户满意度。2、 售前服务为业主提供产品的样本、系统设计说明书、产品安装使用说明书等资料，随时解答业主提出的问题，依据产品特点和设计要求为业主提供最优化的系统配置方案；保持与本工程设计人员紧密联系，提供全方位技术咨询服务；保持与安装单位的长期合作与沟通，就公司产品的安装使用具体要求对安装单位集中培训讲解。3、 售后服务3.1 产品服务我方将负责对由我方提供的软硬件产品提供1年质保(投影机灯泡除外)和1年免费上门服务，并对系统提供终身维护，在质保期内软件系统提供免费升

27、级服务，并负责为用户提供相应的技术指导。3.2 电话服务我方在接到使用方的技术支持请求或传真故障报告书后，将立即以电话方式与使用方联系，了解问题的详细情况，分析故障原因，判断故障类型，并指导使用方及时排除故障，恢复系统正常运行。3.3 现场服务当电话服务和远程介入都无法排除故障时，我方的支持技术人员到现场解决问题。我方保证响应时间不超过2小时。如贵方认为需要，除不可抗拒的原因外，我方的技术人员将在8小时内赶到现场。如遇特殊情况，双方通过协商解决。3.4 软件维护与升级服务对于软件系统中发现的错误及问题，我方将进行修正和改进，并及时提供给客户（使用者）修正版或升级版。3.5 其它服务对于重大故障

28、的处理，我方将及时给出现场技术支持服务状况及总结报告，以便使用方（客户）能及时把握系统运行状态，分析与总结问题产生的原因及预防方法。在试运行期间和无偿售后服务期间，我方还将另外安排技术服务及支持人员，定期到使用方（客户）走访，进行例行维护并协助使用方（客户）完成相关技术工作。3.6 服务响应时间 紧急情况响应：在以下的任何一种情况下, 自接到使用方（客户）提出的请求后, 1小时以内给予响应，1个工作日内给予解决。1. 软件系统被破坏2. 软件系统无法正常运行 非紧急情况响应时间：对于非所述情况, 自接到使用方（客户）提出的请求后, 我方在 2小时以内给予响应。对可再现的故障, 7个工作日内给予

29、解决。如有必要，我方将派技术人员在 24小时内赶赴现场提供技术支持服务。费用由双方另行协商。3.7 质保期内因产品质量、外部线路短路、断路、人员操作等原因（强电串入弱电和不可抗拒原因除外）而导致我公司所提供的系统设备损坏，我公司将免费予以维修、更换。3.8 质保期外当系统设备出现故障时，我公司将按维修、更换故障设备的成本价格收取费用。七 附件（附后）附件一 公司介绍四川研成通信科技有限公司（简称公司）是一家专业从事物联网应用技术研发及物联网产业资源整合、应用示范项目开发推广的新兴高科技企业。公司注册地址为四川省乐山市高新技术开发区。公司主要从事新一代射频识别系列产品、卫星通讯定位导航产品、无线

30、通信系统等的研发应用，属产、学、研、用一体化成长型科技企业。公司研发推广的技术和产品广泛应用于车辆管理，工业流程监测管理，危险品管理，煤矿井下人员考勤定位管理，公路交通监控管理，烟酒、药品防伪跟踪检测管理，会议签到、景区门票、楼宇安全、农业信息化监控管理等领域。公司依托四川省RFID工程技术研究中心和四川省计算机研究院，并协同成都研成科技有限公司等RFID产业集群企业和物联网关联企业，受乐山市人民政府委托在乐山市高新技术开发区内具体负责占地300余亩的“物联网（核心射频识别技术）产业科技园”的组织建设和协调管理。公司具有雄厚的RFID应用技术研发和产业资源整合实力，拥有深广的RFID和物联网产业背景。公司不仅有一批在国内外有一定影响力的专家顾问团队，还有一支实践经验丰富的项目实施工程技术人员队伍；公司管理科学、规范，拥有一支有多年实战经验的高素质管理团队和优秀的员工队伍；公司全体员工100%为大专以上学历，其中高级职称和博士、硕士占30%。附件二：煤矿试点项目实施流程图与煤方沟通了解需求编写系统方案签订试点协议制定实施方案签订采购设备合同设备安装项目竣工验收