古益礦人員定位和無線通訊系統(tǒng)安裝方案研究

張震文(廣西佛子礦業(yè)有限公司，廣西 梧州 543100)

古益礦人員定位和無線通訊系統(tǒng)安裝方案研究

張震文(廣西佛子礦業(yè)有限公司，廣西 梧州 543100)

在礦山生產(chǎn)過程中，人員定位和無線通訊系統(tǒng)作為井下六大系統(tǒng)的一部分，可以為礦山安全生產(chǎn)提供保障，對于礦山的安全生產(chǎn)有著重要的意義。本文根據(jù)礦山實際情況合理設(shè)計安裝人員定位和無線通訊系統(tǒng)，使系統(tǒng)得到最大的合理性和實用性。

人員定位系統(tǒng)； 無線通訊系統(tǒng)； 礦山安全生產(chǎn)

1 前言

根據(jù)國家安全監(jiān)管總局發(fā)布的金屬非金屬地下礦山安全避險“六大系統(tǒng)”建設(shè)規(guī)范要求，人員定位系統(tǒng)是監(jiān)測井下人員的位置，具有攜卡人員出/入井時刻、重點區(qū)域出/入時刻、工作時間、井下和重點區(qū)域人員數(shù)量、井下人員活動路線等監(jiān)測、顯示、打印、儲存、查詢、報警、管理等功能。所有入井人員必須攜帶識別卡，確保能夠?qū)崟r掌握井下各個作業(yè)區(qū)域人員的動態(tài)分布及變化情況。

2 人員定位系統(tǒng)簡介

礦山選用重慶梅安森的礦用KT160和KJ703系統(tǒng)。KT160型礦用無線調(diào)度通訊系統(tǒng)是基于成熟的WIFI商用通信技術(shù)，研發(fā)的新一代符合“煤安標(biāo)辦”標(biāo)準的礦用無線調(diào)度通訊系統(tǒng)，不僅具有傳統(tǒng)有線調(diào)度系統(tǒng)的全部調(diào)度能力，而且能對無線終端設(shè)備進行指揮調(diào)度，并提供了許多特色功能，有效地利用與擴展現(xiàn)有的通信資源，幫助用戶提高生產(chǎn)效率和管理能力，提高用戶的安全生產(chǎn)水平。提高了井下無線通信裝備的技術(shù)與水平，提高了礦山無線通訊服務(wù)水平與安全管理效率。

KT160礦用無線調(diào)度通訊系統(tǒng)集成了話務(wù)、調(diào)度和定位等多種附加功能和增值業(yè)務(wù)，具有低輻射、部署快捷、升級擴容方便、終端應(yīng)用成熟等特點且組網(wǎng)靈活，三網(wǎng)合一，兼容性強并通過對礦山坑道遠距離移動目標(biāo)進行非接觸式信息采集處理，實現(xiàn)對人、車、物在不同狀態(tài)

(移動、靜止)下的自動識別，從而實現(xiàn)目標(biāo)的自動化管理。

系統(tǒng)突破傳統(tǒng)PBX只能提供單一固話功能的局限，可以為礦山提供有線/無線一體化和數(shù)據(jù)等綜合業(yè)務(wù)，并利用PHS無線系統(tǒng)的優(yōu)勢提供短消息、丟話通知及定位等多種增值業(yè)務(wù)，充分滿足礦山行業(yè)對高效、快捷和安全通訊的需求；系統(tǒng)還采用目前最先進的2.4G無線擴頻通訊技術(shù)，具有很強的抗干擾能力和高速數(shù)據(jù)傳輸速率，徹底解決了遠距離、大流量、超低功耗、高速移動標(biāo)識體的識別和數(shù)據(jù)傳輸難題。

KT160型礦用無線調(diào)度通訊系統(tǒng)設(shè)計時充分考慮了井下的工作環(huán)境與生產(chǎn)調(diào)度等特點，是專為煤礦和非煤礦山服務(wù)的無線通訊系統(tǒng)，其既有地面無線通訊設(shè)備的高可靠性，又有可作為井下的無線信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺的高性能、低價格的優(yōu)勢，非常適合大中型礦山的裝備，實現(xiàn)井上井下的有線、無線調(diào)度移動通訊的功能。系統(tǒng)擴展的人員考勤功能集員工上下井監(jiān)測、井下人員定位、工作考勤、員工工資管理、人事管理、檔案管理、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信等功能于一身，提高下井人員監(jiān)測的準確性，提高人員管理的科學(xué)性和合理性，有效地提高了礦井安全生產(chǎn)的工業(yè)信息化。

