陈成星张纪盟
（河南煤化焦煤公司计讯处，河南焦作454300）
摘要：随着科技的不断发展，安全生产始终排在首位。集团公司以大势所需提出“从零出发向零奋斗”指导方针，决定了矿井信息化发展趋势，矿井人员定位系统的应用一方面提高了集团公司管理水平的提高，另一方面对矿井生产各项信息进行汇总，让管理者对在生产中的细节有主观认识。
关键词：监控主机；系统软件；传输平台；射频识别
中图分类号：TD679文献标识码：A文章编号：1673-0992（2011）04-0095-01
一、前言
近年来国家一直对煤矿的安全生产十分重视，同时为了加强监管力度，要求各级安全监管部门要实现不间断监测各矿井的安全状况，但是还是不断有事故发生。在事故发生后没有可靠的手段能及时统计井下人员的数量和所在位置，浪费的大量的救援时间和救援资源。随着科技进步，科学管理水平的提高，煤矿生产单位积极响应各级部门的政策，同时积极提高安全管理水平和不断更新技术手段。井下人员定位系统解决了困扰煤矿企业及各级管理部门多年的紧迫需求，同时为减员增效提供解决手段。
二、系统概述
矿井人员定位系统提供了丰富的数据、图形、信息，让用户迅速了解井下人员的当前位置情况、行走路径，当矿井出现险情和灾害时，根据人员分布情况提供最佳的逃生路线，同时给救援人员提供相应的救援措施，提高应急救援工作的效率；有力保障矿井安全，成倍提高煤矿的生产效率。矿井人员定位系统在充分利用矿井原有系统资源的基础上，采用射频识别、信息交互、CAN等技术，实现井下人员实时移动定位、安全警示报警监测、应急快速搜寻等功能于一体。
1.实时了解井下人员动态
系统通过无线编码器与读卡器的通讯，及时把井下人员、设备的动态显示出来，针对重点目标可以独立查询，形成丰富的查询功能，一旦发生灾变可以根据人员分布情况提供最佳逃生路线。
2.提高设备管理水平
系统及时了解井下设备的位置、使用单位等情况，为有效避免设备丢失提供可靠的技术保障，及时统计设备数量、使用情况，为供应部门拟定采购计划提供第一手可靠的信息。
三、系统组成及主要功能
1.系统组成
矿井人员定位系统主要由监控计算机、系统软件、井口大屏幕LED检卡显示系统、人员定位分站、动态目标识别器、人员标识卡、避雷器和传输平台等组成。
（1）监控主机：负责整个系统设备及人员检测数据的管理、分站实时数据通讯、统计存储、屏幕显示、查询打印、画面编辑、网络通讯等任务。
（2）系统软件：完成人员信息编码采集、识别、加工、显示、存储、杳询和报表打印。
（3）传输平台：矿井光纤工业以太环网综合信息传输平台。
（4）人员定位分站：通过与各动态目标识别器的有线通讯，实时获取人员编码数据(可本地显示)。
（5）动态目标识别器：接收标识卡发出的无线人员编码信号，能就地滚动显示所监测到的标识卡卡号，动态存储24小时内监测到的所有标识卡卡号，具备“黑匣子”功能，具有声光报警功能。
（6）人员标识卡：承载唯一的人员编码信息，当被无线信号激活后，将编码数据发送给动态目标识别器。人员标识卡有矿灯绳式、胸卡、腰卡等四种方式。根据系统在煤矿的现场使用情况反馈，便于对人员标识卡的管理，本方案推荐选用矿灯绳式和腰卡是式人员标识卡，用户也可根据实际需要进行选择。
人员随身携带的标识卡进入动态目标识别器工作区域后，即将人员编码加密信息发射出去；动态目标识别器接收到标识卡发来的无线信号，经分站接收处理后，提取出人员编码相关信息，经数据传输平台送至地面监控计算机，完成矿井人员自动跟踪定位管理和考勤。
地面部分：人员信息采集处理中心，也称监控中心站。主要以通讯接口、井口大屏幕LED检卡显示系统、专用人员监测管理软件和监控主机、打印机、监视器等组成。
井下部分：以人员定位分站、动态目标识别器、人员标识卡、矿用电源箱、矿用数据传输光端机等作为井下人员信息无线检测处理的基本单元。在井下主巷道、分支巷道和监测点等区域采用人员定位分站+矿用本安电源+动态目标识别器+矿用数据传输光端机的连接方式与矿井工业以太网的交换机相连接，组网方便灵活，同时可与煤矿安伞生产监控系统并网运行。
