井下人员定位及胶轮车监控系统的研究

摘要： 为了提高煤矿生产的安全性，本文通过阐述井下人员定位及胶轮车监控系统在矿井生产中的应用，介绍该系统的工作原理和功能，在一定程度上为矿井的安全生产提供参考依据。

Abstract： In order to improve the safety of coal production， this paper expounds the application of personnel positioning in the pit and rubber-tyred vehicle monitoring system in mine production， describes the working principle and function of this system， and provides a reference for the mine safety production in a certain extent.

关键词： 安全生产；监控；定位

Key words： safety production；monitoring；positioning

中图分类号：TD76 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）36-0233-02

1 井下人员定位及胶轮车运输监控系统设计

1.1 矿井概述 石槽村煤矿位于宁夏回族自治区宁东煤田河东规划区的鸳鸯湖矿区内，西北距银川市约70km，西距灵武市约43km，行政区划属灵武市磁窑堡镇管辖。石槽村矿井建设规模6.00Mt/a。水平标高为+900m。后期在+700m设辅助水平。先期开采块段11、21、31采区为双翼采区，走向长约2900m左右，倾斜宽约2000m。

1.2 井下人员定位及胶轮车运输监控系统设计概述

参加石槽村煤矿井下作业的人员，作业人员一旦下井受到流动性大的影响和制约，难以准确地掌握他们所处的位置，一旦矿井发生透水、火灾等事故，在一定程度上将会增加救灾工作的难度。因此建设井下人员定位系统工程至关重要。石槽村煤矿采用无轨胶轮车作为矿井辅助运输设备。

1.3 设计思想 ①系统的先进实用性。②系统的安全可靠性。③系统软件显示直观、操控方便。④扩展能力。⑤系统施工和维护的方便性。

1.4 系统的监控工作原理 通过采用射频识别技术及现代计算机通讯技术设计人员定位系统，通常情况下，借助读卡器与射频识别标签之间的无线通讯，在一定程度上完成对被识别对象的定位。

车辆监控的主要工作原理也是利用人员定位的读卡器及加装部分车辆读卡器，通过监控主机采集到的车辆信息，引导车辆有在井下有序的行进。

2 软件系统说明

2.1 图形监控显示功能 对于该系统来说，它提供丰富的显示方式。对于矿井巷道分布，各巷道的人员分布，以及人员的滞留时间等情况，通过图形的显示可以一目了然，当有人员超时或通讯异常时动态模拟图实现不同的图形符号闪烁显示，并有详细的报表描述，根据矿方需要可以自动进行语音报警，发送手机短信给相关负责人。

2.2 人员/车辆跟踪功能

2.2.1 人员跟踪 ①选择跟踪：根据特定的编号或姓名，对员工进行实时的跟踪。②实时跟踪：实时显示经过目标识别器的人员。③活动轨迹：本功能可以对井下人员任意时间的活动轨迹景象查询。④位置查询：本功能可对指定人员当前井下位置进行查询。⑤个人定位：对于特定人员的位置借助此功能可以在巷道布置图上快速的标识出。⑥轨迹回放：在背景图上对任一员工在指定确切时间的情况下对其运行轨迹进行回放。⑦人员查询：对特定分站上得到人员信息进行查询。

2.2.2 跟踪车辆 通过对跟踪按钮进行点击，在可显示区域显示选择卡号车辆的始终。

2.3 车辆信息闭锁控制功能 通过读卡器上传的人员、车辆的数据信息，监控主机对红绿灯的红绿进行控制，进而在一定程度上确保人员和车辆工作的有序性；借助控制中心、调度和无线通讯系统，根据运输大巷内车辆的实际位置，系统能够指挥车辆，在一定程度上确保车辆按照顺序进入某一区段，或者在错车道进行等候，巷道车辆的通过能力在一定程度上大大提高。

