礦井人員管理系統

礦井人員管理系統KJ168是我公司博採眾廠家產品之長，自主研發、基於RFID技術對入井人員進行實時考勤、跟蹤定位、災後救援、監督管理等為一體的綜合性應用系統，　鄭州創威煤安科技有限公司生產的礦井人員管理系統KJ168能夠及時、準確的將井下各個區域人員及設備的動態情況反映到地面計算機系統，使管理人員能夠隨時掌握井下人員、系統設備的分佈狀況和每個礦工的運動軌跡，以便於進行更加合理的調度管理。當事故發生時，井下人員可以利用隨身攜帶的識別卡向地麪人員呼救，救援人員也可根據礦井人員管理系統KJ168所提供的數據、圖形，迅速瞭解有關人員的位置情況，及時採取相應的救援措施，提高應急救援工作的效率。

礦井人員管理系統KJ168涉及計算機軟件、數據庫、電子電路、防爆本安電源、數字通訊、識別技術等方面。因此，在設計方案時，除了考慮其功能外，在穩定性、可靠性、抗干擾能力、容錯能力及異常保護等方面也進行了充分考慮。項目方案確定利用工業環網+CAN總線結構作為主傳輸平台，利用井下人員跟蹤定位讀卡分站、識別卡等設備與系統軟件連接，以標準的專用數據庫進行後台數據交換從而實現井下作業人員的跟蹤定位和安全管理。

礦井人員管理系統KJ168設計主要體現於以下幾點：

1．運用先進的RFID技術，實現礦山井下作業人員進出的有效識別和監測監控，使管理系統充分體現“人性化、信息化和高度自動化”，實現數字礦山的目標；

2．為礦井管理人員提供人員進出限制、考勤作業、監測監控等多方面的管理信息，一旦發生安全事故，井下人員可以利用隨身攜帶的識別卡向地麪人員呼救，地面管理人員也可通過該系統在事故有效範圍內立刻查詢該作業面工作人員數量、職務等信息，也可按需要羣發或向特定人員發送報警信息，以利搶險救災和安全救護工作的高效運作。

3．礦井人員管理系統KJ168設計的安全性、可擴容性、易維護性和易操作性。

4．輕鬆聯網，B/S結構，輕鬆實現縣、市、省及更廣闊地域聯網監控。

5．與工業環網系統的無縫聯接。

2.1 礦井設計具體説明

1．礦井人員管理系統KJ168的設計是按照《AQ6210-2007煤礦井下作業人員管理系統通用技術條件》的標準進行佈置的，我公司根據上述要求及結合用户實際情況，對用户的礦井人員管理系統進行設計。

2．礦井人員管理系統KJ168包括軟件與硬件兩大部分。詳細設置請參考礦圖。

3．按照礦井分佈圖及客户要求在相關位置安裝相應設備並鋪設通訊線路，以此作為分界線實現對不同區域的管理，並構成井下人員的動態探測網絡。

4．下井工作人員分發並裝備識別卡,識別卡固定於腰帶或其它合適位置上。

5．通過監控軟件輸入工作人員相關信息，建立人員檔案，基本信息包括：姓名、年齡、性別、所屬班組、所屬工種、職務、本人照片、血型等基本信息。

6．地面監控中心人員通過監控軟件對不同區域的人員進行監控；除在監控主機上顯示外，相關領導也可以通過局域網查看相關信息，實現信息的分級上報和遠程查詢。

7．軟件採用B/S（服務器/客户端）結構，便於局域網和廣域網的聯網。

8．識別卡具有雙向通訊功能，有水、火、災等報警功能。

2.2礦井人員管理系統KJ168組成

礦井人員管理系統KJ168主要由以下設備組成：

A.地面設備：中心站主機（工控機）, KJ168-J信息傳輸接口, UPS不間斷電源, 打印機，KJ168系統軟件，避雷器；

B.井下設備： KDW660/18B礦用隔爆兼本安型穩壓電源, KJ168-K識別卡, KJ168-D礦用讀卡分站,通訊電纜，接線盒。

2.3 礦井人員管理系統KJ168工作原理

礦井人員管理系統KJ168遵循“統一發識別卡、統一裝備、統一管理”的原則，按准許上崗人員和班組實行“一人一卡”制，該卡可視為“上崗憑證”或“巷道准入證”。具體方案如下：