井下的個人通訊終端采用本質(zhì)安全型無線通訊個人終端(本安手機)，大大改觀了傳統(tǒng)井下無線通訊個人終端的面貌，提高了通信品質(zhì)和使用效率。

KT160型礦井無線調(diào)度通訊系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計、逐級分布式控制體系，系統(tǒng)容量和業(yè)務(wù)功能可根據(jù)用戶需求靈活配置。系統(tǒng)中調(diào)度臺的形式也可根據(jù)用戶的要求靈活配置?？稍谵k公區(qū)域任何位置設(shè)置調(diào)度臺，可在不同地點設(shè)置多個調(diào)度臺。

3 系統(tǒng)組成

根據(jù)礦方實際進行設(shè)計的無線調(diào)度通訊系統(tǒng)主要由無線通訊交換主機、調(diào)度臺、礦用基站F1、礦用基站F2、地面大功率基站、本安WIFI手機、人員標(biāo)識卡等組成。覆蓋范圍為礦山井下主副井底、運輸大巷、各中段及其他用戶指定地點，具體設(shè)備布置點見圖1。

圖1 礦山井下無線調(diào)度通信通訊系統(tǒng)布置圖

4 系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)廣西佛子礦業(yè)有限公司古益坑口井下的實際情況，一期人員定位方案總共設(shè)計20個數(shù)據(jù)采集點(閱讀器)，900張身份標(biāo)識卡。

井下人員位置監(jiān)測(定位考勤)系統(tǒng)涉及計算機軟件、數(shù)據(jù)庫、電子電路、防爆本安電源、數(shù)字通訊、無線識別技術(shù)等方面。因此，在設(shè)計方案時，除了考慮其功能外，在穩(wěn)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。項目方案確定利用現(xiàn)有成熟的高速工業(yè)以太網(wǎng)加現(xiàn)場總線系統(tǒng)作為主傳輸平臺，開發(fā)相應(yīng)的井下人員跟蹤無線標(biāo)識閱讀器、人員無線標(biāo)識卡等設(shè)備與系統(tǒng)掛接，通過井下人員跟蹤無線標(biāo)識閱讀器及考勤管理專用軟件與主系統(tǒng)以標(biāo)準的專用數(shù)據(jù)庫進行后臺數(shù)據(jù)交換從而實現(xiàn)井下作業(yè)人員的跟蹤定位和安全管理。系統(tǒng)總體設(shè)計主要體現(xiàn)在以下方面。

(1)實現(xiàn)礦井下作業(yè)人員進出的有效識別和監(jiān)測監(jiān)控，使管理系統(tǒng)充分體現(xiàn)“人性化、信息化和高度自動化”，實現(xiàn)數(shù)字礦山的目標(biāo)。

(2)為礦山管理人員提供人員進出限制、考勤作業(yè)、井下人員分布位置等多方面的管理信息，一旦發(fā)生安全事故，通過該系統(tǒng)可探測事故現(xiàn)場作業(yè)人員數(shù)量及其人員分布位置，為制定搶險救災(zāi)和安全救護方案提供更準確依據(jù)，提高搶險救災(zāi)和安全救護工作效率，為安全生產(chǎn)提供有力的技術(shù)保障。

4.1 各個中段基站及動態(tài)識別器布置

(1)260中段9個點。① 井口：布置于井口670m處，主要監(jiān)測下井人員出入情況；② 巷道：布置于巷道1 260m處，主要監(jiān)測下井人員出入情況；③ 018線岔道口：布置于岔道口前20m，主要監(jiān)測260主道方向和018斜井方向的人員出入情況，該點有光纖傳輸；④ 012線岔道口：布置于012斜井絞車房出入口前10m，主要監(jiān)測260主道方向、012斜井方向和012斜井絞車房的人員出入情況，該點有光纖傳輸；⑤ 05線岔道口：布置于岔道口前5m，主要監(jiān)測260主道方向、05線方向、04線斜井方向的人員出入情況，距該點130m有260空壓機房光纖傳輸機柜；⑥ 2線豎井岔道口：布置于岔道口前5m，主要監(jiān)測260主道方向、豎井方向的人員出入情況，距該點100m有豎井口光纖傳輸機柜；⑦ 12線岔道口：布置于岔道口前10m，主要監(jiān)測260主道方向、12線斜井方向的人員出入情況，距該點30m有光纖傳輸機柜；⑧ 12線斜井頭：布置于斜井頭前10m，主要監(jiān)測260主道方向、12線斜井方向的人員出入情況，距該點80m有F1基站；⑨ 380斜井頭：布置于入口處，主要監(jiān)測下井人員從380斜井頭出入情況，距該點280m有380斜井腳光纖傳輸機柜。