2.4 查询统计功能 井下员工查询：根据条件对井下人员的位置和来源位置以及滞留时间进行查询。

员工分布查询：统计井下各分站的分布情况。井下人数统计：汇总当前和当天下井作业的人数。区域人数统计：对相关采掘区域进行任意设置和管理，自动统计区域人数。未达到区域查询：督察和考核相关领导跟班情况。超时员工查询：在人员定位系统设计中使用了多种报警机制。上下井人数查询：可以指定任意时间段，任意部门上下井人数情况统计和明细。分站信息查询：硬件设备的通讯质量决定了系统运行的可靠度。异常查询：此功能提供运行记录报告。员工异常查询：一旦员工在井下发生事故，或者超过最大额定工作时间和最大不活跃程度数。车辆违章查询：如果有车辆闯了红灯时本程序会予以记录，点击违章按钮，则会显示所有车辆的违章情况。

2.5 日常管理功能 部门考勤查询：可按部门及各种指定条件进行人员的出勤情况查询。员工考勤查询：可按各种指定条件进行人员的出勤情况查询。干部考勤查询：对当天所有干部的出勤情况进行查询显示。对比考勤查询：查询出某个员工基本信息以及通过两个编号分别考勤出来的时间进行对比显示。员工个人下井统计：对员工某个时间段的下井班次、下井时间进行查询。休假员工查询：对休假的员工进行查询。部门月考勤查询：查询出某个部门员工一个月的出勤详细情况。干部月考勤查询：查询某个级别的干部一个月的出勤详细情况。全矿日考勤统计：对全矿的出勤情况进行汇总，便于考勤值班人员使用。中断考勤归并：此功能是为特殊异常情况做准备。部门工时统计：很多矿的实际工资结算是按部门按班次和工时进行。员工工时管理：每个矿对工人的上班情况进行了不同的界定，做到奖惩分明。考勤转移：因为工人的标识卡无可避免存在损坏的情况，为了便于考勤管理。

2.6 员工管理 整个人员定位系统的主体是人，所以“员工管理”功能是必不可少的。

2.7 系统维护功能 ①实时监视功能。大屏幕监视器显示运输大巷巷道图；读卡器、信号灯在巷道内的分布情况以及各信号灯的状态。②回放功能。能选择最近三天的任意时段的历史记录，以动画的形式再现当时车辆的运行情况和信号灯的状态，实现无人职守的车辆控制。③车辆自动控制功能。本系统采用非接触式射频识别技术，能实时的显示车辆的位置，以及运行方向，并按照一定的交通控制规则，利用信号灯车辆进行指挥，进而提高了巷道车辆的运输效率。④自动备份功能。系统能自动保留巷内车辆的运行记录，信号灯的状态变化，并能重演指定时间段内车辆运行情况。⑤远程监控功能。在局域网的其它计算机上安装客户端软件后，即可实现远程监控，实现车辆运行信息的多机共享，便于各个部门之间的协调调度。

3 系统控制逻辑及设备布点规则

①行车区间闭锁设计。信号灯以不同颜色信号指示车辆运行，其红色灯光为禁行信号，绿色灯光为通行信号。②丁字路口信号灯的设置。丁字路口中央放置位置识别读卡器，作为多台信号灯共用的接近信号。③车辆读卡器及红绿灯的布点原则。入井口处安装一台读卡器，检测车辆出入井情况。另需一台读卡器用于检测入井车辆是否携带车辆识别卡。

4 石槽村煤矿设计及设备配置

①石槽村煤矿井下人员作业简介。石槽村煤矿目前井下人员大约有700人，井下外包人员约有800人。②辅助运输系统概述。主要运输线路是从900水平车场到1075水平112201采区回风巷口，全长共约3km。③地面设备的配备。主、备机安装主控软件，其它用户可通过B/S方式，查看井下车辆监控信息。④主传输通道的选择。人员定位及车辆监控系统的其它设备通过以太网电口就近接入四台防爆光纤传输接口。⑤系统供电。地面部分，工控机等设备需要稳定的交流220VUPS电源。

井下部分，需要提供交流127V电源，为矿用隔爆兼本安型电源提供输入电源。

参考文献：

[1]汪东亚.人员定位及无线通讯二合一系统在矿井中的应用[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2013（04）.

[2]张永.矿井辅助运输现状及展望[J].价值工程，2013（20）.

[3]丁静波，唐志媛，肖雅静，殷振振.煤矿井下胶轮车交通调度指挥系统研究与设计[J].中国煤炭，2013（09）.