小桥煤矿人员定位管理系统方案Word文档格式.docx
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2、查询功能：
地面管理人员随时查询到某个人当前所在的区域，查询该人员曾经走过的路线及经过分站探头的时间。
并且管理人员随时能够查询到某个人一年内任意一个月某一日在井下的活动轨迹。
3、统计功能：
显示人员下井时间和上井时间，记录下井人员在井下持续工作时间，能够判断下井人员是否达到规定时间，并在考勤表中体现出来。
能够自动统计人员下井次数及班次，并进行累计统计。
4、安全功能：
要具备门禁功能，人员下井报警功能、作业区域人员超员报警功能、发生紧急情况时，能够快速查询井下遇困人员位置及该区域人员数量，查询发生灾害前全部人员在各时段的位置及状态、显示避灾路线，为抢险救灾提供可靠依据。
5、系统运行状态提示功能：
分站出现故障或读卡器出现故障时，在监控中心能够明确提示报警。
当有源卡缺电时能够提前提示，交流电源中断时能够及时提示直流供电报警。
6、所有井下设备必须是本质安全型或隔爆兼本质安全型。
三、设计原则及依据
系统升级设计将遵循高起点、高技术、高质量、高效率、开放性等原则，结合煤矿的实际情况进行。
所采用的技术和设备必须安全可靠、先进、实用并能保证今后的平稳升级、易于扩展。
实现煤矿井下作业人员进出的有效识别和监测监控，使管理系统充分体现“人性化、信息化和高度自动化”，实现小屯煤矿对井下人员的跟踪管理。
设计依据：
《煤矿井下工作业人员管理系统使用与管理规范》AQ1048-2007
《煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件》AQ6210-2007
《煤炭工业矿井设计规范》GB50215－2006
《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》AQ1029－2007
《煤矿安全监控系统通用技术要求》AQ6201－2006
《煤矿安全生产监控系统通用技术条件》MT/T1004-2006
《矿用分站》MT/T1005-2006
《矿用信号转换器》MT/T1006-2006
《矿用信息传输接口》MT/T1007-2006
《煤矿安全生产监控系统软件通用技术要求》MT/T1008-2006
《煤矿监控系统线路避雷器》MT/T1032-2007
《矿用光纤接、分线盒》MT/T1033-2007
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004
《电子计算机场地通用规范》GB/T2887-2000
《爆炸性气体环境用防爆电气设备》GB3836
《矿用一般型电气设备》GB12173－1990
《爆炸性环境用防爆电气设备防爆型电气设备》
《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备》
《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术条件》
《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》（GB/T50311-2000）
《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》（GB/T50312-2000）
《工业企业通讯设计规范》GBJ42-81
《工业企业通信接地设计规范》GBJ115-87
国际标准化组织标准（ISO）
国际电气电子工程师协会标准（IEEE）
国际电工委员会标准（IEC）
中国国家标准（GB）
中华人民共和国产品质量法
计算机场地技术要求（GBJ45—82）
计算机场地技术条件（GB2887—89）
以太网通讯标准（IEEE802.3）
建筑设计防火规范（GBJ16-37）
电气设备用图形符号（GB／T5465－1996）
电气装置安装工程施工及验收规范（GBF232-92）
其他国家、行业有关现行标准。
第二章KJ237型矿井人员管理系统
