、应用背景

煤炭工业是我国当前安全生事故多发的重点行业，仅2009年遇难人数超过10人以上的事件就有：

2009年2月22日，山西西山煤电集团屯兰煤矿南四盘区发生瓦斯爆炸事故，78人遇难；

2009年4月4日，黑龙江鸡西市鸡冠区天源公司金利煤矿井下发生透水事故，12人遇难；

2009年5月30日，重庆市綦江县同华煤矿发生特大瓦斯爆炸事故，30人遇难；

2009年6月17日，贵州黔西南州晴隆县中营镇新桥煤矿发生透水事故，16人遇难；

2009年9月8日，河南省灵宝市金源矿业公司王家峪矿井下发生火灾事故，13人遇难；

2009年9月9日，河南平顶山新华四矿瓦斯爆炸事故，54人遇难;

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中国煤矿的地质埋存条件复杂，高瓦斯矿井数量较多，开采自动化程度低，95%以上要靠井工开采，矿难频频发生。以2005年为例，原煤产量21.1亿吨，死亡5983人，百万吨死亡率为2.8l，几乎是美国的100倍（美国百万吨死亡率为0.03左右）。随着安全生产的意识和监控条件大大改善，死亡率呈逐年下降趋势，但2009年的百万吨死亡率仍高达0.892，死亡人数达到了2700人，依然是发达国家的几十倍。如何在提高产能的同时加强安全生产，一旦出现事故时能快速高效地进行搜救，从而降低死亡率是每一个矿区的管理者需要思考的问题。

目前，我国大中型煤矿已大量装备了各种煤矿安全生产监控系统，这些系统的应用改善了我国煤矿安全生产状况。但依然还普遍存在入井人员管理困难，井上人员不能及时了解井下人员的动态分布和作业情况。一旦事故发生，就无法准确定位井下人员的位置，难以进行及时可靠的抢救，安全救护的效率低，效果不理想。

、系统原理

井下人员定位系统是基于最新RFID（Radio Frequency Identification）技术、实时数据采集与传输方法，以及先进软件设计理念而开发的井下人员跟踪管理系统。井下人员定位系统通过建立一个完整、灵活和实时的跟踪管理体系，对井下作业人员的位置与分布、进出巷道的权限管理、生产计划的安排、生产物资的安全流动等进行动态跟踪控制，以实现井下管理的信息化和可视化，提高煤矿开采生产管理和作业安全的水平。

．1、功能实现

）井下生产人员和设备的跟踪功能

井下人员定位系统的高精度读卡器分布井下各主要场所、工作面和巷道等，当佩戴有电子识别卡的生产员工或设备通过读卡器的识别区域时，读卡器将接收到该电子识别卡的身份编号，并将该身份编码传输到井上监控中心。每个身份编码都是独一无二的，通过该身份编码，可识别每个入井出井员工或设备的移动轨迹，从而实现目标的跟踪与管理。井下人员定位系统实行主动式监测方式，被测目标无负担，识别距离远。井下工作人员无须增加携带装备，无须主动进行任何操作。

基于如上的技术设计，井下人员跟踪管理系统可以实现：

移动目标的跟踪：系统结合井下电子矿图，可以实时显示整个矿井以及各个盘区、煤层的人员的数量和分布；显示指定人员的移动路线；对指定人员进行定位和跟踪；查询特定人员在井下的位置。可以实时显示定位信息，也可以查询某一历史时刻的定位信息。

）生产人员的考勤与日常管理功能

生产考勤与人员管理：能够准确统计矿工人井、升井时间，并可按班次按部门生成日考勤、月考勤统计等报表。在每一班末，对当班人员进行清点，如发现有人员丢失则报警，以便值班人员核查；如果发现人员在井下工作超过规定时间，系统自动报警并给出相关人员的名单等信息，同时通过射频标签报警以便通知相关人员。当矿井发生紧急事件时，可以快速确定人员的位置，及时开展搜救工作。

．2、系统组成

井下人员定位系统采用RFID识别技术，识别载体由电子识别卡、读卡器组成。

电子识别卡

识别系统的数据载体，载有标签的身份编码（ID）信息；

读卡器

接收电子识别卡反射回的微波合成信号后，读取电子识别卡中的ID信息，然后将信息发送到地面监控中心； 

、系统组成

．1井下部分组成

井下部分实现员工或者设备身份编码数据的读取，并经防爆电缆实时传输到井上部分。

井下部分以防爆电缆作为主传输途径（CAN总线形式），主要由读卡分站、电子读卡器、防爆电源等组成。读卡分站固定安装在各主要巷道的进出口，汇总该读卡分站下读卡器的数据信息。电子读卡器安装在井下主要位置或危险位置，如交叉道口、工作面、危险场所(如盲巷、掘进头等)、地面主要出入口等需要监测的地方安装，不断地进行数据巡检和信号采集。整个井下系统以分布式形式安装，以保证系统的稳定性与可靠性。电子识别卡分为员工识别卡和设备识别卡。员工识别卡由员工随身佩戴（如安装员工的安全帽上、腰带或矿灯等），不需要附加携带设备，设备识别卡安装上下井需要监控的大宗设备或移动目标上，如车辆等。

．2井上部分

井上部分根据接收的各个员工和设备身份编码，匹配数据库中各身份编码对应的身份信息，如姓名、班组、工种等，并实时显示在监控屏幕上和存储在电脑数据库中备用。

井上部分以以太网为主要传输的途径，包括位于监控中心的数据库服务器、监控电脑、打印机等设备。数据库服务器存储了对应电子识别卡的人员姓名或设备名称、编组、班号、考勤记录等数据信息。通过实时采集到的电子识别卡信息，匹配记录在数据库服务器的个人和设备信息，可以实时地完成井下人员与设备的跟踪定位工作。利用局域网，也可以使安监局、矿务局以及相关的客户端（相关部门），实时了解井下人员和设备情况。

、系统流程

基本原理：

  当携带电子标签的员工或设备通过读卡器的识别区域时候，读卡器将会被激活，并将该读卡器的标识信息发送给读卡器；

  读卡器接受到个人信息后，经处理发送到上层的读卡分站；

  读卡分站实时地将数据信息通过防爆电缆传输到井上；

  监控动态接收到各个井下电子读卡器的信息，提取数据库中存储信息。管理人员可以实时看到监控目标的情况，对不同区域或待定目标进行锁定式监控，对受控人员与设备进行动态管理与调度。确保紧急情况下可以及时采取相应的应急措施。

  煤矿安全信息监控系统是一个集采集、输入、存储、检索、查询与分析空间数据于一体。通过账号授权形式，可以给不同的客户端进行授权，使各个相关部门能够了解特定组成员的活动轨迹。