人员定位管理系统.docx

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人员定位管理系统

基于Lonwoks网络双向通讯井下人员定位系统的研究与应用

鉴　定　材　料

山东金阳矿业集团有限公司

二00八年十二月

目录

“基于Lonwoks网络双向通讯井下人员定位系统的研究与应用”鉴定大纲

“基于Lonwoks网络双向通讯井下人员定位系统的研究与应用”工作报告

“基于Lonwoks网络双向通讯井下人员定位系统的研究与应用”技术报告

“基于Lonwoks网络双向通讯井下人员定位系统的研究与应用”经济、社会效益分析报告

“基于Lonwoks网络双向通讯井下人员定位系统的研究与应用”用户使用报告

《基于Lonwoks网络双向通讯井下人员定位系统的研究与应用》鉴定材料之一

鉴　定　大　纲

山东金阳矿业集团有限公司

二00八年十二月

鉴定大纲

一、项目名称：

基于Lonwoks网络双向通讯井下人员定位系统的研究与应用

二、项目来源：

计划外项目

三、项目完成单位：

山东金阳矿业集团有限公司

四、鉴定程序：

1、宣布鉴定委员会名单。

2、由鉴定委员会主任主持，听取课题汇报：

（1）工作报告；

（2）技术报告；

（3）检测试验报告；

（4）经济、社会效益分析报告；

（5）用户使用报告；

3、鉴定委员质疑，主研人员答辩。

4、鉴定委员会对项目进行评议，形成鉴定意见。

5、鉴定会结束。

五、鉴定资料

1、“基于Lonwoks网络双向通讯井下人员定位系统的研究与应用”鉴定大纲

2、“基于Lonwoks网络双向通讯井下人员定位系统的研究与应用”工作报告

3、“基于Lonwoks网络双向通讯井下人员定位系统的研究与应用”技术报告

4、“基于Lonwoks网络双向通讯井下人员定位系统的研究与应用”经济效益、社会效益分析报告

5、“基于Lonwoks网络双向通讯井下人员定位系统的研究与应用”用户使用报告

鉴定委员会

年　月　日

《基于Lonwoks网络双向通讯井下人员定位系统的研究与应用》鉴定材料之二

工　作　报　告

山东金阳矿业集团有限公司

二00八年十二月

工　作　报　告

在矿山企业中，能够实时了解井下人员的数量和分布情况、突发事故时及时通知危险区域的人员疏散、事故发生后能够及时锁定受困人员的具体位置、井下人员遇到危险时能够主动向地面发出求救信号是煤矿预防和减少事故的最有效方法。

因此，必须寻求研制一种达到上述目的的人员定位监控系统。

一、项目调研

我们金阳矿运输水平在-350，分为东西两个采区，每个采区又分采煤工作面和各掘进工作面，其中东翼采区已达-550水平，战线长，下井人员多且比较分散，人员不能有效控制，因此所产生的安全隐患就较多。

要想从根本上实现安全生产，就需要实现实时了解井下人员的数量和分布情况、突发事故时及时通知危险区域的人员疏散、事故发生后能够及时锁定受困人员的具体位置、井下人员遇到危险时能够主动向地面发出求救信号等要求。

另外，根据全国煤矿的安全生产形式，国家安监总局要求全国煤矿必须安装井下人员定位跟踪系统，来提高煤矿的安全生产状况。

但如何实现这些要求，成为我们面临的实际问题。

为此，2007年底我们成立了科技攻关小组，重点研究井下人员管理系统。

经过多方市场调查，我们知道已有一些煤矿企业使用井下人员定位系统对下井人员进行考勤、定位跟踪，但是这些系统功能普遍较少，技术比较落后，离我们的要求相距太远，不能满足使用要求。

二、设计研究

为了达到我们的使用需要和上级主管部门的要求，我矿专门成立了设计研究小组，力求研制一套科技含量高、自动化程度高的井下人员定位跟踪系统。

我们于2008年2月份开始着手进行研究设计工作，先后于2008年5月份去兖矿集团兴隆庄煤矿和附近的一些煤矿实地考察。

通过考察我们了解了很多关于井下人员定位系统的知识和技术，结合我矿井下实际情况，我们决定与上海约翰芬雷自动化系统有限公司合作，采用其公司研制的KJ201井下人员定位系统来作为基础，通过技术合作来实现我矿的井下人员定位跟踪系统。

经过反复论证和可行性应用分析后，项目进入研制阶段。

但是由于对基站数量和安装位置、电源箱数量和分布的不同意见，我们多次进行了对方案的修改。

2008年5月一套完整的KJ201A型井下人员定位系统终于研制成功，并在计算机上对程序的运行情况进行了多次的模拟试验，结果证明该套程序完全符合要求。

三、项目实施

井下人员定位系统研制完成后，随即进入整套装置的设计制作阶段。

并在地面车间根据实际使用要求，对该套装置进行实际接线试验运作，试验结果非常成功，符合设计要求，可以投入正式使用。

2008年7月底所需设备购置到矿；8月份安装监控主机；9月4日开始对井下基站和电源箱进行安装，9月13日安装完毕；9月18日调试程序，输入相关数据，9月20日对井下人员的安全帽安装KJ201-S无线数据收发机，9月24日系统全面实地试用阶段。