根据煤矿行业对人员信息化管理的要求，2005年重庆梅安森科技公司自主研发了KJ237型矿井人员管理系统，并取得了国家相关认证，现已成功商用上千套；
KJ237型矿井人员管理系统是计算机技术、RFID无线射频识别技术和网络通讯技术等多学科综合应用的高科技信息化产品。
采用目前最先进的2.4G直序扩频（DSSS:
DirectSequenceSpreadSpectrum）无线通讯技术，通讯速率达到250Kbps，支持全双工通讯，人员标识卡可与管理中心相互通讯。
KJ237型矿井人员管理系统按照“统一发卡、统一装备、统一管理”和“一人一卡”的原则对上岗人员进行管理，实现井下作业人员和重要设备的实时定位和跟踪。
通过KJ237管理系统，地面管理人员可以随时掌握井下人员及设备的出入和分布情况，为煤矿生产调度和安全管理提供了有力的技术保障。
发生突发灾害时，地面管理人员可以从KJ237监控中心及时获取事故现场的人员分布、被困人员数量、姓名等详细信息，并对事故现场进行多尺度模拟分析，为制定事故应急处理方案提供科学的辅助决策，极大地提高了事故救援的效率。
一、设计说明
根据《AQ1048-2007煤矿井下工作业人员管理系统使用与管理规范》等的相关规定，各个人员出入井口、重点区域出/入口、限制区域等地点应设置分站，并能满足监测携卡人员出/入井、出/入重点区域、出/入限制区域的要求。
（如：
人员入井、工作面、掘进头、煤仓、其它禁入区域等），监测井下人员位置、携卡人员出/入井时刻、重点区域出/入时刻、限制区域出/入时刻、工作时间、井下和重点区域人员数量、井下人员活动路线等。
小屯煤矿的矿井人员管理系统采用光缆进行主传输，提高井下设备的安全性、提高数据的传输速率。
二、系统优势
1、先进性
重庆梅安森科技公司是专业从事煤矿安全技术的高科技公司，有专门的研发中心，在产品的研发时就与煤矿的现代化生产特点、煤矿工人在井下工作的实际情况相结合。
产品研发具有独特的技术优势，运用于系统的井下设备在质量及性能方面在国内属一流，而且我们一直在跟踪当今先进技术，不断地完善和发展。
Ø
采用先进的2.4G直序无线扩频通讯技术，具有极强的抗干扰和抗多径效应能力，对持卡人员、矿车等实现非接触式监测，人员通行无阻碍；
采用16位微处理器以及250Kbps无线通讯速率，确保能捕获最高移动速度达120km/小时的移动目标和200人同时通过不漏卡；
具有双向通讯功能，可实现井下人员紧急求助呼叫监控中心，监控中心呼叫井下人员、紧急通知等；
呼叫信息与识别卡采用独立的信道，不影响识别率。
同时识别的目标数≤200张，漏卡率小于万分之一。
独有识别器显示功能，可就地显示最近九个卡号以及累计通过人数；
系统能实现识别范围的调整，识别距离1米-100米可调；
动态目标识别器及读卡分站具有“黑匣子”数据存储功能，通讯中断时数据不丢失，通讯恢复数据自动上传；
具有79个独立工作信道，在监听到某个通道有干扰时能自动判断并切换到干净信道传输数据。
动态目标识别器读卡无方向性，最大并发数量的识别卡分别从前、后、左、右不同方向进出识别区，系统能从不同方向正确识别卡号、时刻及运动方向。
系统配备专用检卡器，对无卡和多卡携带人员能够准确的识别，并同时发出提示和报警。
系统许接入分站数量大于256台，每一台分站可以接入8台动态目标识器，识别卡数量65535张；
人员标识卡具有多种样式，可以带在矿灯上、灯绳上、带在胸前的胸卡等；
备用电源工作时间：
在电网停电后，备用电源应能保证系统连续监控时间大于4h。
系统应具备图形矢量放大、缩小、漫游功能。
中心站与分站间采用GPSK通讯技术，最大通信距离大于20kM，分站与目标识别器本安供电通讯距离大于2km。
2、兼容性
KJ237型人员管理系统的所有产品均由公司自主研发，可满足不同用户需求，在产品体积、重量、性能等方面较国内同类产品具有较大优势。
所有产品在下线时与数据传输接口组成一个完整的网络进行数据测试，对于外购品也进行联网测试。
KJ237型矿井人员管理系统分站采用采用RS485通讯协议，可方便与其它系统汇接，兼容性强。
KJ237矿井人员管理系统可外接查询系统，矿井人员可自主查询本人的相关信息；
3、稳定性
系统通讯采用了目前高速数据有线通讯中广泛使用的RS485技术，实现了真正的信号无极性二线传输，通讯距离远，抗干扰能力特强，矿用阻燃通讯电缆或矿用阻燃光缆传输。
