1、采礦消費(fèi)中的無線電通信技術(shù) 一、井下無線電定位系統(tǒng)一概述由于井下采礦具有作業(yè)人員在井下流動(dòng)性大、地面人員難以及時(shí)掌握井下人員分布和作業(yè)進(jìn)展情況以及下井后就無法確切地知道他們所處位置等特點(diǎn)，礦井一旦發(fā)生透水、火災(zāi)等事故時(shí)地面工作人員因不能實(shí)時(shí)理解井下情況，會(huì)給搶險(xiǎn)救災(zāi)工作帶來極大的困難。特別是在突發(fā)冒頂和人員被埋的緊急情況下，由于人工描繪不清或不能及時(shí)準(zhǔn)確、自動(dòng)探測被埋人員的準(zhǔn)確位置，在低效率的管理形式下喪失珍貴生命的有效搶救時(shí)間。井下定位系統(tǒng)的核心識(shí)別設(shè)備采用具有國際先進(jìn)程度的SUPER-RFID技術(shù)，它可以及時(shí)、準(zhǔn)確地將井下各個(gè)區(qū)域人員及設(shè)備的動(dòng)態(tài)情況反映到地面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使管理人員可以隨時(shí)

2、掌握井下人員、設(shè)備的分布狀況和每個(gè)礦工的運(yùn)動(dòng)軌跡，以便于進(jìn)展更加合理的調(diào)度管理。當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，救援人員也可根據(jù)井下人員及設(shè)備定位系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)、圖形，迅速理解有關(guān)人員的位置情況，及時(shí)采取相應(yīng)的救援措施，進(jìn)步應(yīng)急救援工作的效率。二無線射頻識(shí)別RFID技術(shù)無線射頻識(shí)別RFID技術(shù)，是一種電子標(biāo)簽或者無線標(biāo)簽，利用無線射頻通信實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。RFID已經(jīng)在日常生活中得到廣泛的應(yīng)用，RFID的開展得益于芯片技術(shù)、無線技術(shù)、無線通信技術(shù)、數(shù)據(jù)交換與編碼技術(shù)、信息化處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的綜合開展。RFID標(biāo)簽具有體積小、容量大、壽命長、可重復(fù)使用等特點(diǎn)，可支持快速讀寫、非可視識(shí)別、

3、挪動(dòng)識(shí)別、多目的識(shí)別、定位及長期跟蹤管理。本錢的節(jié)約和效率的提升，促使RFID技術(shù)成為各個(gè)行業(yè)實(shí)現(xiàn)信息化的重要切入點(diǎn)。近年來，隨著在物流、制造、公共信息效勞等行業(yè)的廣泛應(yīng)用，RFID技術(shù)自身的產(chǎn)業(yè)化也在穩(wěn)步開展之中，在行業(yè)中的應(yīng)用也日益廣泛和深化。同時(shí)，RFID技術(shù)開場與通信技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)交融，朝著構(gòu)建一個(gè)實(shí)現(xiàn)全球物品、人員信息實(shí)時(shí)共享的物聯(lián)網(wǎng)目的邁進(jìn)，而這也正是RFID產(chǎn)業(yè)長遠(yuǎn)開展的動(dòng)力所在。三將RFID應(yīng)用在礦井中的優(yōu)勢隨著科技的不斷開展，將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到井下作業(yè)中，既可以有效地防止重大事故的發(fā)生或者將損失減小到最低，又可以進(jìn)步消費(fèi)效率。我國現(xiàn)已有多家礦山企業(yè)開場嘗試RFID技術(shù)

4、，來實(shí)現(xiàn)井下作業(yè)管理，這就是在RFID射頻識(shí)別技術(shù)的根底上搭建的一條地面上下溝通的橋梁，使地面人員可以及時(shí)動(dòng)態(tài)地理解井下人員、車輛、設(shè)備的身份、分布以及作業(yè)情況，一方面可以應(yīng)用于井下平安管理，一旦有事故發(fā)生，地面人員可以準(zhǔn)確、及時(shí)、快速地進(jìn)展搶險(xiǎn)救災(zāi)、平安救護(hù)等等；另一方面還可以改善井下的消費(fèi)調(diào)度，通過動(dòng)態(tài)地獲取無軌運(yùn)輸設(shè)備的方位信息等，同時(shí)，該系統(tǒng)還具備人員考勤功能，亦可對進(jìn)出礦場的人員及車輛進(jìn)展身份識(shí)別，以保障礦場的消費(fèi)平安和財(cái)產(chǎn)平安。四井下定位系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理井下定位系統(tǒng)設(shè)備主要包括：中心站主機(jī)、數(shù)據(jù)通信效勞器、人員定位系統(tǒng)、無線射頻單元識(shí)別讀卡分站以及識(shí)別卡、礦用人員管理系統(tǒng)軟件、信

