矿山井下人员定位与交互系统

煤矿井下人员定位管理系统关键技术发布时间：2023-03-02T00:51:52.304Z 来源：《建筑实践》2022年20期作者：李哲李振宇[导读] 煤矿是我国的主要能源之一，定位管理系统可以为煤矿安全管理提供有力支持李哲李振宇安居煤矿山东省济宁市 272000摘要：煤矿是我国的主要能源之一，定位管理系统可以为煤矿安全管理提供有力支持，但目前市场上的人员定位系统仍存在一定的问题和不足，例如标识卡及功耗大等方面的问题，读卡器的抗干扰能力难以满足煤矿安全管理需求，这会给煤矿安全管理带来不利影响。

针对这种情况，应结合煤矿井下安全管理需求，根据无线电波传输特性，加强关键技术研究，推动技术水平的提升，增强定位管理系统的完善性，保障煤矿安全管理的成效。

关键词：管理系统；煤矿；人员定位；关键技术引言为了能给煤矿安全高效生产提供更好的数据支撑，还需要更好地应用大数据分析工具、利用人工智能算法对不断积累的数据进行深度挖掘分析，以实现目标位置服务驱动的煤矿安全生产智能预警、动态诊断及辅助决策，促进矿井业务流程优化再造。

1现有定位系统存在问题分析煤矿当前井下人员定位系统整体存在精度不高、设备较老化、数据传输速度较慢等问题，主要现状分析如下。

（1）按照最新的相关规范，分站至主机之间最大传输距离应不小于10km，但目前煤矿使用的太网RS485总线通讯，不能满足10km通讯要求。

（2）按照相关规范，在电网停电后，备用电源应能保证系统连续监控时间不小于4h。

但目前使用的分站后备电源仅能维持1～2h，不符合要求。

（3）在用系统的漏卡率、误码率较高，存在井下人员轨迹、考勤数据不完整的问题，达不到人员定位系统使用要求以及煤矿井下人员定位管理要求。

（4）按照相关规范，定位系统应与GIS技术融合；宜与安全监控、应急广播、供电监控、煤炭产量监控、移动通信、视频监控、照明控制等系统融合。

但现有煤矿在用定位系统未与GIS技术融合，未与安全监控等系统融合。

基于Wi-Fi实时定位技术矿山人员资产定位应用方案说明目录1引言 (5)1.1文档说明 (5)1.2术语与缩写解释 (5)2项目需求 (6)2.1项目背景 (6)2.2需求分析 (6)2.3方案优势 (7)3方案设计 (8)3.1设计理念 (8)3.2功能描述 (9)3.2.1定位监控 (9)3.2.2标签管理 (11)3.2.3报警管理 (11)3.2.4系统管理 (12)3.2.5扩展功能 (12)3.2.6统计报表 (13)3.3定位网络设计 (13)4井下Wi-Fi无线定位监控通讯系统 (16)4.1井下矿工定位考勤系统 (17)4.2井下电机车定位管理 (17)4.3Wi-Fi无线语音数据通信系统及Wi-Fi手机定位系统 (18)4.3.1Wi-Fi网络–数据传输、语音通信、无线视频 (18)4.3.2无线语音功能模块 (20)4.3.3手机实时定位主要功能 (22)5方案实施 (23)5.1网络部署设计 (23)5.2网络安装 (23)5.3实施计划 (23)5.3.1实施说明 (23)5.3.2施工进度安排 (23)1引言1.1文档说明•本文档为基于Wi-Fi的实时定位解决方案。

1.2术语与缩写解释2项目需求2.1项目背景矿井的分布是分层结构的，井下面积很大，井下人员较多，为了保证井下人员的安全，防患于未然，监控矿车运作，我们将采用基于Wi-Fi的无线局域网实时定位系统对井下的矿工和矿车进行跟踪定位，随时了解每个矿工、矿车的当前位置。