系统配备的智能数据传输接口,采用高性能16位单片机系统,具有数据存储转发功能，传输速率高；
具有自动切换双输出接口，可实现双机热备功能。
系统配备的分站和动态目标识别器采用高性能16位单片机，极大地提高了系统的运行速度和稳定性，同时全部具有监测信息“黑匣子”功能，分站存储数据时间应大于4h。
系统配备的断电器均具有断电反馈功能，系统软件具有断电回控比较指令，可完全确保断电的可靠性。
4、耐用性
产品在出厂时就经过老化实验、出厂检验等，保证产品经久耐用。
在生产中完全按照ISO9001：
2000版为标准的质量管理体系的要求进行监督管理，让产品在出厂时就是一个优等品，保证能长期稳定的工作。
所有外协加工件均为电信和军工企业承担,使外协件质量能得到保障。
让产品能更加耐用。
人员识别卡可连续使用3年以上，且具有欠压提前报警功能，钮扣电池可更换。
5、安全性
系统软件具有用户认证功能，只有经过系统授权的用户才能对数据进行浏览和修改等。
动态目标识别器和人员标识卡为矿用本质安全型，在井下安装位置不受限制。
人员标识卡的发射功率很小，只有小灵通的1/20，对人体无害。
系统在矿井下所有设备获得“防爆合格证”和“MA标志证”。
主通讯线采用电缆传输时，配置信号、电源防雷；
有效的避免了信号干扰和雷击。
中心站及井下工作站是整个安全监控的核心设备，在机房设置电源防雷器，通过防雷器有效措施防止雷电侵入设备，形成层层保护结构，确保监控机房设备及工作人员的安全。
在井下信号线进入中心机房的各弱电系统非光纤信号端口处安装信号避雷器，杜绝雷电波沿线路侵入损坏中心机房设备。
并在井口处也安装信号避雷器以免信号线引雷下井，造成井下工作站的损坏及安全事故等。
在传输电缆中采用矿用屏蔽线缆,保证了传输过程中的信号抗干扰等能力。
三、系统功能
1、考勤管理功能
能够实时对煤矿人员入井时间、升井时间进行统计；
能实时对各单位人员下井班数、班次、迟到、早退等情况进行监测和分类统计；
能实时对井下各监测区域工作人员的数量和分布情况进行分类统计。
能自动汇总、存储、自动生成报表和打印以上各信息。
数据支持实时查询，随时可查询单独人员、班组、井、矿领导或公司领导下井情况。
数据存贮时间至少两年，系统可提供两年数据的汇总统计功能。
考勤管理可按班组、井、矿、公司分级汇总统计、查询、打印。
提供包含月考勤统计、月班次统计、日考勤查询、下井人数查询、个人月考勤查询、工作面人员查询、当前井下人员查询、定时定点人员查询、报警历史数据查询、当前超时人员查询等功能。
2、井下人员安全管理功能
◆动态图显示：
支持地理信息系统（GIS）、矢量图、位图等多种图形显示方式，根据图形化的信息可以很直观的显示井下巷道分布，设备安装及运行状态、当前各区域人员分布，下井人员的滞留信息等。
当有人员滞留超过设定时间或设备运行异常时，动态图采用不同的图标信息模拟显示，并发出声光报警，同时信息栏给出语音和文字双重提示，另可设定多级短信报警，根据具体情况分别报送各级部门。
◆井下人员分布（明细）：
通过表格的形式分列出当前井下分站的安装运行等相关信息，并对井下各分站人员、异常信息进行统计显示。
◆历史活动轨迹：
根据输入的标识卡号或人员姓名，可查询该员工当天或一定时间段内的下井轨迹详细信息，同时实现轨迹图回放，直观的再现了该员工当天的下井情况；
可根据用户需求选择直接打印查询信息或转换成EXCEL数据以做它用。
◆实时定位跟踪：
可以对任意指定编号或者姓名的员工进行实时跟踪（可同时对多人进行跟踪）；
可以对特定人员当前井下位置进行迅速定位查询，指定人员一旦在井下移动了位置，可以第一时间进行自动报告；
可以帮助调度人员实时跟踪、监督特殊工种人员当前的作业状况，核查相关领导是否进行了跟班作业；
事故抢险过程中，地面指挥人员可以在第一时间知道抢险人员与被困人员当前所在位置，为事故的抢险赢得宝贵时间。
◆双向呼叫功能：
KJ237-K1标识卡配置有红色闪光LED指示灯和紧急呼叫按钮，支持双向呼叫功能。
当管理中心呼叫标识卡时，标识卡接收到通知后将快速闪烁LED指示灯提示，并同时向管理中心发回呼叫确认信息；
