矿井人员定位与考勤系统在竹林山矿的应用

2010年第2期能源技术与管理矿井人员定位与考勤系统在竹林山矿的应用张家锁（山西阳城阳泰集团竹林山煤业有限公司，山西晋城048000）［摘要］主要介绍了煤矿井下人员定位与考勤系统投入使用后，为煤矿安全管理带来了切实益处，将成为目前煤矿人员管理的有效工具之一，在现代化矿井安全生产中起到重要的作用。

［关键词］人员定位；考勤；RFID技术；网络；安全生产；人员管理［中图分类号］TD676［文献标识码］B［文章编号］1672蛳9943(2010)02蛳0148蛳030引言就煤矿安全而言，对安全生产的管理实质上是对人的管理。

山西阳城阳泰集团竹林山煤业有限公司与杭州创联电子技术有限责任公司合作，在矿井安装了KJ222(A)型井下人员定位与考勤系统，实现了矿井安全生产人员管理的信息化、网络化、科学化。

1KJ222(A)井下人员定位与考勤系统KJ222(A)井下人员定位与考勤系统是2.4G 新一代人员定位系统，系统采用国际最新射频识别技术（简称RFID），能够及时、准确的将井下各个区域人员的动态情况反映到地面计算机系统，使管理人员能够随时掌握干部跟班下井情况、井下人员的分布状况和每个矿工入井、升井时间及运动轨迹，以便于进行更加合理的调度管理。

当事故发生时，救援人员也可根据井下人员定位系统所提供的数据、图形，迅速了解有关人员的位置情况，及时采取相应的救援措施，提高应急救援工作的效率。

RFID与其它自动识别技术相比，优势非常明显：存储信息量大，每一个产品拥有独一无二的ID号；读写不需要光源，可以透过外部材料读取数据；使用寿命长，能在恶劣环境下工作；能够轻易嵌入或附着在不同形状、类型的产品上；读取距离更远，可以写入及存取数据，实现标签的内容动态改变；能够同时处理多个标签；标签的数据存取有密码保护，安全性更高；可以对RFID标签所附着的物体进行追踪定位。

1.1系统组成系统主要由工控服务器，监控主机、位置监测分站、位置监测分站探头、识别卡、井下移动识别器、检卡分站、监控软件等组成。

系统容量：识别主（子）站数量256台，识别卡20000张以上；地面监控系统包含工控服务器，监控主机等，其中监控主机对识别分站进行轮巡、数据采集和控制；工控服务器保存实时采集识别分站的数据信息，供实时监控，报表查询统计；电子显示屏放于井口和安全生产指挥中心，实时显示井口通过人员和井下人员分布信息。

1.2通信电缆组网系统采用通信电缆组网方式连接，方便接入到自动化环网系统。

识别主站与识别子站之间采用通信电缆连接，识别分站与地面的最远传输距离不小于30km，识别主站与识别主站之间的传输距离不小于2km。

系统采用了阻抗匹配技术，解决了抗干扰问题，系统的结构是树型结构，施工与维护非常方便。

1.3系统主要功能（1）定位功能：①实时监测。

实时监测全矿井井下矿工总数，实时监测采煤工作面矿工总数，实时监测掘进工作面矿工总数以及井下其他区域矿工总数。

根据各矿实际情况绘制井下巷道、采区图，该图是动态的，随着井下人员的移动，该图显示的各区域人数会随时更新。

在该图上用鼠标点击，可以显示某个选定区域的人员名单，进一步点击还可以显示某个选定人员下井后的行踪。

②查找人员当前位置。

输入任意人员的姓名或编号，可以立即以图形方式显示此人当前所在区域；也可以同时输入多个人员，以文字方式显示这些人各自在井下的当前位置。

③井下人员跟踪。

在井下巷道图上实时动态地显示井下人员行踪。

④统计查询进入特殊区域人员。

对于井下的某些特殊区域，例如规定不准一般人员进入的危险区域，在行踪doi:10.3969/j.issn.1672-9943.2010.02.065 1482010年第2期保留时段内可以随时进行查询，列出进入该区域的人员和出、入时间。