1．礦井生產單位在所有巷道分叉口位置均安裝一定數量的礦用本安型讀卡分站、具體位置根據現場情況而定，以滿足覆蓋區域為準。

2．礦井生產單位向有關人員發放並裝備識別卡，識別卡安裝在井下人員腰帶或其它合適位置。

3．將識別卡所對應員工的基本信息，包括姓名、年齡、性別、所屬班組、所屬工種、職務、本人照片等登錄在系統數據庫中。

4．管理部門對該識別卡進行授權後即生效。授權範圍包括：該員工可以有資格進入作業面，識別卡的時效、失效、掛失等，以防止無關人員和非法人員進入；

5．進入巷道的人員必須佩戴識別卡。當此人經過巷道的識別監測點時，立即被系統識別，並通過系統網絡的信息交換，將此人通過的路段、時間等信息傳輸至井上安全監控中心處理，並可同時在地理信息大屏幕牆上出現提示信息，顯示通過人員的姓名、班組、通過時間等信息。如果感應的識別卡號無效或進入限制通道，系統將自動報警，安全監控中心值班人員接到報警信號，立即執行相關安全工作管理程序。

6．一旦發生安全事故，井下人員可以利用隨身攜帶的識別卡向地麪人員呼救，安全監控中心在第一時間可以知道被困人員的基本位置情況，救險隊在有效的範圍內方便探測遇險人員的位置，便於救護工作的安全和高效運作。