(2)180中段1個點。2線豎井岔道口：布置于岔道口前20m，主要監(jiān)測180主道方向和2線豎井方向的人員出入情況。

(3)138中段3個點。① 2線豎井岔道口：布置于岔道口前20m，主要監(jiān)測138主道方向和2線豎井方向的人員出入情況；② 9線斜井調(diào)車場：布置斜井頭調(diào)車場位置，主要監(jiān)測調(diào)車場方向的人員出入情況；③ 12線調(diào)車場：布置于12線調(diào)車場138主道岔道口前10m，主要監(jiān)測138主道方向、12斜井方向人員出入情況。

(4)100中段3個點。① 2線豎井岔道口：布置于岔道口前20m，主要監(jiān)測100主道方向和2線豎井方向的人員出入情況；② 1線岔道口：布置岔道口處，主要監(jiān)測該方向人員出入情況；③ 09線調(diào)車場：布置于09線調(diào)車場100主道岔道口前10m，主要監(jiān)測100主道方向、012斜井方向人員出入情況。

(5)60中段5個點。① 5線斜井岔道口：布置于岔道口前20m，主要監(jiān)測5線斜井調(diào)車場方向和2線豎井方向的人員出入情況；② 011線斜井底：布置于斜井底20m處，主要監(jiān)測該方向的人員情況；③ 012線斜井岔道口：布置于012斜井出入口前10m，主要監(jiān)測012斜井方向、01水泵房方向人員出入情況；④ 9線岔道口：布置于岔道口前5m，主要監(jiān)測60主道方向、9斜井方向的人員出入情況；⑤ 6線岔道口：布置于岔道口處，主要監(jiān)測該方向的人員出入情況。

(6)20中段2個點。① 012線斜井腳：布置于岔道口前20m，主要監(jiān)測20主道方向和012線斜井方向的人員出入情況；② 011線斜井腳：布置于岔道口前20m，主要監(jiān)測20主道方向和011線斜井方向的人員出入情況。

各個中段基站及動態(tài)識別器布置具體見表1。

4.2 人員定位及無線通信點布置

各主要中段人員定位及無線通信點布置見圖2～圖4。

5 傳輸方式

井下基站全部采用兩芯光纖以樹形架構(gòu)連接，KT160- F1型礦用基站具備3個以太光口(1進2出)，1個以太RJ45電口。KT160- F2具備2個以太光口(1進1出)，2個以太RJ45電口。傳輸距離不受限制，組網(wǎng)方式多樣，配置靈活。每個基站具備一個RJ45電口，可供人員定位等其他系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)信號接入，靈活方便。主傳輸線路采用光纜傳輸，A型和B型基站用于無線通訊的信號傳遞做到井下大巷全覆蓋，保證WIFI手機的通話質(zhì)量；同時B型基站獲取到標(biāo)識卡的信息傳給A型基站，A型基站通過主干光纖將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛嬷行恼尽?/p>

表1 各個中段基站及動態(tài)識別器布置

圖2 260中段人員定位及無線通信點布置平面圖

圖3 60中段人員定位及無線通信點布置平面圖

圖4 20中段人員定位及無線通信點布置平面圖

6 結(jié)語

經(jīng)過4個多月的布線和設(shè)備安裝，在2012年12月完成了古益礦人員定位和無線通訊系統(tǒng)的安裝和運行。系統(tǒng)在運行期間很好地解決了下井后遇到突發(fā)派班情況找不到人的問題，同時在有信號的地方可以直接聯(lián)系地面值班室，更好地為安全生產(chǎn)提供有力的保障。

Installation scheme study of personnel positioning and wireless communication system in Guyi mine

As one part of mine six systems in mining process the personnel positioning and wireless communication system can guarantee mine safety production, and it is significant to mine production. Rational design and installation of personnel positioning and wireless communication system according to mine actual situation made the system reasonable and practical.

personnel positioning system; wireless communication system; mine safety production

TD679

A

張震文(1984-)，男，廣西蒼梧人，工程師，從事礦山安全技術(shù)管理工作。