KJ125矿山人员定位系统说明.docx

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KJ125矿山人员定位系统说明

KJ125矿山人员定位系统说明

一、系统概述

　　矿山人员管理系统是集计算机软硬件、信息采集处理、无线数据传输、网络数据通讯、自动控制等技术多学科综合应用为一体的自动识别信息技术产品，该产品是通过对坑道远距离移动目标进行非接触式信息采集处理，实现对人、车、物在不同状态（移动、静止）下的自动识别，从而实现目标的自动化监测管理。

　　该产品集成了计算机网络技术、窄带无线扩频通信技术、地理信息技术、嵌入式微处理器等技术、传感器技术和人脸识别技术等，实现对矿井中作业人员的定位监测。

每个井下工作人员的具体位置、移动的路线、安全状态都可以通过井上局域网络的每台计算机或者大屏幕上直观地显示出来。

所有数据被长期保存在数据库中，并可以进行每个人员在井下移动路径的回放显示，同时具有实时考勤、寻呼、遇险求救报警等功能。

通过井上局域网络与互联网的连接，管理人员可以在任何一个能够登录互联网的计算机上看到这些信息。

行业领先产品便携式甲烷巡检仪集定位、寻呼、求救报警、瓦斯检测、人员搜救功能于一体，可以和KJ125矿山人员管理系统无缝集成，瓦斯超限自动报警，且瓦斯数据可以实时传输到地面控制中心。

完备的数据信息可以为矿山遇险人员的营救提供客观的区域定位数据资料。

入井口采用先进的人脸识别技术实现入井人员的唯一性身份鉴别，避免一人多卡，替人下井的现象。

　　该系统产品已根据煤矿安全生产企业的技术要求和安全标准进行独立设计，完全可以满足煤矿井下人员跟踪定位及抢险救灾的自动化管理要求。

二、系统主要功能特点及优势

2.1系统主要特点

1、系统功能齐全，技术先进，并取得河南省信息产业厅颁发的软件产品登记证书。

2、系统读卡分站容量255，标识卡容量8000，系统支持单串口、多串口、光纤+串口、光纤+局部485等。

3、标识卡采用有源方式，使得标识卡与读卡分站之间的无线通讯范围比采用无源方式的要远2至3倍，不少于80个标识卡以不小于14米/秒的速度经过读卡分站时不漏检、不误检。

4、标识卡具有呼叫报警双向通讯功能

　　地面控制中心发出呼叫后，被呼叫人员的标识卡就会响起来；井下人员也可以通过标识卡上的报警按钮向地面控制中心发出报警信号，地面控制中心的管理人员就可以在地图上直观地看出报警人员所在的位置，同时知道报警人员的姓名、职务等信息。

5、系统采用三层体系结构，即数据库服务器、应用服务器和客户端（C/S模式）。

　　这样的模式适应性强，在局域网和互联网上都可以使用。

服务器端可以无人职守自动昼夜运行采集数据，保证数据采集的不间断性，而客户端可以根据自己的需要随时在多个工作站上打开进行监测控制等日常工作。

6、多级数据自动压缩汇总预处理

　　任何实时采集系统，每分钟产生的数据量都是巨大的，一天的数据量更是庞大，如此多的数据如果都存储到数据库中，必然会出现数据库的存储和检索上的性能瓶径，所以本系统在服务器端提供了一个自动数据压缩汇总处理程序，一方面完成数据的压缩工作，另一方面自动预先汇总出考勤数据，把汇总后的数据存储到数据库中，保证人员出井后就可以从考勤统计报表中看到这个人员的最新考勤情况，而且可以打印（由于查询的是已经汇总好的数据，所以效率非常高）。

7、自带矢量巷道地图编辑功能（采用MAPX矢量地图组件技术），操作方便，功能强大，可以与AUTOCAD等兼容。

传统的位图格式地图在放大时会失真，而矢量地图则可以随便放大而不失真，而且本系统采用的矢量地图从技术上已经具有绘制真实尺度地图的能力，因此可以绘制成示意图，也可以绘制成具有真实尺度比例的地图，这样一来从地图上就可以测量出一个巷道的长度，实际反映出基站的位置。

8、在地图上实时动态显示井下人员的位置，而且显示样式丰富多样、形象直观。

　　不同职务的人员在地图上以不同的肩章的人物图片来表示，而且距离基站比较近的人和已经远离的人员其图片也有所不同，用帽子的颜色区分工种，这样看起来就非常形象和直观，确实体现了地理信息系统的特点。

9、人员分布情况数据随地图的缩放自动调整

　　当地图缩小到一定程度时，只显示各个区域以及各个基站的总人数，当地图放大到一定程度后，才具体显示出每个人。

10、地图与人员档案的双向查询

　　在地图中看到某个人后，可以在这个人（代表人员的小图片）上轻轻一点就可以看到这个人的详细情况（姓名、职务、照片，出勤情况等），也可以根据人员的姓名、标识卡号等查找到某个人，然后在地图中自动定位到这个人，从而了解到这个人在井下的具体位置。

