煤矿井下人员定位管理系统技术分析

煤矿井下人员定位管理系统技术分析

王建宇

1中煤科工集团沈阳研究院有限公司，辽宁 抚顺 113122  2煤矿安全技术国家重点实验室 ，辽宁 抚顺 113122

摘要：煤矿工作的环境比较复杂且恶劣，存在许多安全隐患，直接威胁着井下工作人员的人身安全。所以为了做好安全管理工作，煤矿企业需要认识到定位管理系统的重要性。通过这一系统，能够实现对煤矿井下员工的考勤管理，同时实时获取井下人员的位置。在目前科技不断发展与进步的背景下，应当不断去探索与研究全新的技术手段，完善定位管理系统的功能与使用效果，进而为煤矿企业的安全生产提供全面保障。

关键词:煤矿；井下人员；定位管理系统；定位技术；

   定位管理系统将会给煤矿安全管理工作提供良好的支持与帮助。根据当前市面上的人员定位系统去分析，其中还存在着许多有待完善的问题，包括了定位精度较差，无线通信可靠性较低等问题，无法达到煤矿井下安全管理的基本需求。在这一背景下，应当研究全全新的技术，促使定位管理系统的功能得到进一步的完善与提升，进而取得良好的管理成果。

1. 煤矿井下人员定位管理系统分析 

1.1系统结构

煤矿井下人员定位管理系统主要是煤矿安全生产综合监控系统的组成部分，最主要的作用就是提升煤矿安全管理水平与成效，促使煤矿安全生产。人员定位管理系统结构除了基本的标识卡与读卡器之外，还有地面中心站与人员定位分站。

1.2系统功能

1.2.1采集功能

通过人员定位分站能够对指定范围内的井下人员以及井下员工位置信息进行采集工作，进而能够将采集到的信息实时传输给管理技术计算机，进而能够做好井下人员信息的采集与传输工作。

1.2.2考勤

通过人员定位分站实现对井下工作人员的考勤。其可以收集到人员入井与出井的卡号信息，掌握与卡号对应的人员出入井情况与时间信息。除此之外，还能够将收集到的信息传送到对应的考勤管理系统，通过对应的信息处理后，使整个考勤管理呈现出自动化的特点[1]。

1.2.3储存、查询与打印

在标识卡中，信息能够通过计算机实时储存，记录一年以上时间的相关信息，促使信息的利用率显著提升。与此同时也应当利用计算机对标识卡内的信息进行查询，将需要的信息打印出来。

1.2.4人机对话

人机对话是人员定位管理系统的重要功能，在一定程度上使工作互动更加便捷，促使人员定位系统应用的有效性显著提升。例如，可以利用软件管理供能直接调用菜单，也可以通过菜单进行打印输出，设置人员定位发展的地址码与安装地点。

1.2.5备用电源

不管是地面监控中心还是井下人员定位分站，为了使井下人员定位管理系统持续稳定的运行，应当设置备用电源，进而才能够在电源缺失的情况下使整个系统持正常运行。备用电源能够在电源缺失的情况下给系统提供两个小时以上的供电能力，在主电源恢复后，撤出备用电源[2]。

1.2.6主机与备机结合

主机与备机结合与电源设置的目的一致，能够为系统持续稳定的运行提供良好的支持与帮助。通过主机--备机切换，保证在主机运行出现故障时利用备机维持运行。

2. 煤矿井下人员定位管理系统技术分析

     2.1数据采集器硬件设计

在煤矿单位井上，数据采集器主要就是通过CAN总线网路实现对井下数据的采集，在这一基础上进行数据存储工作，做好监控管理中心通讯工作。因为井上监控管理中心上位机软件需要在计算机的支持下运行，无法通过CAN总线接收数据，因此应当设置一个数据采集器实现对CAN总线数据的采集工作[3]。在这一基础上利用数据采集器数据传输接口与井上监控管理中心做好对应的数据传输工作，使整个数据上传工作顺利完成。

2.2射频读写器程序设计

射频读写器作为系统的重要组成部分，是现场总线系统，其主要是完成对电子标签卡信息数据的获取与上传。在射频读写器信号的覆盖范围之内，如果出现电子标签卡，则直接进入到了有卡处理子阶段，射频读写器能够唤醒对应的电子标签，保证射频读写器对电子标签的识别与数据交换。在此过程中，主要就是通过网络节点形式分布在煤矿井下的各个观测点，实现对井下阻燃通讯电缆连接的灵活运用，最终可以利用数据接口与工控机完成现场总线网络[4]。

2.3RS485总线的网络组态设计

RS485总线网络主要就是通过主从式的总线结构，使主机与下位机通过自定义的方式实现主从式通信协议，而下位机地址利用循环编码。在这一系统中，数据接口为主机，射频读卡器为下位机。在主从式总线结构下，机利用程序管理功能的过程中，应当向主机提出对应的申请，在得到批准后，才能够使用这一功能，所以，主从式总线各个通信的重点应当同步。

2.4CAN总线的网络组态设计

设计CAN总线穿行网络应当综合考虑与分析网络拓展容易，在此过程中增删节点方便且成本较低等问题。CAN主要是多主方式、全双工工作，通过一个节点发送消息，多个节点接受消息。总而言之，CAN 总线支持在数据工作方式，消息能够随时随地的发送到空闲的总线上，被其他的节点接收，在这一基础上进行全面的分析与判断，来决定是否继续运用这一消息

[5]。

3.结束语

   根据上述文章叙述，在当前社会不断发展与进步的背景下，煤矿企业得到了良好的发展。然而井下工作的环境比较恶劣，对应的工作强度比较大，如果无法做好安全管理工作，容易出出现一些事故，给经济以及人身造成严重影响。所以煤矿企业应当针对研究人员定位管理系统，实现对关键技术的灵活运用，提升系统的性能，进而实现安全生产。

参考文献：

[1]陈伟.基于可见光与成像通信技术的煤矿人员精确定位方法[J].煤矿安全,2019,50(12):114-117.

[2]崔丽珍,王子琤,吴迪,高丽丽.煤矿井下基于RSSI的多维标度定位算法[J].煤矿安全,2017,48(06):108-111.

[3]龙佳,张然,闫玉萍,张申.基于nanoPAN5375的煤矿井下一维目标跟踪定位系统[J].煤矿安全,2017,48(02):105-108.

[4]戴剑波.基于人员定位系统的煤矿安全管理平台设计[J].煤矿安全,2015,46(09):126-129.

[5]李晓刚.基于煤矿人员定位系统的寻人定位仪设计[J].煤矿安全,2014,45(08):139-141.