7．安全監控中心能夠羣發或向某特定識別卡發送報警信息。

2.4 礦井人員管理系統KJ168設計依據

（1）AQ 6210-2007《煤礦井下作業人員管理系統通用技術條件》

（2）《煤礦安全規程》

（3）GB3836.4-2000《爆炸性氣體環境用電氣設備》系列標準

（4）GB 191 包裝儲運圖示標誌

（5）GB 2423.1電工電子產品基本環境試驗規程

（6）GB 4208 外殼防護等級（IP代碼）

（7）MT209-1990《煤礦通信、檢測、控制用電工電子產品通用技術要求》

（8）MT210-1990《煤礦通信、檢測、控制用電工電子產品基本試驗方法》

（9）GB/T 2887 電子計算機場地通用規範

（10）GB 3836 爆炸性氣體環境用電氣設備

（11）GB 5080.1—1986設備可靠性試驗總要求

（12）GB 5080.7 設備可靠性試驗 恆定失效率假設下的失效率與平均無故障時間的驗證試驗方案

（13）GB 10111 利用隨機數骰子進行隨機抽樣的方法

（14）GB/T 17626.3—1998 電磁兼容 試驗和測量技術，射頻電磁場輻射抗擾度試驗（idt.IEC 61000-4-3：1995）

（15）GB/T 17626.4—1998 電磁兼容 試驗和測量技術，電快速瞬變脈衝羣體抗擾度實驗（idt.IEC 61000-4-4：1996）

（16）GB/T 17626.5—1999 電磁兼容 試驗和測量技術，浪湧（衝擊）抗擾度試驗（idt.IEC 61000-4-5：1995）

（17）AQ 6201—2007 煤礦安全監控系統通用技術要求

（18）MT 286 煤礦通信、自動化產品型號編制方法和管理方法

（19）MT/T 899 煤礦用信息傳輸裝置

（20）MT/T 1004—2006煤礦安全生產監控系統通用技術條件

（21）MT/T 1005—2006礦用分站

（22）MT/T 1007—2006礦用信息傳輸接口

（23）MT/T 1008—2006煤礦安全生產監控系統軟件通用技術要求

1．強大的系統處理能力：

·高度自動化，自動監測、統計、分析信息，整個過程無需人為干涉；

·基於GIS技術的地理信息顯示、查詢系統；

·可同時容納最多9999張識別卡；

·完善的數據分析能力；

·通訊距離遠，可達15公里以上。

2．卓越的識別性能：

·高度的識別可靠性，100%的前端識別率；

·識別距離遠（識別距離80-300米可調）；

·極高的防衝突性（每個檢測點可最多同時識別200個人員）；

·高度的識別穩定性（誤碼率小於10萬分之1）；

·快速的識別速度（最快可達到200公里/小時的識別速度）；

·系統容量大（每個系統可接256台傳感器）。 3．高安全保障的雙向通訊功能：

·監控中心人員可向井下羣發或向特定人員發送報警信息；

·井下工作人員遇險可向監控中心發送水、火、援等信號。 4．獨具特色的識別卡電氣特性：

·方便性、安全性，識別卡使用普通7#電池作為電源，無須充電；

·識別卡低電量可自動報警，初始報警後至少還可以再使用15天；

·無輻射，對人體和環境無任何影響，更安全更健康；

·超低功耗，識別卡在不更換電池的情況下可連續正常工作6個月；

·換電池拆裝方便，無須返廠；

·大大減少煤礦經濟、管理負擔。

5．現場優勢：

·環境適應性：高抗干擾性，對井下干擾源、周界環境無特殊要求；

·安裝方便性：傳感器一體化結構設計，安裝、懸掛方便；

·運行可靠性：內部電路高度集成化，器件故障率最小化；

·佈置靈活性：系統採用CAN總線加接分站的拓撲結構，使系統佈置更加簡單、靈活，信號覆蓋更廣，系統安裝、維護更加方便。

6．良好的開放性：

·可無縫併入綜合自動化環網系統，符合TCP/IP網絡協議；

·採用OPC、NetDDE或ODBC等標準、開放的軟件接口協議，向有需要的系統透明傳輸入井人員信息數據。

7．系統故障自我診斷功能：

·識別卡低電量報警；

·分站交、直流供電顯示；

·斷線提示。

8．產品升級便利性：

·KJ168系統為創威公司自主研發，擁有完全自主的知識產權，能快捷、方便、低成本的為用户提供產品功能拓展和升級。

9．可拓展功能：

·井口大屏幕：井口入井、出井大屏幕適時動態顯示入井、出井人員的姓名、編號、部門及時間，增加了系統的人性化管理，入井人員可隨時掌握所佩帶識別卡的狀態，也為管理人員對捎卡或不帶卡現象的管理提供有效手段；

·井底LED屏：實時顯示已入井人員的卡號，檢查攜卡的好壞及確認系統已收到自己的入井信息；

·觸摸式考勤查詢機：設置於地面合適場所，方便入井人員查詢自己近六個月的入井記錄，以利管理人性化、透明化；

·井下語音廣播功能；

·礦車動態管理系統；

·走動式管理系統；

·瓦檢員巡更系統等。

（1）高度自動化。

系統能自動檢測井下坑道工作人員經過該監測點的時間、地點信息，並自動實現考勤作業的統計與管理。

（2）先進的通信系統。

安裝在井下各通道的識別分站，實時向地面網絡服務器傳送相關人員通過的數據，整個過程無需人為干預。

（3）完備的數據統計與信息查詢軟件。

系統軟件具備專用數據庫管理系統，包括工人通過坑道的信息採集和統計分析系統，考勤作業的統計與管理分析系統，顯示並打印各種統計報表資料，為高層管理人員的查詢與管理提供全方位服務。