11、便携式甲烷巡检仪可以检测人员所到之处的瓦斯浓度，超限自动报警，可以通过读卡分站将瓦斯数据实时传输到地面控制中心。

在遇到紧急情况后，便携式甲烷巡检仪切换到读卡分站工作模式（即人员搜索模式），就可以当作救援抢险时的生命搜救寻呼仪。

12、报警联动

第一、瓦斯超限的报警联动

可以根据本系统中的移动瓦斯巡检仪实现报警联动，当某移动瓦斯巡检仪周围瓦斯超限的时候，可以及时通知附近其他矿工（以群呼的方式进行），做好安全防范工作。

本系统提供有和第三方安全（瓦斯）监控系统的联动接口，实时跟踪安全监控系统的瓦斯超限情况，当发现某一位置瓦斯超限后，自动通知在其附近工作的矿工（以群呼的方式进行）。

第二、其他报警联动扩展

第三方安全监控系统有很多环境、运行参数的监测，在这些参数发生异常的时候，都可以通过报警联动功能通知相关人员。

如发生异常的区域有摄像机，则可以方便地看到相关实时画面。

13、应急预案联动

　　当发生事故灾害后，通过人员定位系统的地图平台显示人员分布的同时，也可以显示逃生路线和应急预案，为救援工作的现场指挥提供支持。

14、系统发现超定员或者有人超时未出井时，就会以语音的方式发出报警，提醒管理人员。

15、系统发现重点区域超员或者工作超时就会以语音的方式发出报警，提醒管理人员。

16、有人接近或者进入到盲巷、采空区等危险警戒区域时系统自动报警。

17、有人在规定的时间范围内私自离开其预定工作区域范围时系统自动报警。

18、有人进入到自己不应该进入的地方时系统自动报警。

19、历史轨迹查询

　　可以随时查询某人在某时间段到过哪些地方，在某个地方停留多长时间，该移动轨迹可以直观地显示在地图上，便于监督管理。

20、报表丰富多样

　　系统提供多种类型的动态报表对数据进行汇总统计查询，而且可以根据用户的需求随时修改添加报表。

可以查询如下内容：

（1）人员基本情况查询

（2）出入井情况查询

（3）出入基站识别区域情况

（4）出入巷道分支方向情况

（5）出入区域情况

（6）出入重点区域情况

（7）出入限制区域情况

（8）全矿井超时报警情况

（9）全矿井超员报警情况

（10）重点区域超时报警情况

（11）重点区域超员报警情况

（12）特种作业人员出入井情况

（13）特种作业人员出入重点区域情况

（14）特种作业人员工作异常情况

（15）领导干部下井情况查询

（16）电机车出入井情况

（17）电机车出入区域情况

（18）电机车出入基站情况

（19）基站故障情况查询

（20）集体考勤报表

（21）个人考勤报表

（22）日考勤报表

21、为救援抢险提供科学依据

　　当井下人员在工作面附近发现险情时，可以通过标识卡向监控中心发出报警，这样一来监控中心就可以及时在地图上了解到险情位置，以及所有井下人员的区域分布情况，同时系统显示出应急预案和逃生路线，便于救援人员指挥井下人员安全撤离，既保护了人员生命也可遏止险情蔓延，降低损失。

22、入井人员情况在入井口LED公示牌上同步显示。

23、灵活的权限管理。

不同权限的人员登录进入系统后，可以进行不同的操作。

24、具有多副井定位和自动考勤分班功能，不需要手工划分班次，大大降低管理人员的工作量。

25、本系统采用大型数据库，可以存储大量数据，查询性能非常好。

26、系统软件具有自监视功能，保证系统稳定可靠运行。

27、系统故障自我诊断。

　　当通讯线路断开无法访问到井下某个基站时，监控中心软件系统会立即以语音和文字方式提示管理人员，便于故障处理；在断线期间，基站可以存储数据，一旦通讯线路恢复正常，则可以把存储的数据传回控制中心。

28、系统具有自动记录修改日志的功能，通过日志很容易了解到什么人在何时修改了什么数据，避免发生矿难时数据被人修改，比如删除一些工人档案，瞒报入井人数。

29、率先将先进的面部识别技术引入到矿山人员定位系统中，可以实现人员入井的唯一性身份鉴别，避免一人带多卡，替人下井的现象。

30、系统软件具有自动升级功能

　　在互联网或者煤炭局专网中配置一台升级服务器，软件升级时只需要将新版本的软件放到升级服务器，所有煤矿上运行的软件都会自动完成新软件的升级，不需要派人到每个矿上去升级软件。