同时需要实现对每个矿工上下勤的监控功能和矿车矿石运输监管统计工作。

基于Wi-Fi的无线局域网，需要实行语音通信、视频传输、环境信息采集等功能。

2.2需求分析1、人员、车辆的实时精确定位系统：通过井下电子地图，实时显示人员和车辆位置，记录移动轨迹。

2、人员考勤系统：每日自动统计人员进出矿井的次数和时间，能识别其他未经允许的人员擅自入内，并且报警。

3、Wi-Fi无线井下环境参数实时监控传感系统：通过Wi-Fi模块连接各类传感器，可以采集井下温度、湿度等环境参数，并且无线传输。

煤矿人员定位系统制度范文一、接班人员必须提前十分钟到达岗位，认真检查岗位记录报表及运行情况，对于上一班未处理的事项要特别交代清楚，交接班人员在交接班记录上签名后完成交接工作。

二、值班人员必须按调度时规定的____轮流上岗，未经有关领导同意，不得擅自替班和调换。

当班人员因离开岗位或迟到时，必须有专人替岗并办理交接手续后方可。

严禁不办理交接手续而离岗，严禁用电话等通讯方式交接班。

三、交接手续履行之前，岗位一切工作由当班(交班)人员负责，交接完成后，岗位一切工作由接班人员负责，因交接班手续履行不认真造成工作失误，由接班人员负责，由于遗漏事项未交待清楚由交班人员负责。

两方都未交接清楚工作，由双方负责。

四、作业人员必须持证上岗，着装整洁，语言文明，严格管理。

五、交接班主要内容1、检查系统是否正常，信号传输是否正常，电脑运行终端是否正常；2、检查网络通讯传输、反馈是否正常，安全措施是否到位；3、检查监控台、办公室是否整洁，设备、用品是否按规定摆放；4、检查各种记录报表是否齐全、正确、无误，填写准确；5、其他未完成的工作是否移交完善。

六、接班主要内容1、交接人员共同检查上述____至____条必须正常，清楚。

2、当前系统运行状态尚未完成工作和注意事项。

3、设备检修、运行异常及事故处理情况。

4、各种记录、报表、图纸及有关工具保存齐全、完整。

煤矿人员定位系统调度值班制度1、负责公司人员定位系统的运行情况，实行____小时值班制，严格按上级有关规定管理系统运行。

2、精通业务，坚守岗位，精心操作，遵章运行。

3、及时填报人员定位系统的记录报表，对数据信息异常情况要及时作出正确分析判断、处理和汇报。

4、负责人员出入井情况的统计上报工作。

5、负责对安全生产中的违法行为记录、汇报有关单位进行处理。

6、保持完整的原始记录，认真填写值班日志和运行情况记录表。

所有资料、记录定期存档保管。

7、认真做好人员定位故障信息收集反馈工作，对上级部门和有关领导指示要及时督察贯彻落实。

金属非金属地下矿山人员定位系统通用技术要求-回复金属非金属地下矿山人员定位系统是一种应用于矿山行业的专用定位技术系统，旨在实现矿工的定位和安全管理。

本文将从系统原理、技术要求、功能特点、应用前景等方面进行详细介绍。

一、系统原理金属非金属地下矿山人员定位系统基于无线通信技术及定位技术，通过在矿工身上佩戴定位设备，实时获取矿工的位置信息，再通过信号传输给监控中心进行处理和管理。

