專利名稱：井下人員位置監(jiān)測與管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于安全監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種井下人員位置監(jiān)測與管理系統(tǒng)。
技術(shù)背景 隨著我國經(jīng)濟體制改革不斷深入，現(xiàn)代化進程不斷加快，國家對煤礦安全日益重視，監(jiān)管力度不斷加強，大中型煤礦和眾多鄉(xiāng)鎮(zhèn)小煤礦均已大量裝備了煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)，有效遏制了重大瓦斯爆炸事故的發(fā)生。但是，缺乏對井下人員位置信息的監(jiān)控，目前還普遍存在入井人員管理困難，井上人員難以及時準(zhǔn)確掌握井下人員的分布和作業(yè)情況，一旦發(fā)生事故，搶險救災(zāi)、安全救護的效率低，特別是事故發(fā)生后對礦井人員的搶救缺乏可靠的位置信息，嚴(yán)重地制約了搶險救災(zāi)的效率，失去最寶貴的搶救時機。安全生產(chǎn)的核心是人的安全。因此，煤礦對利用相應(yīng)的礦井人員跟蹤定位設(shè)備，全天候?qū)γ旱V入井人員進行實時自動跟蹤和考勤，隨時掌握每個員工在井下的位置及活動軌跡、全礦井下人員的位置分布情況等需求迫切。目前井下人員的跟蹤，基本上采用的是RFID。這種方法是在礦井井口處，或其它井下一些關(guān)鍵通道口，使用射頻卡(RFID)讀取的方法對下井人員進行記錄跟蹤。這種方法存在如下幾個問題(I)標(biāo)識卡有效工作時間短。從煤礦人員定位發(fā)展情況看，有源標(biāo)識卡取代無源標(biāo)識卡已經(jīng)是不爭的事實，為解決標(biāo)識卡的供電問題，出現(xiàn)了燈卡合一的標(biāo)識卡，嚴(yán)格地講這樣做是要破壞礦燈的防爆性能的。因此，開發(fā)低功耗、高效率的標(biāo)識卡技術(shù)是當(dāng)前人員定位系統(tǒng)發(fā)展中需要解決的一個問題。(2)在高速條件下定位人員漏檢率較高。射頻卡這種系統(tǒng)讀卡速度十分有限，不能處理多人同時快速通過讀卡系統(tǒng)的情況(例如乘車下井、多人一起行走)，此時，系統(tǒng)往往會出現(xiàn)漏讀；提高系統(tǒng)在高速、大流量下識別的準(zhǔn)確性是人員定位系統(tǒng)面臨的一個難題。(3)定位精度低。由于井下無線電傳播信道的復(fù)雜性和非線性，急需發(fā)展此種情況下的精確定位技術(shù)。(4)標(biāo)識卡價格昂貴、讀卡器價格昂貴。(5)單向信息傳輸,信息傳輸速率低。早期人員定位系統(tǒng)信息傳輸?shù)姆较蚨际怯蓸?biāo)識卡到主站方向的，作為保證礦工安全的系統(tǒng)確沒有辦法向井下發(fā)送信息，使該類系統(tǒng)所能發(fā)揮的作用大打折扣。人員定位系統(tǒng)信息傳輸數(shù)據(jù)較低影響了系統(tǒng)的實時性。(6)功能單一。傳統(tǒng)意義上的人員定位系統(tǒng)主要功能為，人員位置跟蹤、考勤等，功能單一，與安全監(jiān)控系統(tǒng)，生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)、采礦、地測等系統(tǒng)信息缺乏交互，彼此的信息不能共享，致使系統(tǒng)的決策支持能力幾乎沒有。因此，現(xiàn)有的RFID射頻讀寫系統(tǒng)(包括SuperRFID)，很難實現(xiàn)井下人員的區(qū)域定位和井下人員的考勤，從使用的技術(shù)上不能實現(xiàn)真正意義上的井下人員定位跟蹤。發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有跟蹤系統(tǒng)中存在的問題，如標(biāo)識卡有效工作時間短、在高速條件下定位人員漏檢率較高、定位精度低、標(biāo)識卡價格昂貴、讀卡器價格昂貴、單向信息傳輸，信息傳輸速率低、功能單一等，使得現(xiàn)有的RFID射頻讀寫系統(tǒng)很難實現(xiàn)井下人員的區(qū)域定位和井下人員的考勤，為了解決上述問題，提出了一種井下人員位置監(jiān)測與管理的系統(tǒng)。本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種井下人員位置監(jiān)測與管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括井上和井下兩部分，所述井下部分主要是由兩個井下交換機、光纖環(huán)網(wǎng)、傳輸接口、至少一個分站組成；光纖環(huán)網(wǎng)的兩端分別連接有一個井下交換機；分站與傳輸接口相連，傳輸接口與一個井下交換機相連。進一步，所述井上部分主要由網(wǎng)絡(luò)交換機、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、工控機、電腦 組成；網(wǎng)絡(luò)交換機通過網(wǎng)線與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器相連，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器通過網(wǎng)線與數(shù)據(jù)服務(wù)器相連；工控機通過網(wǎng)線與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器相連；電腦通過網(wǎng)線與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器相連。進一步,所述分站通過RS485線與傳輸接口相連。進一步,所述各個分站之間通過RS485線相連。