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煤礦井下人員精確定位系統
一、系統設計原則
設計方案具有科學性、合理性、可操作性。
1)先進性與適用性
系統的技術性能和質量指標達到國際領先水平,集國際眾多先進技術于一身,無線收發器采用先進的射頻通信技術,系統軟件采用B/S架構,體現了當前計算機控制技術與計算機網絡技術的最新發展水平,適應時代發展的要求。同時系統是面向各種管理層次使用的系統,其操作簡便易學。
2)經濟性與實用性
充分考慮用戶實際需要和信息技術發展趨勢,根據用戶現場環境情況,設計適合現場情況、符合用戶要求的系統方案,通過嚴密、有機的系統設計,實現最佳的性價比,節約工程投資,同時保證系統功能的最優實現。在滿足用戶對功能、質量、性能、價格和服務等各方面要求的前提下,追求最優化的系統設備配置,降低系統造價。
3)可靠性與安全性
系統的設計具有較高的可靠性,在系統故障或事故造成中斷后,能確保數據的準確性、完整性和一致性,并具備迅速恢復的功能,同時系統具有一整套完整的系統管理策略,可以保證系統的運行安全。
充分考慮電氣設備的供電和取電問題,保證系統在外部供電失效的情況下的UPS電源保證不少于2小時。井下設備,應采用特殊的防護等級,做到防塵、防潮濕,防護等級不小于IP54。
4)開放性與可擴展性
系統采用標準的TCP/IP協議,有線接入采用光纖,,可以與目前主流的設備、系統和網絡進行連接,可實現遠程監控。系統設計考慮到今后技術的發展和使用的需要,具有更新、擴展和升級的可能。本方案在設計中留有冗余接口,可根據該項目以后工程的實際要求擴展無線通信、數字廣播等系統接入,、滿足今后的發展要求。軟件系統提供數據和功能的開放性接口可以方便的擴展應用功能和與其他系統連接共享。
5)互聯互通
系統容量設計充足,通訊協議標準。定位系統數據經過安全處理后,可直接接入礦區管理辦公網絡或互聯網,支持遠程訪問的擴展,數據庫信息資源能夠共享。
6)提高監管力度與綜合管理水平
本系統時時動態掌握各區域人員的位置、報警信息,并通過先進的無線通信技術保證井下人員、地面人員和調度室之間的順暢通話,從而提高監管力度與綜合管理水平。
7)合理的網絡結構,分布均勻的豐富接口
根據礦山巷道的特殊性,系統采用最具靈活性的網絡拓撲結構,使無線射頻信號和各種接口普遍、均勻地分布在井下的各個區域,最大限度地方便了系統應用的擴展。井下分站之間以光纜直接連接,串行延伸避免重復布線造成浪費線纜。
8)技術成熟
采用成熟的核心產品和技術,具備二次開發能力和不斷升級能力,能滿足業主提出的特殊性要求。
9)易安裝、易操作、易維護
系統的設計,盡可能的簡潔,施工方便,容易維護。通過高度的集成和有效的裁剪,減少設備種類,減少連接環節,保證系統工作的可靠性。
二、建設內容
1)建立完善人員信息管理制度,準確掌握井下重要地點作業人員數量和分布實況。
2)定位系統應具有以下監測功能:
——監測攜卡人員到達監測點時刻等;
——識別多個人員同時進入識別區域。
3)定位系統應具有以下管理功能:
——攜卡人員個人基本信息,主要包括卡號、姓名、身份證號、出生年月、職務或工種、所在部門或區隊班組;
——重點區域攜卡人員基本信息及分布;
——攜卡工作異常人員基本信息及分布,并報警;
——各種信息存儲、顯示、統計、報警、打印等功能。
4)定位系統主機應安裝在地面,并雙機備份,且應在礦山生產調度室設置顯示終端。
5)定位系統主要技術指標:
——最大位移識別速度不小于5m/s;
——并發識別數量不小于80;
——巡檢周期不大于30s;
——識別卡與分站之間的無線傳輸距離不小于10m。
7)定位系統應配備標識卡檢測設備,檢測標識卡是否故障。
8)實現礦井人員定位管理米。
三、系統結構
網絡基礎:礦區工業環網平臺
硬件部署:地面調度室部署定位服務器,人員佩戴標識卡,井下安裝綜合分站、電源、等設備。