（2）安全管理功能：①干部跟班下井管理。

系统能对干部下井情况进行统计、监督，在办公室通过电脑或在调度室大屏幕就可以看到哪些干部在井下，哪些干部已升井，哪些干部该下井未下井等。

②瓦斯检查员等关键岗位监控。

系统可以对瓦斯检查员的行进路线、工作时间进行监控，看是否在规定的时间到达规定的地点。

③区域超员告警。

对某个区域的人员数量进行限制，如果超员则告警。

④矿工进入禁入区告警。

当矿工进入禁区时，系统会告警，提示管理人员采取相应措施。

⑤工作超时、欠时告警。

当矿工在井下停留超出规定时间或没有做够规定时间，系统将告警并记录。

⑥行进轨迹异常告警。

当矿工未按规定的行进路线行走，行进到禁行区，系统将告警并给予提示。

⑦识别卡电量告警。

当识别卡电量过低时，系统将提前告警，通知相关技术人员及时更换电池，避免识别卡没电时，持卡者自己不知道，虽然下井了，但被系统判断为旷工。

⑧固定岗位脱岗告警。

固定工作岗位工人脱岗，系统将告警。

⑨安全证书有效期管理。

对每个工人的安全证书进行管理，安全证到期将告警。

⑩预警呼叫功能。

系统具有呼救、告急功能；具有就地报警和地面远程控制报警功能。

（3）系统管理功能：系统的管理软件能够实现分配多个不同权限的用户，方便各个用户在网络终端上同时运行软件，查询井下实时情况，并可对软件进行分级别的修改；井下实时数据也可以上传到WEB服务器上，用户可以通过互联网，以网页的形式实时查看井下人员分布情况。

（4）GIS地理信息系统平台：GIS地图缩放功能，能实现井下巷道图的缩放、显示及井下出现紧急情况后生成逃生路线，并能对GIS地图进行导入、导出和还原地图功能。

（5）信息互动功能：本系统可以内嵌短信平台，能实现与井下移动通信系统或其它移动通信系统的信息互动，能够及时的实现与相关人员的信息互动。

（6）可以与其他安全监控兼容：能实现与重点地点视频联动，能在定位系统终端上根据需要适时显示重要视频监测点的视频信号。

（7）考勤功能：能够准确统计矿工入井、升井时间，并可按班次按部门生成日考勤、月考勤统计报表。

1.4系统的主要技术指标系统最大容量为256台分站，最多识别卡数量20000张以上，漏读率小于百万分之一，传输方式为主从方式、半双工，地面分站到井下分站最大传输距离大于30km，识别分站有效接收距离在30~100m，允许被测目标最大移动速度≤5m/s，无线工作频率2.4GHz，传输误码率≤10-6。

该系统的主要硬件设备为人员识别卡、识别分站：①人员识别卡。

发射距离30~100m，传输速率256K，工作频率2.4GHz，调制方式FSK，防爆型式本安，外壳防护等级IP54，工作温度-40℃~＋60，环境湿度≤95%，电池工作时间1a以上，重量小于70g，具有紧急呼叫功能,在矿工遇到紧急情况下，可以按急呼按钮，系统即有告警。

②识别分站。

有线传输速率9600bps，无线工作频率2.4 GHz，调制方式FSK，防爆型式本安，外壳防护等级IP54，工作温度-40℃~60℃，环境湿度≤95%，重量约3kg，无故障工作时间>50000h，同时最大可读卡数>100个，行径记录笔数无限制，行径记录时间精读+1s。

③检卡分站。

由检卡分站，液晶电视，监控电脑和监控软件组成的井口检卡唯一性检测装置，将液晶电视安装在井口附近，可实时显示井口区域经过人员的照片、姓名、部门、工号、卡号和卡电量，并显示当日入井人数等信息，自动检测识别卡信息和人员信息。