二、技术要求1. 定位准确性：系统应具备高精度的定位能力，定位误差需控制在数米范围内，以确保对矿工的实时监控和管理。

2. 实时性：系统需要对矿工的位置信息进行实时采集和传输，保证监控中心能够及时掌握矿工的动态情况，以便进行快速响应和处置。

3. 稳定性：系统的硬件设备和软件系统应具备稳定可靠的性能，能够在复杂的矿山环境下正常运行，并保持长时间的工作稳定性。

4. 抗干扰性：系统应具备一定的抗干扰能力，能够有效应对矿山中存在的大气、地质等各种干扰因素，保证定位数据的准确性和可靠性。

5. 能耗低：矿山作业环境通常艰苦恶劣，人员定位设备需要具备低功耗特性，以延长电池寿命和减少电池更换频率。

6. 数据安全性：系统设计需要确保矿工的位置信息和相关数据的安全性，防止信息泄露和非法使用。

三、功能特点1. 实时监控：系统能够实时追踪和监控矿工的位置，对其进行全方位的监管，及时预警和处理紧急情况。

2. 路线规划：系统可通过传感器和算法，对矿工的位置进行分析和解读，辅助进行最佳路径规划，提高工作效率。

3. 警报功能：系统能够根据设定的安全参数，监测矿工的状态和行为，一旦发生异常情况，及时发出警报信号并通知相关人员。

4. 数据分析：系统可对矿工的历史位置数据进行分析和统计，形成数据报表，为矿山的管理提供参考依据。

四、应用前景金属非金属地下矿山人员定位系统具有广阔的应用前景。

首先，它可以提高矿工的安全保障和管理效率，减少事故的发生和损失。

其次，该系统可以改善矿山的生产效率，通过优化矿工的工作路线和安排，提高作业效率和产出。

煤矿人员精准定位系统简介
多年来，我国煤矿事故不断发生，如何保证安全生产，平衡生产与效益之间的关系成为国家和企业关注的重要问题。

人员是生产的基础，我们分析很多煤矿将会发现，很多矿山地面与井下沟通困难，信息传递不及时，无法掌握井下人员的分布及作业情况，为管理和调度带来了很大的难题。

随着计算机技术的发展，把定位系统引入矿井管理中将成为一种趋势。

为解决煤矿中人员定位问题，济南福深科技设计研发了一款煤矿人员精准定位系统，该系统称得上“精准定位”，是因为采用了UWB技术，比传统定位系统采用的RFID技术定位更精准，精准度可达30CM，能够更准确将井下人员和设备的情况提供给管理人员。

系统功能
煤矿人员精准定位系统能够对井下人员的个人资料、井下工作安排、巷道人员分布、人员进出某一区域的权限、车辆等进行管理，实现人员管理的信息化，提高管理水平和生产效率。

1、定位跟踪是系统的基本功能，系统将采集到的人员位置信息显示在井上屏幕上，同时进行保存和处理，管理人员可以了解每个区域人员的数量、分布、
位置及运动路线，可以查询某一人员的位置。