定位服務器:主機選用工控微型計算機,雙機熱備份,安裝Windows2008操作系統、定位考勤管理專用軟件及雙機熱備管理軟件。監控主機主要用來接收分析定位數據信號,對其校正、判別、統計、存儲、顯示,實現報警、人機對話、控制打印輸出、與管理網絡聯接管理等。
綜合分站:無線信號發送接收設備,實現定位數據采集、控制命令發送等功能。
人員標識卡:由下井人員隨身攜帶,便有特定卡號編碼與監控主機中姓名、手機號、身份證、工種等綁定,通過射頻技術無線將卡號發送到綜合分站中,由通信網絡將數據傳送到監控主機。
井下出現緊急情況時,攜卡人員可以通過按住定位卡的報警按鈕(連續按住3秒以上視為報警),主動將緊急情況通知地面系統,地面系統接到緊急呼救后,采取應急援救方案。當有報警時,定位系統軟件驅動聲光報警進行報警動作,可查詢報警類型、報警人員姓名、所在的位置區域等信息。
調度中心也可通過定位軟件向井下攜卡人員發出報警信息,可對井下全部或區域區內攜卡人員發出報警信息,標識卡將以聲音、振動及紅燈閃爍等方式提醒攜卡人員。
接入方式:
1)定位服務器通過網線接入地面交換機;
2)綜合分站通過網線或光纜接入就近環網交換機,分站間通過光纜串形連接;
3)人員識別卡射頻無線接入綜合分站;
軟件架構:系統使用B/S架構,采用MYSQL數據庫;
實現原理:系統是在綜合通信平臺上實現的人員定位功能的應用,只需要在已經構建好的綜合平臺上增加相應標識卡終端和定位應用服務器即可。
定位系統接入示意圖
四、系統功能
1、實時查詢
1)實時人員地圖:實時顯示井下人員分布情況,分區域實時監測作業面人員數量;
4)指定人員實時跟蹤:實時的查詢井下指定人員的當前位置;可按照標識卡號,姓名模糊查詢或者按照部門,職務查詢井下人員的實時位置。人員會具體的顯示在基站的左邊(或者右邊)多少米處,當方向或者距基站的位置變化時,會進行實時的移動。
2、歷史查詢:選擇時間點可提供歷史時間點人員位置查詢功能,選擇開始和結束時間可提供歷史時間段人員位置、歷史行走軌跡回放、人員出入井記錄、特種人員路線結果查詢、人員出入限制區域查詢、特種人員出入重點區域查詢、特種人員出入限制區域查詢,區域超員人員列表查詢、全礦超員等查詢功能以及按分站查詢進出分站數據:
選擇好開始時間,結束時間以及需要查詢的人員后,點擊查詢按鈕,便會出現查詢人員的歷史位置信息,然后點擊開始按鈕,地圖上便會出現該人員的歷史軌跡回放。期間還可以調節人員歷史軌跡回放的移動速度。
3、報警查詢:提供標識卡按鍵及低電量、人員進入重點區域及人員超時、區域超員、缺員等報警查詢功能。
4、查詢統計
1)日考勤統計:選擇要查詢的日期(某一天),輸入工號或者標識卡號或者姓名來查詢人員的出入井信息,也可按部門、職務、工種來查詢,并且可以生成日統計表。
2)月考勤統計:選擇要查詢的月份,輸入工號或者標識卡號或者姓名來查詢人員的出入井信息,也可按部門、職務、工種來查詢,并且可以生成月統計表。
3)年考勤統計:選擇要查詢的年份,輸入工號或者標識卡號或者姓名來查詢人員的出入井信息,也可按部門、職務、工種來查詢,并且可以生成年統計表。
6、可根據礦區需要,依據實際掘進情況繪制或更新井下巷道、采區圖。
7、干部管理功能:系統能對干部下井情況進行統計、監督,領導在辦公室通過電腦或在調度室大屏幕就可以看到哪些干部在井下,哪些干部已升井,哪些干部該下井未下井等。
8、標識卡電量告警:當便攜式標識卡電量過低時,標示卡將提前告警(1-3天),紅燈閃爍提醒礦工電量不足,及時更換電池。
9、標識卡雙向通信
井下出現緊急情況時,攜卡人員可以通過按住標識卡的報警按鈕(連續按住3秒以上視為報警),主動將緊急情況通知地面系統,地面系統接到緊急呼救后,采取應急援救方案。當有報警時,定位系統軟件驅動聲光報警進行報警動作,可查詢報警類型、報警人員姓名、所在的位置區域等信息。
調度中心也可通過定位軟件向井下攜卡人員發出報警信息,可對井下全部或區域區內攜卡人員發出報警信息,標識卡將以聲音、振動及紅燈閃爍等方式提醒攜卡人員。