当人员按动标识卡上的紧急呼叫按钮时将及时向系统管理中心发出紧急呼叫信息，并缓慢闪烁LED指示灯提示，在回收到管理中心回发的紧急呼叫确认信息后取消LED指示灯闪烁提示。
◆系统呼叫管理功能：
系统具有自动监测延时呼叫和多次呼叫功能，具有管理中心呼叫和被呼叫时人员及移动目标实时动态显示、告警等功能。
◆巷道红绿灯交通管理功能：
系统支持巷道路口红绿灯管理功能，支持系统管理中心远程手动控制功能，支持双色LED汉字显示屏（异步串行通讯）显示提示信息。
3、门禁功能
根据需要在煤矿井下特殊区域限制员工非法进入。
如果有未经许可人员接近该区域可发出声光报警信号，同时地面监控主机也会发出报警信号。
4、报警功能
本系统提供区域超员报警、未足班报警、人员脱岗报警、违章进入报警（包含禁止进入和限制进入）、下井超时报警、驻留超时报警等多种报警；
分站、读卡器、识别卡等设备故障报警。
可以对下井人员限制人数、出入时间及地点，如果超过区域限制人数、授权时间或进入XX的地点都会触发报警设备发出警示；
分站、读卡器、识别卡等设备出现故障将自动报警。
同时将弹出报警信息框，以便控制人员迅速做出反映，采取安全措施。
5、双向通信功能
KJ237-K1标识卡具有先进双向呼叫功能，呼叫与卡的识别采用不通的信道，互不影响。
双向通讯功能：
井下人员在遇险等情况时，可通过识别卡向地面发出求救信号，同时地面中心站可显示具体的位置和人员等信息，方便救援的开展；
地面中心站可呼叫井下某个人员、某区域人员或者全部人员，及时避险撤离。
6、人事管理
结合矿上人力资源信息库，提供对员工基本档案信息的管理：
◆新增员工档案：
录入员工的姓名、卡号、部门、工种、生日等基本档案信息。
◆员工档案管理：
管理员工的基本档案信息，可对信息进行编辑、删除等。
◆员工档案查询：
可按姓名、卡号、生日、部门、工种等信息查询员工档案信息。
◆员工档案浏览：
可浏览员工卡号、职称、籍贯、照片等信息。
◆标识卡管理：
提供标识卡遗失或损坏后的补卡功能。
7、工资管理
包括工资发放管理、套账管理、工资分组管理、工资单管理等。
8、用户管理
提供对登录本系统的用户管理，包含新建、查询、修改、删除用户等。
9、通讯恢复续传功能
井下动态目标识别器与人员定位分站、人员定位分站与地面中心站失去联系时，动态目标识别器和分站均能独立工作，自动存储人员监测数据，当通讯恢复后监控主机可提取数据自动完成数据修复。
四、系统工作原理
1、系统无线射频识别技术
KJ237型矿井人员管理系统采用的无线射频识别技术（RFID）是基于全球公认的局域网权威IEEE802工作组建立的802.11b协议的2.4GHzDSSS（directsequencespreadspectrum）直接序列扩频技术，将2.4GHz—2.5GHz间的频宽划分成79个通道（Channel），临近的通道互相独立，数据就是从这79个频段中的一个进行传送，监听到某个通道有干扰时自动选择一个干净通道传输数据。
在每个通道中传输的数据都被转化成一个带冗余校验的Chips数据，它和真实数据一起进行传输用来提供错误校验和纠错。
由于使用了这项技术，大部分传送错误的数据也可以进行纠错而不需要重传，这就增加了网络的吞吐量和可靠性。
802.11b协议的MAC子层提供了另两个强壮的功能，CRC校验和包分片。
在802.11协议中，每一个在无线网络中传输的数据报都被附加上了校验位以保证它在传送的时候没有出现错误。
包分片的功能允许大的数据报在传送的时候被分成较小的部分分批传送。
这在网络十分拥挤或者存在干扰的情况下（数据在这种环境下传送非常容易遭到破坏）是一个非常有用的特性。
这项技术大大减少了许多情况下数据被重传的概率，从而提高了无线网络的整体性能。
MAC子层负责将收到的被分片的大数据报进行重新组装，对于上层协议这个分片的过程是完全透明的。
2、直序扩频无线技术优点
直序扩频使用伪随机码（PNcode）对自信比特进行模2加得到扩频序列，然后扩频序列去调制载波发射，由于PN码比较长，因此发射信号在比较低的功率上可以占用很的功率谱，即宽带低信噪比传输。
直序扩频系统的解扩采用相关解扩，这是它与常规无线通信解调方式的根本不同。