（4）設定方便，根據不同的羣體設定不同要求，方便制度落實。

（5）系統的安全、穩定、可靠性設計。

（6）系統產品採用坑道壁掛式設計，無需在坑道進行現場施工，並保證系統在惡劣環境下24小時連續正常運轉；

（7）完善的異常情況報警提示。識別卡電量低系統可報警提示。

（8）瓦檢工特殊管理。

（9）系統可對瓦檢工的線路圖進行設計，當人員沒有按照線路圖行走時，系統可以報警提示。

（10）系統有後備電池，異常停電後可保證系統正常運行至少4個小時。

（11）礦井人員管理系統KJ168可配接地面觸摸式查詢機，方便入井人員查詢自己的考勤信息及入井情況。

5.1 礦井人員管理系統KJ168總體功能及技術指標

5.1.1 監測功能

5.1.1.1 礦井人員管理系統KJ168具有佩卡人員出/入井時刻、出/入重點區域時刻、出/入限制區域時刻等監測功能。

5.1.1.2 礦井人員管理系統KJ168具有攜卡人員出/入巷道分支方向功能。

5.1.1.3 礦井人員管理系統KJ168能對乘坐電機車等各種運輸工具快速行進的攜卡人員進行準確識別。

5.1.1.4 礦井人員管理系統KJ168能識別最少200個同時進入識別區域的識別卡。

5.1.1.5 配合必要的硬件設備，系統具有識別卡工作是否正常和每位下井人員攜帶1張卡唯一性檢測功能。

5.1.2 管理功能

5.1.2.1 礦井人員管理系統KJ168具有攜卡人員下井總數及人員、出/入井時刻、下井工作時間等顯示、打印、查詢等功能，並具有超時人員總數及人員、超員人員總數及人員報警、顯示、打印、查詢等功能。

5.1.2.2 礦井人員管理系統KJ168具有攜卡人員出/入重點區域總數及人員、出/入重點區域時刻、工作時間等顯示、打印、查詢等功能，並具有超時人員總數及人員、超員人員總數及人員報警、顯示、打印、查詢等功能。

5.1.2.3 礦井人員管理系統KJ168具有攜卡人員出/入限制區域總數及人員、出/入限制區域時刻、滯留時間等顯示、打印、查詢、報警等功能。

5.1.2.4 礦井人員管理系統KJ168具有特種作業人員等下井、進入重點區域總數及人員、出/入時刻、工作時間顯示、打印、查詢等功能，具有工作異常人員總數及人員、出/入時刻及工作時間等顯示、打印、查詢、報警等功能。

5.1.2.5 礦井人員管理系統KJ168具有攜卡人員下井活動路線顯示、打印、查詢、異常報警等功能。

5.1.2.6 礦井人員管理系統KJ168具有攜卡人員卡號、姓名、身份證號、出生年月、職務或工種、所在區隊班組、血型、主要工作地點、每月下井次數、下井時間、每天下井情況等顯示、打印、查詢等功能。

5.1.2.7 礦井人員管理系統KJ168具有按部門、地域、時間、分站、人員等分類智能模糊查詢、顯示、打印等功能。

5.1.2.8 礦井人員管理系統KJ168具有雙向尋呼功能，當調度室需要尋找某個人員時，可通過主監控計算機向井下該人員發送尋呼信號。

5.1.2.9 礦井人員管理系統KJ168具有遇險求救功能。當攜帶識別卡的工作人員在井下遇到緊急情況時，可隨時按報警求救鍵，將水、火、援信息發送至調度主監控室。

5.1.3 存儲和查詢功能

5.1.3.1 礦井人員管理系統KJ168具有存儲功能，存儲內容包括：

（a）出/入井時刻；

（b）出/入重點區域時刻；

（c）出/入限制區域時刻；

（d）進入分站識別區域時刻；

（e）出/入巷道分支時刻及方向；

（f）超員總數、起止時刻及人員；

（g）超時人員總數、起止時刻及人員；

（h）工作異常人員總數、起止時刻及人員；

（i）卡號、姓名、身份證號、出生年月、血型、職務或工種、所在區隊班組、主要工作地點；

（j）監控主機呼叫信息、時間、卡號、操作員身份信息；

（k）攜卡人員呼叫時間、報警分類、時間、卡號、值班員身份信息等。

5.1.3.2 礦井人員管理系統KJ168具有模糊智能查詢功能。查詢類別如下：

（a）按人員查詢；

（b）按時間查詢；

（c）按地域查詢；

（d）按識別區域查詢；

（e）按超時報警查詢；

（f）按超員報警查詢；

（g）按限制區域報警查詢；

（h）按工作異常報警查詢；

（i）按人員分類查詢；

（j）按部門查詢；

（k）按工種查詢等。

5.1.3.3 礦井人員管理系統KJ168具有防止修改實時數據和歷史數據等存儲內容（參數設置及頁面編輯除外）功能，必要的修改數據操作系統會留下相應的操作記錄，以備查。