当人员进入到基站的有效辐射范围时，本套装置能够自动显示下井人员的数量和所在的位置，并能在井下向井上发出求救信号，井上能够通过人员定位系统锁定井下人员的具体位置，并能够向井下人员发出危险警报，达到事故时及时疏散的目的，从而有效提高了井下人员的安全系数，防止事故的发生。

四、运行效果

2008年9月份，基于Lonwoks网络双向通讯井下人员定位系统正式安装使用至今，实践证明，该装置性能可靠，运转正常，达到了设计要求，科技含量高、自动化程度高，维护人员少，维护费用底，只通过调度室值班人员监控即可正常运行，对于矿井的安全生产和预防事故的发生具有重要的作用和意义。

《基于Lonwoks网络双向通讯井下人员定位系统的研究与应用》鉴定材料之三

技　术　报　告

山东金阳矿业集团有限公司

二00八年十二月

技术　报　告

双向通讯井下人员定位系统对井下人员的事故预防和救援具有重要的意义，对整个矿井的安全生产起到不可替代的重要作用。

一、技术方案论证

根据国家安全生产监督管理总局要求，所有煤矿企业井下必须安装井下人员定位跟踪系统。

我们金阳矿运输水平在-350，分为东西两个采区，每个采区又分采煤工作面和各掘进工作面，其中东翼采区已达-550水平，战线长，下井人员多且比较分散，不利于管理，因此所产生的安全隐患多，不利于矿井的安全生产。

原来只是通过有线电话井上下进行通讯联系，但是井下出现危险情况时，电话数量有限，位置不具体，地面控制中心不能及时通知井下人员及时疏散，一旦发生安全事故，人员与井上的联系中断，事故救援找不到人员的具体位置，给事故救援带来无法想象的困难，甚至造成严重后果。

为了解决这一突出问题，我们设计研究小组结合市场考察结果，决定采用KJ201A型井下人员定位系统。

该系统依现代无线通讯技术为基础，应用通讯技术中的信令技术及无线发射接受技术，实现井上和井下双向通讯，集井下人员定位、严格考勤、瓦斯监控和信息搜集于一体。

该系统的安装使用，强化了井下人员的安全管理，提高了我矿在突发事件发生时的应急处理能力，以利于安全生产，以利于完善全矿的安全管理体系，符合安全质量标准化矿井的有关要求。

二、技术原理

KJ201A井下人员定位管理系统用于井下人员的无线定位、跟踪和考勤。

系统依现代无线通讯技术为基础，应用通讯技术中的信令技术及无线发射接受技术，实时了解井下人员的数量和分布情况；可任意查询指定人员当前或历史时段所处的区域和活动踪迹；可对人员进行下井次数、下井时间等考勤信息进行统计；突发事故时及时通知危险区域的人员疏散；事故发生后能够及时锁定受困人员的具体位置、井下人员遇到危险时能够主动向地面发出求救信号。

为搜救工作提供准确信息。

技术原理是：

本系统依现代无线通讯技术为基础，应用通讯技术中的信令技术及无线发射接受技术来检测、搜集和接受各种参数信息，利用Lonworks现场总线技术实现通讯传输网络，从而实现对井下人员的实时定位及井下人员与井上监控室的双向信息交流。

系统主要有地面中心站监控主机和软件、KJ201-J通讯适配器、MHY32通讯电缆、KDW201矿用隔爆兼本质安全型电源箱、KJ201-F井下监控基站、KJ201-S无线数据收发机等单元构成。

KJ201-F井下监控基站是一个以神经元芯片及51单片机为核心的自动化监控设备。

可挂接各种传感器、执行器，对井下的各种环境参数进行连续检测。

具有多通道、多制式的信号采集和通讯功能，能及时将检测到的各种环境参数、生产状态、人员位置等信息实时传达给地面中心站，并执行中心站发出的各种命令。

同时，基站还能就地检测和显示被测设备的运行状况及检测参数，及时发出报警和断电控制信号。

其通讯方式为二线制无极性通讯；无线通讯为同频异步半双工方式，可实时检测移动目标。

KJ201-S无线数据收发机安装在井下人员安全帽上，与基站进行双向通讯，基站根据其信号确定其具体位置。

它既可接受井上下达的撤离命令，也可通过【紧急求助】按钮，向地面中心站发送求助信号。

该收发器抗干扰能力强，可靠性高，体积小，重量轻，功耗底等特点。

KJ201-J通讯适配器安装与地面调度室，实现Lonworks和RS232之间的信号转换。

具备电源、工作状态指示功能，接受井下基站发来的Lonworks通讯信号，并将该信号解调成RS232信号传送给计算机，将地面计算机输出的RS232信号经调制发送给井下基站。