在接收端，接收信号经过放大混频后，经过与发射端相同且同步的PN码进行相关解扩，把扩频信号恢复出窄带信号，再对窄带信号进行相关解调解出原始信息序列。
抗干扰能力强：
扩频器是一个相关器，扩频信号通过相关器后能有效的恢复，干扰信号（包括瞄准性干扰和宽带干扰），由于与本地PN码不相关而被相关器抑制掉。
具有抗多径干扰能力：
无线电波在无线的传播过程中，除了直线到达接收天骊的无线信号外，还会有各种反射体（如大气对流层、建筑物、高山、树木、水面、地面）等引起的反射和折射信号被天线接收。
尤其在煤矿井下，环境条件复杂。
反射体多。
反射和折射信号的传播时间比直射信号长，它对直射信号产生的干扰称为多径干扰。
多径干扰会造成通信系统的严重衰落甚至无法工作。
由扩频序列的自相关函数的特性街道，当两个接收信号序列相对时间超过码元宽度时，相关器输出只为码长的倒数，故被很大程度的抑制掉。
保密性好：
由于信号经过扩频调制后频谱被大大的扩展，使信号的功率谱密度大大降低，接收端接收到的信号密度比接收机噪声低，即信号完全淹没在噪声中，也就不容易发现，进一步检测出信号就更难，所以有非常高的隐蔽性，非常适合保密通信。
3、KJ237型系统工作原理
KJ237-K1型人员标识卡通过发射天线随时发射加密数据载波信号；
当井下人员随身携带KJ237-K1型人员标识卡进入识别器信号覆盖区域后，人员随身携带的标识卡进入动态目标识别器工作区域后，即将人员编码加密信息发射出去；
动态目标识别器接收到标识卡发来的无线信号，经分站接收处理后，提取出人员编码相关信息，经数据传输平台送至地面监控计算机，完成矿井人员自动跟踪定位管理和考勤。
五、系统主要参数
目前，2.4GHz直接序列扩频RFID这种崭新的信息采集、存贮、传递和处理技术，将为煤矿井下人员监测、控制和监测和考勤管理起非常重要的作用。
该系统产品已根据煤矿安全生产的技术要求和国家安全标准进行独立设计，完全可以满足煤矿井下人员监测与考勤管理的自动化和信息化管理要求，同时可充分利用矿井已有煤矿监控系统平台资源联网运行，有效节约投资。
KJ237-F-S型动态目标识别器和KJ237-K1型人员标识卡之间采用2.4G微波直序扩频射频通讯模式。
具有以下特点：
●微波段信号，传输距离远
●DSSS（DirectSequenceSpreadSpectrum）直序扩频调制方式具有很强的抗干扰和抗多径效应特性
●以极低的发射功率获得高速率、远距离的信号传输，识别器的目标识别范围在1~100米可调。
●人员标识卡峰值发射功率为4dBm（2.5mW），平均发射功率仅为-30dBm（0.001mW），经检验，属于对人体无害的绿色产品
●人员标识卡信号调制方式：
直序扩频GFSK
●人员标识卡待机工作电流：
≤2uA，能耗极低
●多卡识别方式：
突发间歇式防冲突算法
●人员标识卡防水结构：
超声波焊接，全密封
●人员标识卡防爆型式：
本质安全型
●人员标识卡工作电源：
工业3.6V锂亚硫酰氯电池和钮扣电池
●人员标识卡寿命：
不小于三年
KJ237-F识别分站参数
●无线工作频率:
2.4G微波直序扩频
●防爆型式:
矿用本质安全型
●防水等级:
IP54
●工作温度:
-10℃-+60℃
●环境湿度:
≤95%
●行径记录笔数：
无限制
●行径记录时间精度：
±
1秒
●定位分站平均无故障工作时间：
＞50000小时
●定位分站同时最大可读卡数量:
≥100个
KJ237-K1人员识别卡参数
●发射距离：
1m-100m
●工作频率：
2.4GHZ微波直序扩频
●防爆型式：
-10℃-60℃
●钮扣电池工作时间:
>
6个月（可更换电池）
●识别卡应安装牢固，非专用工具不能拆卸
●具有电池电量检测功能，当电池电量不足时，系统能提前告警，识别卡能正常工作三年以上。
●KJ237-K1识别卡具有双向寻呼功能。
六、人员管理系统软件功能说明
我公司系统软件全部应用微软公司最新的.NET2.0平台工具VC.NET+ASP.NET自主开发，采用了WEB2.0、VML、SVG、DCOM、OPC等业内领先技术，后台数据仓库支持ORACLE、SQLS
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