10、分站不在線告警
當分站連接故障時系統均會出現分站不在線告警,方便問題及時發現并解決。待問題處理后告警會自動結束并在數據庫中保存歷史告警信息。
11、精確定位,定位精度3-5米。
12、系統管理功能
系統的管理軟件能夠實現分配多個不同權限的用戶,方便各個用戶在網絡終端上同時運行軟件,查詢井下實時情況,并可對軟件進行分級別的修改;井下實時數據也可以上傳到WEB服務器上,用戶可以通過互聯網,以網頁的形式實時查看井下人員分布情況。
13、雙機熱備功能(可選)
系統具有雙機熱備功能,當主機出現故障時可自動切換至備用機,切換時間30s內。
14、GIS地理信息系統平臺
具有GIS地圖矢量化縮放功能,能實現井下巷道圖的縮放、顯示。
五、工程實施原則
我公司將做到:
1)協助業主,配合業主提出具體的接口和功能要求;
2)根據業主具體要求,編制詳細的工程實施方案;
3)完成整體工程的施工、設備安裝、調試、軟件開發、系統聯調;
4)負責人員培訓;
5)質量保證、售后服務等。
系統建設的原則
1)總體規劃、統一組織,分步實施。信息化建設要以礦山生產業務需要為基礎,處理好眼前與長遠的關系,注重企業信息化總體規劃和設計,強調系統的集成性和開放性,留有合理的擴展空間,分步實施,循序漸進。
2)統一標準和規范、互聯互通。信息化建設要遵循成熟的國際國內相關網絡、軟件技術標準,合理劃分各業務子系統,制定統一的數據交換規范,使各子系統能夠實現互聯互通、信息共享。
3)突出重點、急用先建、突出重點、慎重投入、效益推進。重點建設與礦山生產、安全相關的監測監控與自動化系統,按信息化建設目標的內容分步實施,效益推進。
4)采用先進而成熟的實用技術,保證系統的安全性和可靠性。365天,每天24小時正常運行,保證各系統的保密性和安全性。
5)遵循人員培訓先行、軟件開發先行、設備適時到位,重在應用的原則。
系統的建設應與礦井基礎設施的建設同步進行,在工程建設之初就應考慮其整體的信息化規劃和實施。
工程分期計劃需要與礦上溝通后進行安排。
六、質量保障目標
工程建設的設計、工程實施和維護滿足GB/T19001-ISO9001系列標準的質量要求。
實施質量方針目標管理,建立各環節嚴密的質量責任制,嚴格管理,保證工程形成的各環節質量受控。
工程實施質量優良。
七、問題協商應對措施
2)雙方必須在開工前決定共同的工作日程表和實施計劃。我方的技術人員抵達后,雙方必須根據日程表和實施計劃開始工作。任何日程表和實施計劃的修改,必須由雙方通過友好協商制定。
3)我方的技術人員每日開始、結束時間需與當地一致。如有必要,加班需經雙方代表同意。
4)雙方代表應對工程進度和主要工作及用戶方代表提出的問題和解決辦法在工作日志上登記,對每天安裝及測試的內容將有詳細的工作文檔記錄,并一式兩份,由雙方代表簽字,每方一份。
八、培訓及售后服務
培訓內容
1)掌握設備的組成和工作原理。
2)熟悉各部件和配套材料的功能及技術要求。
3)熟悉后臺維護管理系統的使用與操作。
4)軟件的使用操作。
5)對一般性故障進行診斷、排除與恢復。
公司將選派有2年以上系統使用、維護和安裝調試經驗的工程師負責培訓工作。
售后服務承諾
2)免費保修期內,系統的硬件產品除外力、人為破壞以外負責維修或備件的免費更換;所引發費用我公司全部承擔。軟件免費維護。
3)使用方系統管理人員在使用過程中無論何時出現任何異常情況,均可即時與乙方系統工程師聯系,乙方負責電話技術支持。
售后服務形式
我公司提供7X24不間斷的電話支持服務。
2)現場響應
必要時,我公司將自收到服務請求起2X24小時內派技術人員到現場進行故障處理。
3)合約服務
若用戶需要以上兩種服務承諾之外的其它服務,公司可根據用戶的具體要求經雙方協商簽訂服務和約,公司將按照合約向用戶提供服務。使系統保持高效、合理的運行狀態,從而保證用戶能將安全、可靠地使用系統。
移機和擴容
軟件升級