这样就大大缩短了软件升级的服务周期，极大地方便了用户。

31、系统具有鉴卡功能，即检测标识卡是否工作正常。

32、系统具有双机热备份功能，当工作主机发生故障时，备用主机可以及时投入运行。

33、系统具有良好的扩展性。

（1）可以把该系统扩展为救援抢险系统

（2）可扩双向短信通信功能

（3）可以通过芯片移植将瓦斯监控系统中的测量探头转换成无线连接方式

　　可以利用本系统的地图平台将视频头、以及瓦斯、温度、风速等探头的位置在矢量地图上显示出来，在地图上轻轻一点某个摄像头就可以看到其周围环境情况，并且在地图上可以观察到瓦斯巡检员所到位置的瓦斯情况，充分体现地理信息系统的特性。

（4）、和煤矿综合信息平台的结合

本系统可以提供和煤矿综合信息平台的自定义接口。

2.2系统主要功能

（1）权限管理

（2）编码维护

（3）标识卡、读卡分站库存管理

（4）人员档案管理

（5）地图编辑

（6）人员分布在线监测

（7）呼叫

（8）求救报警

（9）瓦斯检测

（10）超员、超时、禁区管理

（11）历史轨迹回放

（12）考勤统计

（13）多种报表的统计查询及打印

（14）数据备份

2.3与其他厂家产品相比我们的优势

（1）标识卡采用有源方式，无线通讯距离远。

使得标识卡与读卡分站之间的无线通讯距离在平地可以达到80~100米（半径），在井下由于受地形约束可以达到35~40米。

（2）我们的标识卡采用有源方式，两节7号电池可以至少工作六个月以上，标识卡通讯功率强，可以主动与基站进行通讯；电池的工作时间长就意味着一旦矿上发生事故，人员被困井下的话，电池的供应时间足以坚持到这个人员获救。

（3）我们系统的最新扩展产品便携式甲烷巡检仪集定位、寻呼、求救报警、瓦斯检测功能于一体，可以和KJ125矿山人员管理系统无缝集成，瓦斯超限自动报警，且瓦斯数据可以实时传输到地面控制中心。

（4）我们的产品具有呼叫和报警功能，当井下人员在工作面附近发现险情时可以通过标识卡向监控中心发出报警，这样一来监控中心就可以及时了解到这个情况，同时一方面通过该系统的呼叫功能向该区域其他人员发出呼叫，另一方面及时通知相关人员进行险情处理，既保护了人员生命也可以遏止险情蔓延，降低损失。

（5）在遇到事故后，我们的便携式甲烷巡检仪切换到人员搜索工作模式，就可以当作救援抢险时的生命搜救寻呼仪。

（6）入井人员情况在入井口LED公示牌上同步显示。

（7）我们的系统具有自动记录修改日志的功能，通过日志很容易了解到什么人在何时修改了什么数据，避免发生矿难时数据被人修改，比如删除一些工人档案，瞒报入井人数。

（8）率先将先进的面部识别技术引入到矿山人员定位系统中，可以实现人员入井的唯一性身份鉴别，避免一人带多卡，替人下井的现象。

（9）我公司的产品扩展性好。

三、集成人身份脸识别功能

　　继人脸识别技术在2008北京奥运会得到广泛应用之后，我公司首家将先进的人脸识别技术引入到矿山人员定位系统，实现入井人员的唯一性身份识别，避免一人多卡，替人带卡下井的现象。

我们的人脸识别设备采用先进的人脸识别算法，对人员进行唯一性身份识别，识别精度更高，识别速度更快，和KJ125矿山人员管理系统紧密结合，形成人员的唯一身份和标识卡的一一对应。

（一）主要特点：

1.识别精确性高、误识率低：

误识率FAR≦0.01%时，识别率VR≧99％；

2.识别和比对速度快：

识别速度1:

1时<1秒;1:

N时<2秒；

3.环境适应性优异：

不受种族肤色及性别的影响；基本不受光线影响；

4.自学习功能：

系统能够动态地更新数据库中用户的头像，从而保证在用户的人脸及环境的变化仍然能够快速正确地识别；

5.独有电子锁设计，防拆安全装置；

6.不工作时，系统自动进入待机状态，更省电，更长寿，当用户接近一体机，人体感应自动唤醒系统，进入身份识别界面；

（二）主要技术指标：

1.处理器：

TMS320DM6446，主频594MHz

2.存储器：

可最大支持16G

3.网络接口：

10/100M自适应网络接口

4.摄像机：

CCD

5.摄像机分辨率：

640×480

6.显示屏：

3.0′TFTLCD

7.工作电压：

DC12V

8.工作电流：

500mA

9.功率：

6W

10.工作温度：

-30℃~55℃

11.尺寸：

163mm（H）×110mm（W）×62mm（D）

四、产品概述

　　本系统由KJ125-K标识卡（CJC4X便携式甲烷巡检仪）、KJ125-F读卡分站、KJ125-J型传输接口、地面监控中心计算机管理系统、隔爆兼本安电源、人脸识别设备等组成，下面介绍它们的功能、作用、技术参数及特点。