5、息傳輸接口、通訊電纜、礦用隔爆兼直流穩(wěn)壓電源等組成。目前國內(nèi)井下人員定位系統(tǒng)組成網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造大局部是采用的RS485遠(yuǎn)傳網(wǎng)絡(luò)，它具有接線簡單、傳輸間隔 遠(yuǎn)和可靠性高等特點(diǎn)。井下人員定位系統(tǒng)是根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況和要實(shí)現(xiàn)的功能，在礦燈收發(fā)處、礦井出入口、各個(gè)巷道分叉口和作業(yè)人員可能經(jīng)過的通道中安放假設(shè)干個(gè)無線標(biāo)識(shí)讀卡分站每一臺(tái)具有不同的ID號(hào)，將它們通過網(wǎng)絡(luò)連線與地面控制中心的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。每個(gè)井下作業(yè)人員攜帶的礦燈上安裝一個(gè)具有唯一標(biāo)示號(hào)的無線標(biāo)簽標(biāo)示號(hào)與標(biāo)簽攜帶人的身份、礦名、作業(yè)大隊(duì)和班組在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫里唯一對應(yīng)，當(dāng)作業(yè)人員出入井下時(shí)只要通過或接近安裝在通道內(nèi)任何一個(gè)標(biāo)識(shí)讀卡分站，基站即會(huì)自動(dòng)識(shí)別到

6、路過人的標(biāo)示號(hào)并立即上傳到地面控制中心的計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)程序?qū)o線標(biāo)簽的標(biāo)示號(hào)對應(yīng)到個(gè)人、無線標(biāo)識(shí)讀卡分站的ID號(hào)對應(yīng)井下的詳細(xì)位置、該基站返回的強(qiáng)度信號(hào)和確切時(shí)間等信息實(shí)時(shí)記錄到數(shù)據(jù)庫里，數(shù)據(jù)庫管理程序可以對庫里存放的信息很方便地進(jìn)展查詢、統(tǒng)計(jì)和生成報(bào)表等操作。如某個(gè)人目前所處位置的查詢、某區(qū)域的人員情況統(tǒng)計(jì)并在基于地形圖的背景上顯示出來、地面人員對井下人員呼叫、井下人員向地面人員報(bào)警、利用統(tǒng)計(jì)和報(bào)表生成功能構(gòu)成礦山考勤系統(tǒng)。除日常管理之外，最重要的是井下人員定位系統(tǒng)對現(xiàn)場緊急輔助救援工作具有不可替代的作用，萬一井下發(fā)惹事故或?yàn)?zāi)難，可在電腦上立即查出事故地點(diǎn)的人員數(shù)量和事發(fā)后人員的動(dòng)態(tài)分布情況

7、，考慮現(xiàn)場環(huán)境等多種因素，為及時(shí)組織救援在極短的時(shí)間提供準(zhǔn)確和科學(xué)可靠的決策根據(jù)。從而防止了傳統(tǒng)人工方式傳遞信息的低效率、不準(zhǔn)確、救援的盲目性和冒險(xiǎn)性，為有效地組織救援贏得珍貴的生命時(shí)間，使災(zāi)難的危害降到最小提供非常重要的不可替代的決策支持。二、井下定位系統(tǒng)功能井下人員定位系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)的根本功能如下：一通過礦區(qū)圖形信息作為用戶界面可以實(shí)時(shí)顯示和查詢井下情況。二任何時(shí)間段計(jì)算機(jī)由記錄的井下全部或某個(gè)識(shí)別讀卡分站范圍有多少人。三每個(gè)人在井下任一時(shí)間用表格方式表示的活動(dòng)軌跡。四查詢一個(gè)人當(dāng)前的實(shí)際位置，查詢一組人當(dāng)前的實(shí)際位置。五地面人員對井下人員呼叫或井下人員向地面人員報(bào)警，方便調(diào)度中心快速 聯(lián)絡(luò)

8、該人員和出現(xiàn)緊急情況時(shí)及時(shí)組織救援。六井下人員在井下超過工作和升井時(shí)間自動(dòng)向地面值班人員報(bào)警，便于管理者及時(shí)查明原因和組織搜救。七查詢相關(guān)人員在任一識(shí)別讀卡分站的到/離時(shí)間和工作時(shí)間等信息，用于催促和落實(shí)重要巡查人員按時(shí)準(zhǔn)點(diǎn)到位進(jìn)展各項(xiàng)數(shù)據(jù)的測試處理，從制度和技術(shù)手段上杜絕人為因素而造成的相關(guān)事故隱患。八井下人員總?cè)藬?shù)在巷道中的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)分布圖，計(jì)算機(jī)程序管理背景是根據(jù)井下的實(shí)際現(xiàn)場情況制作的礦區(qū)巷道地理圖，井下人員分布情況可生動(dòng)形象地顯示在屏幕上。九數(shù)據(jù)庫操作管理界面采用具有權(quán)限管理的基于局域網(wǎng)形式，可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)共享供多個(gè)用戶同時(shí)在不同地點(diǎn)查看。十自動(dòng)統(tǒng)計(jì)算出各類人員井下的各類報(bào)表月報(bào)、周報(bào)和日