2、考勤管理，记录人员的下井时间及升井时间，对工作时间进行记录，Wie 考勤提供数据依据。

3、应急寻呼，井上井下人员可以进行双向寻呼，当井下人员遇到危险时可以紧急呼叫井上人员，报告情况。

4、数据共享，通过互联网实现人员定位的数据信息共享，为各管理部分及领导提供监督指挥决策的依据。

煤矿人员精准定位系统适应性强，也可以应用在非煤矿、管廊、隧道等多种环境复杂的领域，目前应用效果良好。

基于ZigBee的井下人员定位与通信系统设计摘要：尽管在采矿行业中使用传统的定位和通信技术可以帮助防止采矿过程的安全隐患，但会存在一些技术限制和经济上的考虑。

该文报道了一种基于ZigBee技术的井下人员定位和通信系统，它受到比较广泛的应用，既对财务又对安全方面的成本更加友好。

研究表明，在经济实惠和安全可靠性方面，基于ZigBee的井下人员定位与通信系统具有显著优势。

关键词：井下人员定位，ZigBee，安全与通信系统，成本效益正文：随着矿业行业的发展，保护矿工的安全问题也日益受到重视。

一般情况下，采用传统的手段，如手持通讯设备，以实现人员定位、紧急情况应对和报警等功能。

然而随着信息化水平的提高，矿业行业正在转向基于无线的定位和通信技术。

ZigBee是一种无线通信技术，它可以实现低功耗特性，短距离传输和快速无线通信，大大减少了通信成本和劳动力成本。

在本文中，我们将提出一种基于ZigBee的井下定位与通信系统。

该系统将采用实时定位和实时传输系统，用于数据采集和交互的设备，以及接入矿业企业的后台数据服务器，来实现实时监控和紧急情况处置能力。

同时，该系统还将实现手持设备的智能报警和通信功能，实现即时报警信息的传递。

研究表明，基于ZigBee的井下定位和通信系统能够满足矿业行业的性能要求，有助于节约开支，提高安全性，并获得更高的效率。

在基于ZigBee的定位和通信系统中，首先必须设置一个网络基础设施，由控制单元、基站和手持设备组成。

控制单元作为系统的核心，将用于管理不同节点之间的传输数据，以及连接到后台数据服务器来实现监控功能。

基站将部署在工作区域内，通过检测井下人员的位置，实时将数据传输至控制单元，以提供实时定位报告。

同时，它还可以实现手持设备的位置检测和报警功能，以帮助防止采矿过程中的安全隐患。

此外，该系统还具备实时数据传输功能，可以实现对实时情况的监控及及时处置，大大减少了安全风险。

另外，系统还需要实现抗干扰能力，以确保系统正常工作，并考虑地形和气象因素，以防止定位数据受损影响并降低安全风险。

井下人员精确定位系统工作方案一、项目目标和意义1.满足义煤集团现有人员定位系统所有要求及技术条件。

3D高精度定位对应急救援具有特别重要意义。

2.在复杂矿下环境里的绝对2D定位精度小于3米，争取实现3D定位。

基站覆盖距离大于100米。

可同时进行定位的人数大于1000，满足煤矿上下班高峰期进行人员定位及考勤的要求。

科技水平达到国际领先。

3.争取试运行和工业试产后，起草行业技术标准并获国家相关部门通过实施。

4.通过防爆认证，实现工业化生产和商品化运作。

5.以此系统为载体进一步开发井下通讯系统、自动化及井下物联网平台建立。

对井下设备定位；视项目进展情况，成熟一项投入商品化操作一项。

研发转化其它具有市场潜力高科技产品。

为企业发展持续提供新的经济增长点。

二、井下人员及设备精确定位系统简介1.系统基本功能：满足义煤集团现有人员定位系统所有要求及技术条件，同时满足在复杂矿下环境里的绝对2D定位精度小于3米实时监测功能。

2.系统总体结构系统支持灵活的网络架构，实现树状多分支巷道定位。

定位网络由四部分构成：定位基站、移动标签、光纤网络传输通道、定位引擎服务器。

其中定位基站分布于井下巷道侧边，并对所管理区域进行信号覆盖；移动标签附着在定位对象表面，如人的手腕、安全帽、要带、设备的上盖、车辆的顶部；当标签进入基站的信号覆盖范围内，依据设定的刷新率，自动发送一包数据与基站建立联系；基站依据内置规则完成TDOA数据的获取，并通过光纤网络传输通道发送至定位引擎服务器，进而计算出移动标签的实际位置；定位引擎服务器支持大容量标签网络的原始数据获取、位置解算与坐标输出。

井下人员定位系统可以支持多种场景的应用；整个系统基于以太网实现高吞吐量TDOA数据传输，每台基站都需要连接到井下光纤网络；对于多分支巷道定位，系统采用树状光纤网络时间同步方式，每个定位基站的覆盖距离为150m，任意两个定位基站覆盖范围内支持200个以上移动标签。