1、标识卡

　　标识卡佩带于每个在井下作业的人员身上，随人员的移动而移动。

每一个标识卡设置一个与其他标识卡不同的编码，用于区分不同的标识卡（人员），因标识卡本身具有的移动性质，采用甚高频无线通信技术,与第二级的读卡分站建立数据通信。

当标识卡进入读卡分站的电波覆盖区域时，会立即把自身的编码，通过无线通信的方式传输给读卡分站。

读卡分站由此确定标识卡的位置，达到定位的目的。

为了实现井上管理人员可以方便地联系到井下作业的人员的目的，特别设计了标识卡的寻呼功能，标识卡可以通过读卡分站接收井上发下来的短信寻呼信息，与井上人员及时取得联系。

考虑到井下的特殊环境，为标识卡设计了“报警”功能，在遇到危急情况时，通过按下标识卡上的报警按键，可以立即把危急信息发送到井上。

2、便携式甲烷巡检仪

　　便携式甲烷巡检仪集定位、寻呼、求救报警、瓦斯检测、人员搜索（或者搜救）功能于一体，可以和KJ125矿山人员管理系统无缝集成，瓦斯超限自动报警，且瓦斯数据可以实时传输到地面控制中心。

巡检仪是本系统工作的一个组成部分，它有两种工作模式：

①、瓦斯巡检模式（安检模式）：

在该模式下，通过矿工佩带此巡检仪，可实现自动探测井下工作人员的位置，同时具备呼叫和报警功能；此外还具有实时检测甲烷浓度功能，并同时将其发送到读卡分站并传至地面监控中心；当甲烷浓度超出报警值时，能进行声光报警。

②、人员巡检模式（人员搜索）：

该模式主要用于人员搜索。

在该工作模式下，巡检仪不仅能实时检测周围的瓦斯浓度；而且还能显示巡检仪周围检测到的佩戴标识卡的人员总数，以及每个人员所佩戴标识卡的卡号。

在该模式下，当瓦斯超限时，不仅能通过声光报警提醒佩戴巡检仪的人员，而且还能通过无线信号，对巡检仪所搜索到的标识卡进行自动群呼联动报警，以提醒佩戴标识卡的人员瓦斯超限。

3、读卡分站

　　读卡分站安装在井下巷道内，通过无线发射在一定范围内产生一个甚高频无线电波的覆盖区域，若有标识卡在这个区域内出现，就可以与标识卡进行双向无线通信，由此，可达到自动探测井下工作人员位置变动及安全状态的目的，此外，该设备通过第三级的传输总线把各个标识卡的位置及报警等信息传输到井上监控中心，井上监控中心对某个标识卡的寻呼信息也通过此设备发给标识卡。

4、数据传输总线

　　由传输接口和传输电缆等组成，是读卡分站与地面监控中心之间的数据传输通道。

依照先进可靠的RS-485通信标准，采用有线通信方式,把读卡分站检测到的井下人员的位置信息和报警信息传送到井上,并把井上的短信寻呼等信息传送到井下的读卡分站。

先进的电平变换技术和中继技术可以保证20千米以下长度的巷道内所有读卡分站与传输接口之间的可靠通信。

或者在地面到井底这一段主线路采用光纤（传输距离远、抗干扰能力强、传输速率高），即用数据光端机将电信号转换为光信号通过光纤传输到井下后再通过数据光端机将光信号转换为电信号，然后各个分支线路仍然可以采用传输电缆。

在实际应用中可以根据矿井的实际情况来决定是否采用数据光端机。

5、地面监控中心计算机管理系统

　　是基于计算机网络技术的定位监测管理系统。

采用计算机网络技术、数据库技术、软件工程技术、地理信息技术、嵌入式微处理技术等，实现对矿井中作业人员的监督管理。

系统采用客户端服务器模式,每个井下工作人员的具体位置、移动的路线、安全状态都可以通过采集服务器将数据传送到客户端电脑上,所有数据被长期保存在数据库中，并可以进行每个人员在井下移动路径的回放显示.同时具有权限管理、库存管理、实时考勤、自动寻呼、遇险求救等功能。

通过井上局域网络与互联网的连接，管理人员可以在任何一个能登录互联网的计算机看到这些信息。

同时系统还具有故障报警、自动恢复功能。

6、隔爆兼本安电源

　　为读卡分站提供直流电源，采用隔爆兼本安设计，具有内部电池自动切换功能，在交流电停电后，自动转到直流备用供电模式（备用电池至少供电２小时），并保证系统正常工作