2.系统功能
（1）双向通讯功能：系统实现了无线编码器(定位卡)与地面中心站双向通讯的功能，中心站可寻呼无线编码器(定位卡)，无线编码器(定位卡)可向中心站发送紧急报警信息。在采掘平面图或巷道布置平面图上实时动态显示分站、人员的相对位置。
（2）无线编码器多种形式：无线编码器分为两类：一种是人员配备，二种是车辆配备，其中人员配备分为两种：一种是佩戴在腰带上，一种是粘接在矿灯上。
（3）信息录入功能：系统具有单位部门和人员信息的录入、修改、删除的定义，以及煤矿实际应中的班次定义、班次灵活分配的功能。
（4）报警功能：对于指定的禁区，如果有人员进入，实时报警，并将报警信息以语音提示、弹出窗口等方式显示，并显示进入禁区的人员信息，对于井下矿工的求救报警除了以上提示外，在采掘平面图或巷道布置平面图上切换到求救人员的位置，并且闪烁；通过设定相应工种的下井时间，对超过时间的人员发出报警，并给出相关人员的信息。
（5）人员轨迹和信息查询功能：可查询当前井下人员的数量及分布情况。查找任一指定井下人员在某个时间段内的活动轨迹，并在图中画出实际的行走轨迹；选定某一区域，可获得当前该区域的人员信息，选定某一无线读卡器，可获得经过无线读卡器的人员信息和时间，以及所在区队班组、主要工作地点、每月下井次数、下井时间、每天下井情况等显示、打印、查询等功能。
（6）丰富的地图功能：具有放大、缩小、移动、标尺测距、视野控制、中心移动、图层控制、地图打印等功能。具有矢量图管理功能，能够对工程图进行矢量化和矢量图属性编辑功能，具有放大、缩小和移动功能，并能在矢量图上定位并显示人员的准确位置和基本信息(姓名、性别、年龄、单位、职务、通讯电话…)。能对入井人员信息按照工作单位、职务、工种等情况进行分类检索和报表打印输出。
系统能够对数据进行实时备份和具备灾难恢复功能，备份保存至少24个月历史资料。
（7）图形绘制功能：系统提供的图形编辑软件能制作矢量图形，并且可导入AutoCAD格式的图形；绘制的图形在配套的监测的8／s终端上可实时刷新显示，图形具有放大、缩小、移动等功能。
（8）紧急求救功能：。发生紧急事件时，通过矿工佩戴的无线编码器可主动发出、求救信号，及时、准确地发现紧急情况，同时系统提供最佳逃生路线，最大限度上保证救援工作的及时性。
（9）人员搜救功能：遇到灾变等严重情况时，首先利用监测中心站最新的位置信息发现遇险人员的大致地点，然后利用手持的无线搜救仪去寻找定位卡，精确的寻找遇险人员位置。这样极大的方便了人员搜救，使遇险人员能够得到及时救助。
（10）紧急广播功能：紧急情况发生时，可以通过监测中心站对每个矿工佩戴的无线编码器(定位卡)进行广播，将信息快速地传达到现场。有效地保证指挥的统一性和行动的一致性。
四、系统特点
1.设备适应性强、无阻碍通过：能对煤矿巷道远距离移动目标进行非接触式信息采集，识别无∥盲区∥、信号穿透力强、安全保密性能高、对人体无电磁污染、环境适应性强、可同时识别多人，通行方式无限制，允许多人“成群结队”、“成组成群”通过，通过时不用作任何操作，无阻碍通过，不影响井下人员的正常通行和正常作业；
2.结构简单、可扩展性强、维护方便：系统采用四级模式，专用动态目标识别器可根据用户需求灵活配置，并可随开拓进度随时扩容，配置分站及动态目标识别器越多定位区域越多，人员定位的位置越准确；设备采用模块化设计管理维护方便；
3.设备可复用，减少投资：人员定位系统网络可以和原有的安全监测系统共网复用，减少用户投资；也可以在人员定位系统网络中加各种类型的传感器，构成多功能的综合监测系统。
五、结束语
通过对矿井人员定系统为初步了解，使我们充分认识到矿井人员定位系统在生产矿井中应用的重要性，该系统通过多硬件集成，特定软件辅助，组成了一个功能强大又结合生产实际需求的管理平台，为近一步做大做强焦煤集团打下坚实基础。
作者简介：陈成星，焦煤公司计讯处工科部，多年来一直从事矿井信息化建设。