井下人员定位概述

概述

我国煤炭产量居世界首位，煤矿数量超过世界上其他主要产煤国家的煤矿总数，煤炭行业是我国国民经济和社会发展的支柱产业。安全是煤炭生产的头等大事，安全对煤炭生产起着保证、支撑和推动作用。近年来，国家针对煤矿安全问题采取了多方面的有力措施，但由于长期以来煤矿安全投入明显不足，煤矿企业安全装备严重缺乏，安全管理手段极其落后，国家煤矿安全形势仍然十分严峻。因此，加大煤矿安全投入，推广采用先进的煤矿安全装备与手段已成为煤炭行业迫在眉睫的必然需要。

煤矿安全最重要的是保证矿工生命的安全，煤矿安全管理最重要的也是对矿工安全的管理，其中对矿工在井下工作位置的准确监测是实现保证矿工安全目的的基本前提。为此，国内外很多企业投入大量精力，纷纷研制出一批针对井下人员的考勤定位系统，但从技术和性能等各方面都存在很多问题和缺陷，不能满足对井下人员位置准确监测的要求。

针对现代矿井生产企业迫切的安全管理与人员管理需求，西安凯虹电子科技有限公司应用最先进的射频识别与无线监控技术，历时5年半，潜心研制出国际领先的井下目标定位跟踪系统——KJ133型矿用人员定位安全管理系统。该系统的显著特点是可实现井下各种巷道条件下的信号“全覆盖”，实现对井下人员、车辆、设备等目标的“全程的、实时的、连续的、精确的定位跟踪”，同时实现对井下人员的“实时双向无线通讯”。该系统的应用，可极大提高矿井生产企业安全生产管理水平。目前，公司产品已成功应用于神华集团神东煤炭分公司、铁法煤业集团、阳煤集团、鹤壁煤业集团、澄合矿务局等国有大型煤矿企业，并得

到用户一致高度认同，为煤矿企业的日常生产调度、安全监管与应急救援等信息化管理工作提供了重要的有力保障。

2、系统总体方案

KJ133型矿用人员定位安全管理系统，是面向现代矿井生产企业迫切的安全管理与人员管理需求，从矿井生产企业对矿工在井下工作位置的准确监测需求出发，应用最先进的射频识别与无线监控技术，研制出的具有自主知识产权的、国际领先的井下目标定位跟踪系统。本系统可解决既有井下人员考勤定位系统存在的问题，尽可能适应井下各种复杂地形条件，最大限度地满足用户的需要。本系统的显著特点是可实现井下各种巷道条件下的信号“全覆盖”，实现对井下人员、车辆、设备等目标的“全程的、实时的、连续的、精确的定位跟踪”，同时实现对井下人员的“实时无线寻呼”。

2.1、设计思路

本系统主要设计思想包括：实现全矿井信号覆盖，包括弯道、岔道等复杂地形条件；单台监测分站的信号覆盖范围大，至少可达500米以上；可以实现精确定位；可以实现实时的人员跟踪定位管理；无线寻呼；无线双向数据通讯；大容量数据传输等。

2.2、系统工作原理

KJ133型矿用人员定位安全管理系统的工作原理是应用射频识别技术及计算机通讯技术，在井上调度室设置中心控制计算机系统，入井口设置验卡系统、

考勤系统，在井下相关位置布置KJF82A型矿用人员定位分站和KJF82A.1无线收发器，同时在需要精确定位的区域布置KGE41A型矿用射频定位器。定位分站和中心控制计算机系统之间通过矿用信号电缆或光缆相连接，矿山井下人员、车辆、设备等目标分别携带KGE39A型矿用人员定位射频卡，系统通过定位分站与射频卡之间的无线通讯，实现对被识别对象的目标定位和无线寻呼，从而为生产指挥调度、安全监测检查、人员验卡考勤、区域禁入控制、紧急事件处理等工作提供有效手段，系统可同时将有关数据传至各级管理部门，为各级领导监督指挥决策提供重要依据。

2.3、系统的先进性

全矿井、全覆盖：KJ133型矿用人员定位安全管理系统可以在无论是竖井、斜井、直巷，还是岔路、弯道，或是狭窄弯曲起伏的工作面等各种复杂地形条件下，均可实现信号连续覆盖，真正实现信号无盲区。

全员实时精确定位：KJ133型矿用人员定位安全管理系统能够实时显示所有人员在当前时刻的准确位置。

单台分站覆盖范围大：一台分站实际有效覆盖范围可以达到500至750米以上，而且可以保证在各种弯曲、狭窄、复杂的空间内对射频卡进行识别，不受地形条件限制。实现全覆盖时所需分站数量少，系统成本低。

定位精度高：定位精度可达±10米以内，同时具有大范围和高精度的特点。

双向无线寻呼：系统可以向目标发出呼叫信息，实现实时信息传递。紧急情况下，井下人员还可以通过射频卡向系统发出呼救信号，从而得到其他人员的及时救助、标示卡带会以声、光、震动等方式发出提示信息。

携带方便：射频卡小巧，便于携带使用，防水防尘，防护等级IP54。

使用安全：经国家权威部门检测，系统设备发射功率低，安全可靠，对其它设备无干扰。

有效解决漏卡问题：系统顺利通过了200张射频卡同时以80公里每小时通过系统分站的识别能力测试（可提供用户正式测试报告），并且在神东分公司哈拉沟煤矿（年产1300万吨）、上湾煤矿（年产1300万吨）、保德煤矿（年产1300万吨）、铁法大平煤矿（年产410万吨）、双鸭山东荣二矿（年产240万吨）、阳煤集团三矿（年产600万吨）近一年数十万卡次的使用与测试中，未发现系统识别漏卡现象。证明系统有效解决了漏卡问题，可满足对高速运动目标识别要求，抗干扰能力强。

光缆/电缆混合网络：配置灵活方便，传输带宽大（9600bps以上，最高可达2Mbps），系统容量高，保证信息的实时有效传输。使用工业以太网可达到100-1000Mbps。

网络化人员信息管理系统：井下人员信息实时传送到控制中心，同时通过网络传送到矿领导、各部门办公室，也可以继续上传到矿务局以及其它各级监管部门，实现信息共享。

全部自主知识产权：系统设备全部自主开发，系统配套完整，技术先进，功能多样，后续开发拓展能力强，将会不断地有新功能增加到系统中，保证用户系统增值，节省用户投资。自主创新，技术领先，国内首创，相关产品已申请多项专利。

2.3.1、系统拓展性

构建井下人员定位安全平台，系统可以向涵盖人员定位跟踪网，移动瓦斯监