矿井人员定位越界监管系统技术方案

基于GIS的矿井定位实时监管系统

上海齐维信息科技有限公司

计算机信息技术在煤炭生产安全监控中的应用，既是提升煤炭生产安全水平的一次技术革命，同时也是强化煤炭生产安全监督的一次管理革命。煤炭生产事故的起因很多都是因为越界开采造成的。基于GIS的矿井定位技术在煤炭生产安全监控中的成功应用，从根本上改变了以往传统落后的煤炭生产安全管理方式，把煤炭生产安全监督管理纳入了信息化现代化轨道。

基于GIS的矿井定位实时监管系统集成了计算机网络技术、数字通信技术、微电子技术、软件应用等诸多内容。该系统可以对网络管辖区域内所有煤矿进行远程实时全程跟踪开采的位置。

基于GIS的矿井定位实时监管系统包括远程监控中心、数据传输网络以及各个信息监控点，由多级应用软件系统组成。管理子系统主要由放置在监控室的计算机和运行在其上的管理软件组成，它是本系统的人机界面接口。它具有收集定位信息、数据库存储、实时显示、统计分析、报表打印、参数设置等功能。通过它可以在井上清楚地看到井下人员的分布情况，也可以设置各种参数控制系统的运行。管理子系统还具有网络功能，可以通过煤矿局域网共享信息，实现多人同时查看矿井定位信息。

一、系统特点

高度自动化

先进的网络通讯系统

基于GIS技术的地理信息显示、查询系统

完善的数据分析系统

安全、可靠，在恶劣环境下24小时正常工作

二、系统工作原理

首先在井下的各个坑道和所有人员可能经过的通道中安放若干个信号收发器，具体数量和位置根据现场实际工况和要实现的功能要求而定，并且将它们通过网络布线和地面控制中心的计算机联网。同时在每个下井人员佩带的矿灯上安置一个信号感应器，当下井人员进入井下以后，只要通过或接近放置在坑道内的任何一个信号收发器，信号收发器即会马上感应到信号同时立即上传到控制中心的计算机上，计算机马上就可判断出具体信息（如：是谁，在哪个位置，具体时间），同时把它显示在控制中心的大屏幕或电脑显示屏上并做好备份，管理者也可以根据大屏幕上或电脑上的分布示意图点击井下某一位置，计算机即会把这一区域的人员情况统计并显示出来。同时控制中心的计算机会根据一段时间的人员出入信息整理出这一时期的每个下井人员的各种出勤报表（如：出勤率、总出勤时间、迟到/早退记录、未出勤时间等）。一旦井下发生事故，可根据电脑中的人员分布信息马上查出事故地点的人员情况，然后可再用特殊的探测器在事故处进一步确定人员位置，以便帮助营救人员以准确快速的方式营救出被困人员。矿车和其他设备的管理原理大致相同。另外根据信号感应器采集到的位置信息，进行实时判别是否是越界采矿行为。

三、系统功能特点

本系统采用国际标准无线通讯技术, 集人员定位、越界管理、考勤管理和安全管理于一体。系统能够及时、准确地将管理区域内各个区域人员情况动态反映到管理中心，使管理人员能够随时掌握管理区域内人员的总数及分布情况，以便于进行更加合理的监督管理。

（1）、可以跟踪人员在井下的运动轨迹并记录经过监测点的时间及在各监测点停留的时间。

（2）、系统具有自诊断功能，可以自动检测基站故障并发出提示信息。

（3）、系统可对管理员的操作进行自动记录，从而可以监督管理员进行正确管理。

（4）、系统具有用户权限管理功能，可以设置使用者的权限。

GIS地图

控制

窗口

人员实时定位信息电子鹰眼

无线定位越界管理软件主界面图

四、系统设计原则

（1）实现井下坑道作业面工作人员进出的有效识别，使系统管理充分体现"人性化、信息化和高度自动化"

（2）为高级管理人员提供考勤作业、人员进出限制等多方面的信息查询。

（3）一旦发生安全事故，通过该系统立刻可以知道坑道作业面工作人员的数量，保证抢险救灾和安全救护工作的高效运作。

（4）安全事故发生后，通过本系统的移动识别装置，可在事故现场10米范围内探测到是否有人存在，便于救护工作的及时展开。

（5）根据定位信息判断是否越界开采。

（6）系统设计的安全性、可扩容性、易维护性和易操作性。

五、系统设计依据

（1）GA/T75《安全防范工程程序与要求》。

（2）MT209-1990《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》。

六、系统设计特点

（1）高度自动化。系统能自动检测井下坑道工人经过该监测点的时间、地点信息，并自动实现考勤作业的统计与管理。

（2）先进的通信系统。安装在井下各通道的识别系统，实时向网络服务器传送相关人员通过的数据，整个过程无需人为干预。

（3）完备的数据统计与信息查询软件。系统软件具备专用数据库管理系统，包括工人通过坑道的信息采集和统计分析系统，考勤作业的统计与管理分析系统，显示并打印各种统计报表资料，为高层管理人员的查询与管理提供全方位服务。

（4）系统的安全、稳定、可靠性设计。系统产品采用坑道壁挂式设计，无需在坑道进行现场施工，并保证系统在恶劣环境下24小时连续正常运转；

（5）完善的异常情况（包括无效感应器、失效感应器进入）报警呼叫系统配置。

七、系统设计方案

本系统遵循"统一发感应器、统一装备、统一管理"的原则，按准许上岗人员和班组实行"一人一感应器"制，该感应器可视为"上岗凭证"或"坑道准入证"。具体方案如下：

（1）煤矿生产单位在所有坑道中均安装一定数量的信号收发器，具体位置根据现场情况而定，以满足辐射区域为准。

（2）煤矿生产单位向有关人员颁发并装备感应器，感应器安装在安全帽的合适位置。

（3）发感应器时将感应器所对应员工的基本信息，包括姓名、年龄、性别、所属班组、所属工种、职务、本人照片等登录在系统数据库中。

（4）安全生产部门对该感应器进行授权后即生效。授权范围包括：该员工可以有资格进入作业面的坑道，感应器的时效、失效、挂失等，以防止无关人员和非法人员进入坑道；

（5）进入坑道的人员必须佩戴装有感应器的安全帽。当此人经过坑道的识别监测点时，立即被系统识别，并通过系统网络的信息交换，将此人通过的路段、时间等信息传输至井上安全监控中心记录，并可同时在地理信息大屏幕墙上出现提示信息，显示通过人员的姓名。如果感应的感应器号无效或进入限制通道，系统将自动报警，安全监控中心值班人员接到报警信号，立即执行相关安全工作管理程序。

（6）坑道一旦发生安全事故，安全监控中心在第一时间可以知道被困人员的基本情况，救险队使用移动式远距离识别装置，在10米的范围内方便探测遇险人员的位置，便于救护工作的安全和高效运作。