实现井上非本安通信信号与井下本安通信信号之间的电气隔离。

该适配器传输方式为二线无极性电缆或光缆连接，无主对等通讯；网络结构采用总线或自由拓扑任选形式。

其双向通讯过程如下：

收发机基站内无线模块Lonworks模块基站内单片机适配器在适配器内实现Lonworks和RS232之间信号转换后，将RS232信号PC机

三、创新点及优点

1、本系统的先进性在于能够实现井上下的双向信息交流，通讯线可无极性连接，即使单根线也能正常通讯，适合井下繁杂、险恶的环境。

2、实现实时精确定位，识别无漏卡。

3、两芯通讯电缆无正、负极，可串联、星形及环形连接，接线简洁。

4、收发器具有低功耗及休眠功能，抗干扰能力强，可靠性高，体积小，安装、使用方便。

5、基站在井下事故停电后，后备UPS电源仍可连续工作10小时以上，并记录保存实时数据。

6、无线数据收发器实时发出代表身份的射频信号，可确定井下每个目标的具体位置和状态。

四、与同类技术比较

与国内同类技术比较属领先水平，完全自动化运行，故障率底，维护量极少；无线收发器体积小，安装在安全帽上，不影响工人的正常工作。

五、作用与意义

本装置适应国家安监总局的要求，能够实现井上下的双向信息交流，通讯线可无极性连接，即使单根线也能正常通讯，适合井下繁杂、险恶的环境。

强化了井下人员的安全管理，提高了我矿在突发事件发生时的应急处理能力，以利于安全生产，以利于完善全矿的安全管理体系，符合安全质量标准化矿井的有关要求。

六、推广应用前景

2008年9月份，KJ201A井下人员定位管理系统正式安装使用至今，实践证明，该装置性能可靠，达到了设计要求，以神经元芯片及51单片机为核心监控设备自动化程度高，可在所有煤矿井下应用，信号传输准确，定位精度高，存储信息容量大，安装简便，无线传输距离长，经济实用，具有广阔的市场推广前景。

《基于Lonwoks网络双向通讯井下人员定位系统的研究与应用》鉴定材料之四

经济、社会效益分析报告

山东金阳矿业集团有限公司

二00八年十二月

经济、社会效益分析报告

2008年9月，我矿将地面中心站设在矿调度室，安装监控主机、备用主机各一台，通讯适配器两台，井下东翼、西翼采区的工作面和各个掘进工作面的巷道中安装了本安型电源箱8台，监控基站35台，无线数据收发器井下人员每人一个。

系统正式安装试用，实践证明，该装置极大地提高了我公司的安全生产效益，其表现主要在以下几个方面：

1、经济效益

本装置安装、使用方便，性能稳定、可靠，适应性强，与国内同类技术比较属领先水平，可对人员进行下井次数、下井时间等考勤信息分类统计，减少了出勤不出力的现象，增加了工人的劳动效率，以人均每年多提高工时10小时，多产煤5吨，价值3000元，全矿采煤工人200人计算，可创造效益：

3000×200=600000元

2、安全效益

本装置适应使用要求，能够实现井上下的双向信息交流，通讯线可无极性连接，即使单根线也能正常通讯，适合井下繁杂、险恶的环境。

强化了井下人员的安全管理，提高了我矿在突发事件发生时的应急处理能力，以利于安全生产和完善全矿的安全管理体系，符合安全质量标准化矿井的有关要求。

对于实现矿山企业安全、高效生产具有重要的作用和意义。

3、社会效益

经过几个月的运行实践证明，本项研究成果正确、可行、安全可靠，其综合效益非常明显，具有广泛的借鉴意义和市场推广应用前景。

《基于Lonwoks网络双向通讯井下人员定位系统的研究与应用》鉴定材料之五

用户使用报告

山东金阳矿业集团有限公司

二00八年十二月

用户使用报告

我工区是采一工区，担负井下东翼采区的采煤任务。

2008年9月，我们在东翼采区1209工作面的回风巷和运输巷中安装了KJ201A双向通讯井下人员定位系统的基站，并对工区下井人员在安全帽上安装了无线数据收发机。

该系统依现代无线通讯技术为基础，应用通讯技术中的信令技术及无线发射接受技术，实时了解井下人员的数量和分布情况；可任意查询指定人员当前或历史时段所处的区域和活动踪迹；可对人员进行下井次数、下井时间等考勤信息进行统计；突发事故时及时通知危险区域的人员疏散；事故发生后能够及时锁定受困人员的具体位置、井下人员遇到危险时能够主动向地面发出求救信号。

实践证明，该装置性能可靠，运转正常，达到了设计要求，强化了井下人员的安全管理，提高了我矿在突发事件发生时的应急处理能力，有利于安全生产和完善全矿的安全管理体系，符合安全质量标准化矿井的有关要求。

对于实现矿山企业安全、高效生产具有重要的作用和意义，值得大力推广和应用。

山东金阳矿业集团有限公司采一工区

二○○八年十二月