進一步,在井下每隔500米設(shè)有一臺分站。進一步，所述系統(tǒng)還包括每個需要進行人員跟蹤定位的下井人員佩帶的礦用本安型定位卡。本實用新型提出的井下人員監(jiān)測與管理系統(tǒng)，利用世界最新的無線射頻技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)和地理信息系統(tǒng)，結(jié)合最新的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)ZigBee，定位專利技術(shù)及煤礦井下通信基站專利技術(shù)，在國內(nèi)外首次以經(jīng)濟實用的方法，真正實現(xiàn)了井下人員的精確定位和其他各種業(yè)務(wù)的需要(手機通信、瓦斯等實際數(shù)據(jù)傳輸、無線視頻監(jiān)控)。可提供豐富的數(shù)據(jù)、圖形信息，能從地面實時監(jiān)測井下人員、設(shè)備當(dāng)前位置、行走路徑，統(tǒng)計井下人員數(shù)量和分布情況，按照煤礦的實際情況提供考勤功能，從而，在事故發(fā)生前，安全生產(chǎn)監(jiān)控中心，可以隨時掌握井下不同位置的各種安全生產(chǎn)的要素。從而采取積極有效的預(yù)防措施；事故發(fā)生后，可快速檢索事故發(fā)生當(dāng)時，甚至事故發(fā)生后相當(dāng)一段時間內(nèi)，井下工作人員的具體分布位置，從而制定出及時有效的搶救措施，并實施有效的現(xiàn)場搶救指揮。

圖I是本實用新型實施例提供的井下人員位置監(jiān)測與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。圖中1、網(wǎng)絡(luò)交換機；2、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器；3、數(shù)據(jù)服務(wù)器；4、工控機；5、網(wǎng)線；6、電腦；7、井下交換機A ;8、光纖環(huán)網(wǎng)；9、井下交換機B ;10、傳輸接口 ；11、分站；12、RS485線。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。圖I示出了本實用新型實施例提供的井下人員位置監(jiān)測與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。為了便于說明，僅僅示出了與本實用新型實施例相關(guān)的部分。該監(jiān)測與管理系統(tǒng)分為井上和井下兩部分，主要結(jié)構(gòu)包括井上部分主要由網(wǎng)絡(luò)交換機I、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器2、數(shù)據(jù)服務(wù)器3、工控機4、電腦6組成；網(wǎng)絡(luò)交換機I通過網(wǎng)線5與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器2相連，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器2通過網(wǎng)線5與數(shù)據(jù)服務(wù)器3相連；工控機4通過網(wǎng)線5與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器2和數(shù)據(jù)服務(wù)器3相連；電腦6通過網(wǎng)線5與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器2和數(shù)據(jù)服務(wù)器3相連；井下部分主要是由井下交換機A7、光纖環(huán)網(wǎng)8、井下交換機B9、傳輸接口 10、分站11組成；井下交換機A7和光纖環(huán)網(wǎng)8相連，光纖環(huán)網(wǎng)8和井下交換機B9相連；分站11通過RS485線12與傳輸接口 10相連，傳輸接口 10與井下交換機B9相連；各個分站11之間通過RS485線12相連。首先在井下需要進行人員跟蹤的區(qū)域和巷道中根據(jù)現(xiàn)場具體需要放置一定數(shù)量的礦用本安型分站/基站11 (此分站為多功能通信分站，同屬于礦用人員定位系統(tǒng)和礦用無線通信系統(tǒng)。該分站11具有通信基站和網(wǎng)絡(luò)交換機的雙重功能，使礦山井下不再使用交換機和中繼器，同時線路的布設(shè)中也大量減少了光纜的使用)。典型情況下每隔500米放一臺分站11，可保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)的人員精確定位和手機移動通話。在條件好的巷道內(nèi)，其無線通信距離大于I千米，此時可把兩分站11的距離拉大，而在條件十分惡劣的地區(qū)，可適當(dāng)縮短分站11之間的距離，使兩分站11的通信距離與通信狀況調(diào)整到最佳狀態(tài)。然后為需要進行人員跟蹤定位的下井人員佩帶一個礦用本安型定位卡，當(dāng)井下人員進入井下以后，只要在井下網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)，在任何時刻任意一點，分站11都可以感應(yīng)到信號，并通過傳輸接口 10將信息上傳到井下交換機B9，井下交換機A7通過光纖環(huán)網(wǎng)8接收井下交換機B9傳出的信息，然后經(jīng)過網(wǎng)線5傳送給網(wǎng)絡(luò)交換機1，經(jīng)過軟件處理，得出各具體信息(如是誰，在哪個位置，具體時間)，同時可把它動態(tài)顯示(實時)在監(jiān)控中心的大屏幕或電腦6上，并作好備份。井上人員可隨時了解井下人員的狀態(tài)。一旦井下發(fā)生突發(fā)情況，井下人員可通過所攜帶的定位儀(識別卡)發(fā)出警報。