KJ90人员跟踪定位系统在马蹄沟煤矿的应用

徐彦伟

（甘肃煤炭工业学校 ，甘肃　白银　730913）

KJ90人员跟踪定位系统在马蹄沟煤矿的应用

徐彦伟

（甘肃煤炭工业学校 ，甘肃白银730913）

华能集团华亭马蹄沟煤矿应用了“KJ90矿井人员跟踪定位系统”，这种技术和设备在煤矿投入使用后，可对全部入井人员进行有效监测和考勤管理。一旦事故发生，就可立即从监控计算机上调阅查询事故现场的人员位置分布情况、遇险人员撤退线路等信息，及时为事故抢险提供准确信息。同时，该系统还具备日常考勤管理功能。

KJ90矿井人员跟踪定位系统；应用

煤矿井下普遍存在入井人员管理困难，井上管理人员难以及时准确掌握井下人员的分布及作业情况，一旦发生事故，抢险救灾、安全救护的效率低，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；同时对矿井的一些关键工种和岗位也不能有效监督，时有瓦斯检测员不按规定时间、地点检测瓦斯，甚至人为填报瓦斯数据的情况，给煤矿安全生产带来隐患。随着煤矿企业在日常安全管理上的精细化，对入井工作人员的有效跟踪定位显得越来越来重要。因此，华能集团华亭马蹄沟煤矿应用了“KJ90矿井人员跟踪定位系统”，这种技术和设备在煤矿投入使用后，可对全部入井人员进行有效监测和考勤管理。一旦事故发生，就可立即从监控计算机上调阅查询事故现场的人员位置分布情况、遇险人员撤退线路等信息，及时为事故抢险提供准确信息。同时，该系统还具备日常考勤管理功能。

1　系统结构

1.1硬件结构

系统采用先进的分布式树型体系结构，能充分发挥各部门设备的性能优势，结构简洁，可操作性强，安装扩展简单，便于系统的日常维护及管理。硬件系统主要由地面监控主机、KDF-3型人员跟踪定位分站及配套的发射天线和接收天线、人员标识卡、数据传输接口、矿用阻燃电缆及接线盒组成。其中：

1）地面监控主机PIV/2.4G/256M/80G/17：是整个矿井人员跟踪定位的核心，负责整个系统设备及人员检测数据的管理、分站实时数据通讯、统计存储、屏幕显示、查询打印、画面编辑、网络通讯等任务；主要有工控机、数据通信接口、打印机、UPS电源、避雷器等设备。

2）数据传输接口KJJ46：用于系统分站与计算机远距离通讯、信号转换及安全隔离。

3）人员分站KDF-3：通过与人员标识卡的无线通讯，实时获取人员编码数据、处理显示、并通过RS485通讯线传输到地面监控主机；发射天线：用于发射无线电信号以激活KGE116A标识卡；接收天线：接收标识卡发出的无线人员编码信号。

4）人员标识卡KGE116A：承载唯一的人员编码信息，当被无线信号激活后，将编码数据发送给人员定位分站。

该系统与现有的煤矿安全生产监控系统有很好的兼容性，系统地面监控主机与各远程浏览终端采用全网络化结构。便于实时监测信息及文件共享。网络构成Ethernet以太局域网。与企业管理网方便连接。系统结构图如图1所示。

图1　系统结构图

1.2系统管理软件

煤矿井下人员跟踪定位及考勤管理系统软件采用面向对象的VC集成开发工具进行开发设计。本系统是在WINDOWS2000环境下以SQL Server 7.0数据库为核心并采用 Slient/Server模式开发而成的具有操作员登录、人员数据库信息录入、远程通讯、实时显示、数据统计存储、数据查询打印、图形绘制编辑、网络发布等 个模块系统管理软件，其结构如图2所示，程序数据流程如图3所示。

图2　管理软件结构

图3　程序数据流程图

2　工作原理

KJ90矿井人员跟踪定位及考勤管理系统采用先进的远距离射频识别技术（RFID）、通讯技术和计算机软件处理技术，并采用双频点长短波频率实现可靠的双工通信。首先由KDF-3型人员跟踪定位分站不断产生132.3KHZ低频编码电磁波信号经发射天线发射出去，用来激活进入该区域的由入井人员随身携带的KGE116A射频标识卡 （未进入发射天线工作区域标识卡不工作）并将加密的载有目标识别码的信息经卡内高频发射模块发射出去；同时分站把接收天线接收来自 标识卡的高频载波信号经过放大后，经软件解调、解码处理后提取有效的目标识别码通过 DPSK或RS485通讯线传输到地面监控主机，再由主机运行在WINDOWS/2000和SQL Server环境的人员跟踪定位及考勤软件进行处理、统计、存储、显示和网络共享。从而实现对矿井人员自动识别、跟踪定位和考勤管理，为事故抢险救灾提供技术支撑。

3　系统安装

KJ90系统安装矿井人员跟踪定位及考勤管理系统的井下设备安装简单方便，矿井低频发射天线的安装位置和形状将根据现场具体情况进行调整，可在没有屏蔽网的巷道底部、巷道壁或顶部等位置固定。井下人员跟踪定位分站安装如图4所示。

图4　系统安装示意图

4　功能实现

1）井下人员实时跟踪监测，位置自动显示。

2）实时跟踪查询、打印当前及某时间段井下人员数量、活动轨迹及分布情况。

3）入井人员的统计、存储、打印。

4）监测图页静态和动态编辑作图对用户开放，支持多种图形格式，鼠标和键盘均可操作，全面支持实时多任务。在系统进行实时数据 采集的同时，系统可进行记录、显示、查询、编辑、人工录入、网络通信等。

5）系统中心站及网络终端可以局域网方式联网运行，使网上所有终端在使用权限范围内都能共享监测信息和系统综合分析信息、查询各类数据报表。

6）监控软件具有很强的作图能力，并提供有相应的图形库，操作员可在不间断检测的同时，容易地实现联机并完成图形编辑、绘制和修改。

7）井下人员跟踪定位分站与地面中心失去联系时，基站仍能独立工作，自动存储人员监测数据。

8）分站具有汉字液晶显示人员编码和时钟功能，可用遥控器查询记录。

9）无线人员编码发射器采用低功耗设计，重量轻，无需外部电源，有多重携带方式供选择。

5　总结

目前，在华能集团华亭马蹄沟煤矿共安装20台定位分站，发放1200个人员标识卡。

安装初期曾出现漏卡、误读卡、考勤天线定位分站超时、系统数据堵塞等一系列问题，通过与研发生产厂家的沟通协调，采取调整考勤天线安装位置、更换考勤天线定位分站电路板、系统软件升级等手段，在技术上解决了多天线、低功耗、远距离和漏卡、误读卡等问题，该技术解决了井下人员的出入井定位和搜救安全救灾管理及车辆流动的定位问题。系统安装投入使用2年多来，运行稳定，一定程度上满足了井下人员的跟踪定位问题，为矿井的安全生产提供了有力的支撑。

［1］ 刘温暖.矿山通信与监控［M］.煤炭工业出版社.

［2］ 黄强.KJ90矿井人员跟踪定位及考勤管理系统的研制［Z］.煤炭科学研究总院重庆分院.

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