④井下移动识别器。

系统配备有井下移动识别器，通过该设备管理人员可以在井下任何地方任何时间检查识别卡的电量、检测井下人员是否带卡、检测井下人员是否替人带卡等，方便人员管理。

2应用情况2.1系统设计KJ222(A)型矿井人员定位与考勤系统于2009年11月上旬开始在竹林山矿安装运行。

系统由数据服务器，监控主机，井上、下识别分站，识别卡等主要设备和井口检卡显示屏等其它辅助设备组成。

该系统监控主机安装在安全生产指挥中心，系统监控主机与井口识别主站之间通过2芯通信电缆连接，井下其它分站通过2芯电缆与井底分站相联。

识别主站与识别子站通过4芯通信电缆连接。

识别主站电源采用隔爆兼本安电源，提供2h 不间断供电，就近接入AC127电源。

各识别分站均通过RS485通讯协议与地面监控主机进行通讯。

张家锁矿井人员定位与考勤系统在竹林山矿的应用1492010年第2期根据该矿井下的具体情况，在所有的三岔门、采、掘工作面巷道门口安装了识别分站，共计安装了42台识别分站，配备了300张识别卡。

识别卡配戴在入井人员腰部，当配卡人员走到某个识别分站下时，分站会自动识读识别卡信息，上传到地面的数据服务器上，经过软件处理得到相关信息。

系统实行分区定位，将地面井口和井底分别安放识别分站将地面与井下分开；把井下主要巷道、回采工作面、掘进工作面做为主要区域，禁入区和固定岗位做为次要，其它大巷做为一般区域进行定位。

地面划分为主井口区域、副井口和回风井口区域，井下巷道划分为主斜井区域、副斜井区域、西轨道巷区域、主煤仓区域、1300轨道巷区域、1300皮带巷区域、1300回风巷区域、1306回风顺槽掘进工作面区域、1306运输顺槽掘进工作面、1309综合回采工作面区域等，对井下人员进行区域定位。

2.2实时应用（1）查询当前井下人员分布。

根据各矿实际情况绘制井下巷道、采区图，并在该图上显示各个区域当前人数。

该图是动态的，随着井下人员的移动，该图显示的各区域人数会随时更新。

在该图上用鼠标点击，可以显示某个选定区域的人员名单；进一步点击还可以显示某个选定人员下井后的行踪。

（2）查找人员当前位置。

输入任意人员的姓名或编号，可以立即以报表方式显示此人当前所在区域、所属基站和井下滞留时间等；也可以按部门查询多个人员，以列表方式显示这些人各自在井下的当前位置。

（3）人员行走轨迹。

可以查询当前和历史时间内井下人员所属的区域，在井下巷道图上实时动态地模拟他们的行踪。

（4）预警呼救记录查询。

对某个时段内人员预警呼救记录进行查询，可以查询到该人的工号、卡号、姓名、所属部门、紧急呼救的地点和时间、地面人员的响应呼救的客户端等。

（5）下井人员考勤管理。

软件可以从系统记录的人员行踪信息中自动提取出每个下井人员的入、出井时间，从而形成考勤记录，进而形成各种考勤报表和查询、统计功能。

2.3应用情况评价通过KJ222(A)系统，公司能够对采、掘工作面实行定员管理，实时掌握井下人员的数量及分布情况，及时掌握井下人员的行动轨迹情况及井下人员的滞留情况等信息，为竹林山矿科学合理组织生产，优化企业劳动组织，提高劳动效率，减少入井作业人员，提供了详实的资料。

KJ222(A)系统在主、副井入井口处各安装一台识别分站，在副井检身房处安装一套检卡显示系统，人员可以查看自己的信息和识别卡的情况。

通过井口和井底分站的逻辑关联，可以准确的确定井下人员数量，有效的防止了传统考勤（如：指纹考勤、红膜考勤等）考勤后不下井或考勤后不上井的情况发生。