井下人員只要按定位儀上的報警按鈕即可發(fā)出報警。在井上監(jiān)控室的動態(tài)顯示界面會立即彈出紅色報警信號。井下人員所攜帶的定位儀也可接收信息，一旦發(fā)生險情，井上調(diào)度室可向井下所有人員發(fā)出遇警信號，為井下人員第一時間逃離提供重要前提。管理者可隨時觀看大屏幕或電腦6上的井下人員及設(shè)備活動情況，并可查看任意區(qū)域、任何班組/個人的信息狀況，并可進行報表打印，歷史數(shù)據(jù)查詢，為管理帶來極大的方便。本實用新型實施例提供的井下人員監(jiān)測與管理系統(tǒng)，利用世界最新的無線射頻技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)和地理信息系統(tǒng)，結(jié)合最新的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)ZigBee，定位專利技術(shù)及煤礦井下通信基站專利技術(shù)，在國內(nèi)外首次以經(jīng)濟實用的方法，真正實現(xiàn)了井下人員的精確定位和其他各種業(yè)務(wù)的需要(手機通信、瓦斯等實際數(shù)據(jù)傳輸、無線視頻監(jiān)控)?？商峁┴S富的數(shù)據(jù)、圖形信息，能從地面實時監(jiān)測井下人員、設(shè)備當(dāng)前位置、行走路徑，統(tǒng)計井下人員數(shù)量和分布情況，按照煤礦的實際情況提供考勤功能，從而，在事故發(fā)生前，安全生產(chǎn)監(jiān)控中心，可以隨時掌握井下不同位置的各種安全生產(chǎn)的要素。從而采取積極有效的預(yù)防措施；事故發(fā)生后，可快速檢索事故發(fā)生當(dāng)時，甚至事故發(fā)生后相當(dāng)一段時間內(nèi)，井下工作人員的具體分布位置，從而制定出及時有效的搶救措施，并實施有效的現(xiàn)場搶救指揮。以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用 新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種井下人員位置監(jiān)測與管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括井上和井下兩部分，其特征在于，所述井下部分主要是由兩個井下交換機、光纖環(huán)網(wǎng)、傳輸接口、至少一個分站組成；光纖環(huán)網(wǎng)的兩端分別連接有一個井下交換機；分站與傳輸接口相連，傳輸接口與一個井下交換機相連。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述井上部分主要由網(wǎng)絡(luò)交換機、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、工控機、電腦組成； 網(wǎng)絡(luò)交換機通過網(wǎng)線與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器相連，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器通過網(wǎng)線與數(shù)據(jù)服務(wù)器相連；工控機通過網(wǎng)線與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器相連；電腦通過網(wǎng)線與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器相連。
3.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分站通過RS485線與傳輸接口相連。
4.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述各個分站之間通過RS485線相連。
5.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，在井下每隔500米設(shè)有一臺分站。
6.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括每個需要進行人員跟蹤定位的下井人員佩帶的礦用本安型定位卡。
專利摘要本實用新型適用于安全監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種井下人員位置監(jiān)測與管理系統(tǒng)，利用無線射頻技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)和地理信息系統(tǒng)，結(jié)合無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)ZigBee，定位專利技術(shù)及煤礦井下通信基站專利技術(shù)，實現(xiàn)了井下人員的精確定位，提供豐富的數(shù)據(jù)、圖形信息，能從地面實時監(jiān)測井下人員、設(shè)備當(dāng)前位置、行走路徑，統(tǒng)計井下人員數(shù)量和分布情況，按照煤礦的實際情況提供考勤功能。從而，在事故發(fā)生前可以隨時掌握井下不同位置的各種安全生產(chǎn)的要素，從而采取積極有效的預(yù)防措施；事故發(fā)生后，可快速檢索事故發(fā)生當(dāng)時井下工作人員的具體分布位置，從而制定出及時有效的搶救措施，并實施有效的現(xiàn)場搶救指揮。
文檔編號E21F11/00GK202544928SQ20122010519
公開日2012年11月21日 申請日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月20日
發(fā)明者余潤斌 申請人:余潤斌