基于工業(yè)以太網(wǎng)人員管理系統(tǒng)的應用研究

【摘 要】本文介紹了基于工業(yè)以太網(wǎng)的礦井人員管理系統(tǒng)應用。通過該技術，能夠使井下及地面信息中心進行聯(lián)系，實現(xiàn)人員的實時監(jiān)控，對礦井救援和演習具有積極的實用價值。

【關鍵詞】工業(yè)以太網(wǎng)；人員管理系統(tǒng)；人員信息三對照

1前言

義煤公司千秋煤礦建于1955年，設計生產(chǎn)能力為60萬噸/年，在1980年核定能力為120萬噸/年。至今已開采50余年，眾所周知，進入21世紀以來，全球制造業(yè)正在進行一場前所未有的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、信息化的改革浪潮。我國能源主體的煤炭行業(yè)作為典型的連續(xù)流程制造業(yè)，在經(jīng)濟形勢取得好轉(zhuǎn)以后，也開始了新一代信息化礦井的建設步伐。面對新形勢、新機遇和新挑戰(zhàn)，國家各級主管部門的領導對安全生產(chǎn)工作提出了很高的要求和期望?！笆晃濉逼陂g，煤炭工業(yè)電子信息化建設在“十五”發(fā)展的基礎上，圍繞煤炭工業(yè)改革發(fā)展的戰(zhàn)略任務，以信息和知識資源的開發(fā)利用為核心，結(jié)合煤炭工業(yè)實際需要，重點進行煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)測監(jiān)控、自動控制與企業(yè)管理系統(tǒng)等方面的信息化建設工作，已納入安全生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)營管理日程。系統(tǒng)具有多種靈活的配置方式，能夠適應各種規(guī)模的礦井，系統(tǒng)每一部分均可獨立運行，可根據(jù)實際需要構(gòu)成合理、經(jīng)濟的監(jiān)控系統(tǒng)，并可兼容現(xiàn)有的大多數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)。

隨著煤礦企業(yè)對安全生產(chǎn)的日益重視，入井人員的管理越來越重要。礦井人員管理系統(tǒng)就是為了滿足這種需求而專門開發(fā)的。系統(tǒng)采用先進的遠距離無線射頻識別技術和遠程通訊技術，由地面管理計算機及軟件、人員定位分站、人員標識卡及動態(tài)目標識別器等組成?？蓪崿F(xiàn)對礦井入井人員的實時監(jiān)測、跟蹤定位、軌跡回放、考勤統(tǒng)計、報表查詢等功能。

2系統(tǒng)組成

人員管理系統(tǒng)主要由監(jiān)控計算機、系統(tǒng)軟件、檢卡顯示器、人員定位分站、動態(tài)目標識別器、人員標識卡、避雷器和傳輸平臺等組成。

監(jiān)控主機：負責整個系統(tǒng)設備及人員檢測數(shù)據(jù)的管理、分站實時數(shù)據(jù)通訊、統(tǒng)計存儲、屏幕顯示、查詢打印、畫面編輯、網(wǎng)絡通訊等任務。

系統(tǒng)軟件：完成人員信息編碼采集、識別、加工、顯示、存儲、查詢和報表打印。

傳輸平臺：系統(tǒng)適應多種傳輸平臺：①適應礦井工業(yè)以太冗余環(huán)網(wǎng)綜合信息傳輸平臺（工業(yè)以太環(huán)+現(xiàn)場總線）；②RS485/DPSK獨立傳輸平臺；③可以兼容用戶現(xiàn)有KJ90監(jiān)控系統(tǒng)傳輸平臺。

人員定位分站：通過與動態(tài)目標識別器的有線通訊，實時獲取人員編碼數(shù)據(jù)（可本地顯示）。

動態(tài)目標識別器：接收標識卡發(fā)出的無線人員編碼信號。

人員標識卡：承載唯一的人員編碼信息，當被無線信號激活后，將編碼數(shù)據(jù)發(fā)送給動態(tài)目標識別器。人員標識卡有礦帽式、礦燈式、胸卡、腰卡等四種方式。根據(jù)系統(tǒng)在煤礦的現(xiàn)場使用情況反饋，便于對人員標識卡的管理，本方案推薦選用礦帽式人員標識卡，用戶也可根據(jù)實際需要進行選擇。