3、技术目标3.1高精度定位。

煤矿井下作业人员跟踪定位管理系统设计方案随着科技的不断发展，煤矿井下作业人员的安全管理变得越来越重要。

煤矿井下作业环境复杂，存在着诸多安全隐患，如瓦斯爆炸、煤与岩石突出、坍塌等，这些都给井下作业人员的安全带来了极大的威胁。

因此，设计一套煤矿井下作业人员跟踪定位管理系统显得尤为重要。

一、系统概述煤矿井下作业人员跟踪定位管理系统是一套基于现代无线通信技术、定位技术和信息处理技术的综合管理系统。

该系统通过对井下作业人员的实时跟踪和定位，实现对人员的管理和监控，及时发现异常情况并采取相应的安全措施，保障井下作业人员的安全。

二、系统组成1. 人员定位设备：为井下作业人员佩戴的定位设备，采用无线通信技术，可以实现与地面监控中心的实时通讯，并能够自动上传人员的位置信息。

2. 基站设备：安装在矿井各个关键位置，用于接收和发送人员定位设备的信号，并将数据传输到地面监控中心。

3. 地面监控中心：由监控人员操作的中心控制系统，用于接收、处理和显示井下作业人员的位置信息，并及时发出指令。

4. 数据处理系统：用于对人员位置信息进行处理和分析，提供实时监控、历史轨迹回放、报警处理等功能。

三、系统工作原理1. 人员定位设备通过与基站设备的通讯，实时上传人员的位置信息。

2. 基站设备接收到人员定位设备的信号后，将数据传输到地面监控中心。

3. 地面监控中心接收到数据后，通过数据处理系统进行处理和分析，并及时显示人员的位置信息。

4. 监控人员可以通过地面监控中心对人员的位置信息进行实时监控，并在发现异常情况时及时发出指令。

5. 数据处理系统可以对人员的历史轨迹进行回放，并进行报警处理，确保井下作业人员的安全。

四、系统特点1. 实时监控：系统能够实时监控井下作业人员的位置信息，及时发现异常情况。

2. 历史轨迹回放：系统可以对人员的历史轨迹进行回放，方便管理人员进行事故分析和处理。

3. 报警处理：系统能够对异常情况进行及时报警处理，保障井下作业人员的安全。

井下人员定位考勤系统使用手册井下人员定位考勤系统使用手册第一章系统介绍1.1 系统概述井下人员定位考勤系统是一种用于监控和管理井下人员活动的系统。

该系统能够实时定位井下人员的位置，并记录其考勤信息。

通过该系统，管理人员可以随时了解井下人员的位置和工作情况，提高工作效率和安全性。

1.2 系统功能井下人员定位考勤系统包括以下功能：- 实时定位井下人员：通过安装在井下人员身上的定位设备，系统可以实时获取井下人员的位置信息。

- 考勤管理：系统可以记录井下人员的签到和签退时间，并生成相应的考勤报表。

- 报警功能：当井下人员发生重大事故或超时未返回时，系统可以通过报警设备进行提醒和求救。

- 历史数据查询：系统可以查询和分析井下人员的历史轨迹和工作情况。

第二章使用准备2.1 系统安装在开始使用井下人员定位考勤系统之前，需要先安装系统硬件设备和软件。

硬件设备包括井下人员定位设备、监控设备和报警设备。

软件需要安装在管理人员的电脑或服务器上。

2.2 设备绑定在系统正式使用之前，需要将井下人员的定位设备与系统进行绑定。

具体操作如下：- 打开系统软件，并登录管理账号。

- 在系统菜单中选择“设备绑定”选项。

- 输入井下人员的个人信息和定位设备的编号，并点击确认按钮。

- 系统会自动进行绑定，并显示绑定成功的提示信息。

第三章使用流程3.1 登录系统在开始使用系统之前，需要先登录系统账号。

具体操作如下：- 打开系统软件，并进入登录界面。

- 输入正确的用户名和密码，并点击登录按钮。

- 系统会验证账号信息，并登录到系统的主界面。

3.2 实时定位在登录系统之后，可以实时定位井下人员的位置。

具体操作如下：- 在系统的主界面上，选择“实时定位”选项。

- 系统会自动显示井下人员的位置信息，并在地图上进行标注。

3.3 考勤管理系统可以记录井下人员的签到和签退时间，并生成相应的考勤报表。

具体操作如下：- 在系统的主界面上，选择“考勤管理”选项。