5.1.3.4 礦井人員管理系統KJ168具有數據備份功能，通過設定，支持隨時或定時備份系統數據。

5.1.3.5 分站具有數據存儲功能。當系統通信中斷時，分站可存儲4000張識別卡卡號和時刻信息；系統通信正常時，再上傳至地面計算機。

5.1.4 顯示功能

5.1.4.1 礦井人員管理系統KJ168具有漢字顯示和提示功能。

5.1.4.2 礦井人員管理系統KJ168具有列表顯示功能。顯示內容包括：下井人員總數及人員、重點區域人員總數及人員、超時報警人員總數及人員，超員報警人員總數及人員，限制區域報警人員總數及人員、特種作業人員工作異常報警總數及人員等。

5.1.4.3 礦井人員管理系統KJ168具有模擬動畫顯示功能。顯示內容包括：巷道佈置模擬圖、人員位置及姓名、超時報警、超員報警、進入限制區域報警、特種作業人員工作異常報警等。具有漫遊、總圖加局部放大、分頁顯示等方式。

5.1.4.4 礦井人員管理系統KJ168具有系統設備佈置圖顯示功能。顯示內容包括：檢測分站、電源箱、傳輸接口和電纜等設備的設備名稱、相對位置和運行狀態等。可漫遊、分頁或總圖加局部放大。

5.1.5 打印功能

礦井人員管理系統KJ168具有漢字報表、初始化參數召喚打印功能（定時打印功能可選）。打印內容包括：下井人員總數及人員、重點區域人員總數及人員、超時報警人員總數及人員，超員報警人員總數及人員，限制區域報警人員總數及人員、特種作業人員工作異常報警總數及人員、領導幹部每月下井總數及出勤、班中餐統計等。

5.2 硬件功能及技術指標

5.2.1 監測中心站硬件

礦井人員管理系統KJ168中心站硬件包括工控主機2台（一用一備）、數據接口箱2台（一用一備）、打印機1台、不間斷電源等設備。中心站設備均採用主流技術的通用產品，並滿足可靠性、可維護性、開放性和可擴展性等要求。

5.2.1.1 主機：

礦井人員管理系統KJ168主機選用2台工控計算機，主、備機自動雙機切換。主機主要用來接收監測信號、報警判別、數據統計、磁盤存儲、顯示、聲光報警、人機對話、圖形繪製、打印輸出、與管理網絡聯接等。

主機具有聯網功能，採用以太網標準接口並配置雙網卡；符合TCP/IP網絡參考模型和網絡協議，支持C/B/S模式，實現與礦井綜合監控系統的資源共享；採用OPC、NetDDE或ODBC等標準、開放的軟件接口協議。

5.2.2 監測分站

（a）通過無線方式讀取識別卡內用於人員識別的信息，併發送至地面傳輸接口，支持通過專用或環網交換機內置的轉換器，就近接入礦井綜合自動化系統網絡，實現與中心站主機的通信；