3系統(tǒng)原理

人員隨身攜帶的標識卡進入動態(tài)目標識別器工作區(qū)域被激活后（未進入動態(tài)目標識別器工作區(qū)域標識卡不工作——處于休眠狀態(tài)），即將人員編碼加密信息發(fā)射出去；動態(tài)目標識別器接收到標識卡發(fā)來的無線信號，經(jīng)分站接收處理后，提取出人員編碼相關信息，經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸平臺送至地面監(jiān)控計算機，完成礦井人員自動跟蹤定位管理和考勤。

4主要功能

4.1對井下人員可實時跟蹤監(jiān)測，位置自動顯示。

4.2可實時跟蹤查詢、打印當前及某時間段井下人員數(shù)量、活動軌跡及分布情況。

4.3在人員出、入井口設置檢卡器，用于檢測入井人員標識卡的完好性以及每位下井人員攜帶1張卡唯一性檢測功能。

4.4目標識別器和標識卡具有完全獨立的發(fā)射與接收部件，其核心技術均由嵌入式微處理器和嵌入式軟件組成。

4.5標識卡采用高級嵌入式微處理器，在嵌入式軟件的控制下，實現(xiàn)睡眠、喚醒、解碼、編碼、通信及信息碰撞處理等功能。

4.6標識卡超低能耗設計，并采用間歇式工作方式，可使用3年以上。

4.6系統(tǒng)能方便實現(xiàn)識別范圍的調(diào)整，識別距離0～200米可調(diào)。

4.7系統(tǒng)能可靠識別靜態(tài)或≤80Km/h的高速移動目標。

4.8單臺目標識別器可瞬間同時識別200個以上的人員標識卡。

4.9乘車出入的工作人員無需下車，在車輛進入監(jiān)測區(qū)域后，就可自動完成人員定位及考勤功能。

4.10識別區(qū)域無方向性、無盲區(qū)，對人體沒有傷害。

4.11井下人員跟蹤定位分站與地面中心站失去聯(lián)系時，分站仍能獨立工作，自動存儲人員監(jiān)測數(shù)據(jù)，當通訊恢復后監(jiān)控主機可提取數(shù)據(jù)自動完成數(shù)據(jù)修復。

4.12系統(tǒng)在進行實時數(shù)據(jù)采集時，可進行記錄、顯示、查詢、編輯、人工錄入、網(wǎng)絡通信等。

4.13系統(tǒng)中心站及網(wǎng)絡終端可以聯(lián)網(wǎng)運行，使網(wǎng)上所有終端在使用權限范圍內(nèi)都能共享監(jiān)測信息，查詢各類數(shù)據(jù)報表。

4.14門禁功能。根據(jù)需要在煤礦井下限制員工進入特殊區(qū)域。如果有未經(jīng)許可人員接近該區(qū)域可發(fā)出聲光報警信號，同時地面監(jiān)控主機也會發(fā)出報警信號。

4.15報警功能?？梢詫ο戮藛T限制出入時間及地點，如果超過授權時間或進入未經(jīng)授權的地點都會觸發(fā)報警設備發(fā)出警示，以便控制人員迅速做出反映，采取安全措施。

4.16系統(tǒng)可自動生成人員信息數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)考勤作業(yè)的統(tǒng)計與管理等方面的報表資料，提高管理效益。

4.17礦井一旦發(fā)生安全事故，監(jiān)控中心在第一時間內(nèi)可以知道被困人員的基本情況，便于事故救助工作的開展。

4.18系統(tǒng)具有人員活動軌跡再現(xiàn)功能。

4.19分站具有漢字液晶顯示人員編碼和時鐘功能，可用遙控器查詢記錄。

5結(jié)論

基于工業(yè)以太網(wǎng)建成的礦井人員管理系統(tǒng)，使礦井井下的人員信息與地面信息中心實現(xiàn)了遠程監(jiān)控，可以實時掌握井下人員信息分布，對礦井的緊急救援和避災演練具有積極的作用，值得推廣應用。

參考文獻：

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[2]萬國軍.基于工業(yè)以太網(wǎng)的礦區(qū)井下作業(yè)人員定位系統(tǒng)設計[J].煤礦安全，2014.01.

[3]李國防.基于以太網(wǎng)的煤礦人員管理系統(tǒng)應用分析[J]工礦自動化，20011.6.

作者簡介：

李大鋒（1980～），男，2008年7月畢業(yè)于廈門大學自動化專業(yè)，碩士研究生。研究方向：智能計算、機器學習和數(shù)據(jù)挖掘；目前在義煤公司千秋煤礦機電科從事礦井自動化工作。endprint