9、報(bào)，假如需要的話可以隨時(shí)生成，如消費(fèi)作業(yè)人員出入井時(shí)間表、出勤報(bào)表、加班報(bào)表、統(tǒng)計(jì)管理人員的巡查情況報(bào)表、請假和缺勤報(bào)表等，假設(shè)有必要還可與工資報(bào)表系統(tǒng)提供軟件接口。十一參觀訪問人員所處位置實(shí)時(shí)監(jiān)測，是否按要求到達(dá)指定區(qū)域或已進(jìn)入危險(xiǎn)地帶。十二一旦發(fā)惹事故，能及時(shí)查出有多少人遇險(xiǎn)，遇險(xiǎn)人員在哪里和確定他們的身份。十三搶險(xiǎn)救援時(shí)采用手持挪動(dòng)搜救器，快速準(zhǔn)確地識(shí)別遇險(xiǎn)人員被埋人員詳細(xì)地點(diǎn)、深度和方位，及時(shí)搶救有生還可能的人員，明顯進(jìn)步搶險(xiǎn)效率和救援效果。十四可實(shí)現(xiàn)井下設(shè)備管理包括井下車輛和其他重要挪動(dòng)設(shè)備的實(shí)時(shí)位置識(shí)別等。三、井下定位系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)一使用全球開放的ISM頻段，無須申請和付費(fèi)。二多功

10、能：實(shí)現(xiàn)了井下人員實(shí)時(shí)跟蹤定位、輔助考勤、軌跡查詢等重要平安管理功能。三高容量：在井下可包容數(shù)百個(gè)礦用型讀卡器，以及大型礦業(yè)數(shù)萬員工同時(shí)使用標(biāo)識(shí)卡。四無線標(biāo)簽與讀卡分站之間可實(shí)現(xiàn)雙向高速數(shù)據(jù)交換，透明/加密傳送數(shù)據(jù)和信息，即應(yīng)用靈敏又保證了數(shù)據(jù)平安，為在人員定位網(wǎng)上擴(kuò)展挪動(dòng)數(shù)據(jù)采集、地面井下雙向信息交換和挪動(dòng)瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)提供了平臺(tái)支持。五多種技術(shù)集成：系統(tǒng)集成了RFID技術(shù)、無線數(shù)據(jù)傳輸、總線傳輸?shù)?。六定位系統(tǒng)可以向目的發(fā)出呼叫信息，如一般呼叫、緊急呼叫、撤離呼叫等信息；可以呼叫一個(gè)特定目的，也可以呼叫多個(gè)目的群呼；信息可以在第一時(shí)刻立即傳到達(dá)每一個(gè)人，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信息傳遞。緊急情況下，井下人員還

11、可以通過便攜式卡向系統(tǒng)發(fā)出呼救信號(hào)，從而得到其別人員的及時(shí)救助。七通過系統(tǒng)采集井下人員的分布情況，支持事故后準(zhǔn)確地判斷人員所處位置，為施行應(yīng)急救援創(chuàng)造有利條件。四、井下定位系統(tǒng)作為輔助救援必要性眾所周知，國內(nèi)礦山企業(yè)事故時(shí)有發(fā)生，如何加強(qiáng)平安消費(fèi)和平安監(jiān)視工作力度，當(dāng)災(zāi)難降臨后如何進(jìn)步救援和搜救工作效率，這類問題涉及國家、企業(yè)和個(gè)人的切身利益，涉及建立和諧社會(huì)維護(hù)安定團(tuán)結(jié)場面的大事。因此，國家各級(jí)主管部門和企業(yè)指導(dǎo)應(yīng)該盡一切可能將這類問題解決好。井下人員定位系統(tǒng)對現(xiàn)場緊急輔助救援工作具有不可替代的作用，萬一井下發(fā)惹事故或?yàn)?zāi)難，可在電腦上立即查出事故地點(diǎn)的人員數(shù)量和事發(fā)后人員的動(dòng)態(tài)分布情況，考慮現(xiàn)場環(huán)境等多種因素，為及時(shí)組織救援在極短的時(shí)間提供準(zhǔn)確和科學(xué)可靠的決策根據(jù)。從而防止了傳統(tǒng)人工方式傳遞信息的低效率、不準(zhǔn)確、救援的盲目性和冒險(xiǎn)性，為有效地組織救援贏得珍貴的生命時(shí)間，使災(zāi)難的危害降到最小提供非常重要的不可替代的決策支持。井下人員定位系統(tǒng)是整個(gè)礦山行業(yè)平安消費(fèi)和穩(wěn)定開展的需求，它可以進(jìn)步平安消費(fèi)和現(xiàn)代化管理程度，在災(zāi)害輔助救援時(shí)發(fā)揮重要作用。盡管目前井下人員定位系統(tǒng)還不像瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)那樣已成行業(yè)的強(qiáng)迫標(biāo)準(zhǔn)，但科學(xué)技術(shù)進(jìn)步是礦山行業(yè)平安消費(fèi)開展的必由之路，相信在不遠(yuǎn)的將來，它的技