（b）具有初始化參數掉電保護功能，分站停電後初始化參數不會丟失。初始化數據參數通過主站輸入和修改、地址等信息通過撥碼開關固定；

（c）分站可實現對分站供電電源進行實時監測，能夠採集供電電源電壓、電流、後備電池狀態等信息上傳地面軟件顯示；

（d）分站具有自診斷和故障指示功能，維護、檢修方便；

（e）分站運行可靠、數據採集傳輸準確可靠、漏讀率達到10萬分之一，並具有防塵、防潮、抗干擾等措施。

（f）分站具備抗干擾能力，能夠適應煤礦井下各類複雜的干擾環境應用。

5.2.3 電源箱

電源箱將交流電網電源轉換為系統所需的本質安全型直流電源，並具有維持電網停電後正常滿負荷供電不小於4h的蓄電池。

(a) 電源箱為智能型設備設計，能夠採集各路電源參數（電壓、電流、電池狀態、電池電量等）信息上傳至分站；

(b) 向監測分站遠程本安供電距離不小於2km。

5.2.4 識別卡

(a) 識別卡使用普通7#電池作為電源，無須充電；

(b) 識別卡低電量可自動報警，初始報警後至少還可以再使用15天；

(c) 無輻射，對人體和環境無任何影響，更安全更健康；

(d) 超低功耗，識別卡在不更換電池的情況下可連續正常工作6個月；

(e)換電池拆裝方便，無須返廠。

5.2.5 傳輸

最大傳輸距離滿足下列要求：

（a）識別卡與分站之間的無線傳輸距離不小於80m；

（b）分站至傳輸接口之間最大傳輸距離不小於15km；

（c） 系統採用標準CAN工業現場總線接口，方便接入礦井綜合自動化工業以

太環網。

6.1 礦井人員管理系統KJ168

·系統工作穩定性試驗，通電試驗時間7天以上；

·系統能通過GB/T17626.3—1998規定的嚴酷等級為1級的射頻電磁場輻射抗擾度試驗，系統的位置監測、併發識別、最大傳輸距離、最大監控容量、最大巡檢週期能滿足要求；

·系統能通過GB/T17626.4—1998規定的嚴酷等級為2級的電快速瞬變脈衝羣抗擾度試驗，系統的位置監測、併發識別、最大傳輸距離、最大監控容量、最大巡檢週期能滿足要求；

·系統能通過GB/T17626.5—1999規定的嚴酷等級為1級的浪湧（衝擊）抗擾度試驗，系統的位置監測、併發識別、最大傳輸距離、最大監控容量、最大巡檢週期能滿足要求；

·系統平均無故障時間（MTBF）大於5000小時。

6.2 KDW660/18B礦用隔爆兼本安電源箱性能技術指標

·工作環境：

(a) 環境温度為：-10℃～+40℃；

(b) 相對濕度為：95%（25℃）；

(c) 大氣壓力為：80～106kPa；

·防爆型式： 礦用隔爆兼礦用本質安全型；

·外殼防護等級：IP54；

·污染等級：3級，滿足人身健康的要求；

·額定輸入電壓：127V、380 V、660 V；

·監測識別分站備用電源大於4小時；

·電源適應能力：電網電壓波動在額定電壓-25%—+10%範圍之內，設備工作穩定，整機功率20W；

6.3 KJ168-J型信息傳輸接口性能技術指標

·

工作環境：

(a) 環境温度為：0～40℃；

(b) 相對濕度為：95%（25℃）；

(c) 大氣壓力為：80～106KPa；

(d) 清潔、無強磁場干擾，無腐蝕性氣體和無爆炸性氣體。

·防爆型式：地面一般型兼本質安全型；

·傳輸方式：本質安全型CAN傳輸；

·傳輸速率：4800bit/s；

·傳輸距離： ≥15km；

·傳輸誤碼率： ≤10-8；

·傳輸接口節點容量：256台監測識別分站；

·接口與主計算機傳輸：RS232，距離不大於15m；

·供電電源：交流220V 50Hz，供電電源波動範圍90%～110%；

·工作電流：≤30mA；

·外型尺寸：380mm×269mm×70mm

6.4 KJ168-D型礦用本安型讀卡分站技術指標

KJ168－D礦用本安型讀卡分站是識別卡的識別設備，採用本安電路設計。防爆型式為礦用本質安全型。

·使用條件：

(a) 環境温度：0～40℃

(b) 相對温度：≤ 95%

(c) 大氣壓力：86～106KPa

(d) 風速：0～8M/S

(e) 允許在沼氣、煤塵爆炸危險環境中使用。

(f) 儲存温度：－40～60℃

·主要技術指標：

(a) 識別範圍：讀卡器正面為圓點的扇形區域，扇形夾角≥120度

(b) 識別距離：可調試範圍（80-300）米

(c) 本安參數：工作電壓： 18VDC，工作電流：≤45mA

(d) 電源至讀卡器電纜最長為：2KM；分佈參數：電容60NF/KM，電感：0.8MH/KM,分佈電阻：13.5歐姆/千米

(e) 整機尺寸：371.7mm×329mm×85mm

(f) 整機重量：1.5KG

6.5 KJ168-K型識別卡技術指標

KJ168-K識別卡是一種有源射頻識別卡，採用本安電路設計，防爆形式為礦用本質安全型。

·使用條件：

(a) 電池低能源消耗，使用壽命不低於6個月，更換電池方便；

(b) 無線通訊射頻頻率 868MHz。