资源描述：
KJ69J矿用人员管理系统 （UWB精确定位） 改造方案汇报 常州研究院常州研究院 目 录/CONTENTS 1背景 2技术先进性 3升级改造情况 常州研究院常州研究院 PART ONE 背景 相关背景系统概述 相关标准改造目标 常州研究院常州研究院 建设目标建设目标 事故预防事故预防 通过人员定位系统来规范巡检流程，保 障设备安全；危险区域、危险源、危险 行为预警；完成可视化管理以及大数据 分析等，再配合监测监控系统对现场环 境进行监测，通信联络系统的快速响应 可以做到防范和减少事故发生。 助力升级助力升级 事后响应事后响应 新技术、新装备、新要求的不断发展，系统设备老化及部分功能已不能满足新标准要求新技术、新装备、新要求的不断发展，系统设备老化及部分功能已不能满足新标准要求 通过人员定位系统清楚了解井下人员数 量及位置分布；结合报警系统，使得井 上、井下能及时沟通；遇异常限入行为 和轨迹，系统会自动报警。再结合供水 施救系统、压风自救系统、紧急避险系 统、通信联络系统来减少事故伤亡。 安全避险六大系统建设目标安全避险六大系统建设目标 常州研究院常州研究院 系统概述 精确 设备多样化 融合 智能巡检 区域 人员管理系统主要用于对矿井工作人员的定位、跟 踪，考勤，管理、搜救等。 定位、跟踪实时监测井下人员的数量、各区域人 员的分布及流动情况，对人员实现定位跟踪。 考勤、管理实时记录人员的上、下井时间、下井 次数、班次、迟到、早退等情况，形成考勤报表， 便于管理。 搜救当事故发生时，救援人员可根据井下人员定 位系统所提供信息，迅速了解有关人员的位置情况 ，及时采取相应的救援措施，提高应急救援工作的 效率。 常州研究院常州研究院 山东省政府发布山东省煤矿冲击地压防治办法（省政府令第325号） ，该办法自2019年9月1日起施行 2019 3 4 2 1 国家煤矿安全监察局关于印发煤矿井下单班作业人数限员规定试行 的通知 2018 煤矿安全规程（总局令第87号）（2016版）第四百四十三条中提出 “突出矿井应当采用本安型矿灯”。 2016 AQ6210-2007 煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件 AQ1048-2007 煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范 2007 相关标准 5 山东煤矿安全监察局关于印发的通知 2019年10月 常州研究院常州研究院 01 02 03 区域区域 定位定位 精确精确 定位定位 智能智能 融合融合 全矿全矿 井位井位 置服置服 务务 04 改造目标 常州研究院常州研究院 PART TWO 技术先进性 技术发展技术原理 精度演示 系统架构 常州研究院常州研究院 无线定位技术与定位测量方法关联示意图 常州研究院常州研究院 UWB精确定位技术 技术原理 UWB超宽带技术与传统通信技术有极大的差异，它不需要使用传 统通信体制中的载波，而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下 的极窄脉冲来传输数据，从而具有GHz量级的带宽。超宽带系统与 传统的窄带系统相比，具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安 全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。 频带为3.1-10.6GHz，带宽大于500MHz 时域上表现为时间极短＜2nS的脉冲 常州研究院常州研究院 UWB精确定位技术 无线定位测量方法是指分析接收到的无线电波信号的特征参数，然 后根据特定算法计算被测对象的位置。 基于AOA（Angle of Arriva, 到达角度定位）的定位算法 基于TOA（Time of Arriva, 到达时间定位）的定位算法 基于TDOA（Time Difference of Arriva, 到达时间差定位）的 定位算法 基于RSS（Received Signal Strength, 接收信号强度定位）的 定位算法 定位算法 常州研究院常州研究院 常州研究院常州研究院 TOA方法优势 定位精度最高 可以充分利用UWB超 宽带宽的优势 最能体现出UWB信号 时间分辨率高的特点。 常州研究院常州研究院 常州研究院常州研究院 常州研究院常州研究院 PART THREE 升级改造情况 改造内容改造情况 常州研究院常州研究院 0102030405060708 传 输 高 速 数 字 化 系 统 设 备 多 样 化 新 增 相 关 区 域 控 制 功 能 多 系 统 融 合 、 应 急 联 动 格 式 规 范 化 自 诊 断 及 电 源 管 理 功 能 加 强 数 据 应 用 分 析 0910 通 讯 和 存 储 加 密 使用维护使用维护 简单简单 增 强 抗 电 磁 干 扰 能 力 常州研究院常州研究院 1.传输高速数字化 人员定位系统从区域定位升级到精确定位后，覆盖方式由原来的重要区域 、岔道口信号覆盖，变成信号连续全覆盖。 1、将读卡器至地面中心站的RS485传输，升级为高速以太网数字传输， 实现低延时、高速率数据实时传输； 2、标识卡和接收器采用低功耗设计。 常州研究院常州研究院 标识卡低功耗设计 项目升级改造前升级改造后 最大电流230mA225mA 平均电流2.5mA0.5mA 待机时间7天35天 常州研究院常州研究院 接收器低功耗设计 项目升级改造前升级改造后 启动电流80mA42mA 工作电流38mA34mA 常州研究院常州研究院 2.增强抗电磁干扰能力 系统读卡器及无线接收器等设备采用抗干扰（EMC）技术设计，通过检 验机构EMC相关检验 3级电磁辐射抗扰度试验，评价等级为A； 直流电源与信号端口3级浪涌（冲击）抗扰度试验，评价等级为A。 3级脉冲群抗扰度试验，评价等级为A； 常州研究院常州研究院 抗电磁干扰 常州研究院常州研究院 3.系统设备多样化 读卡器 标识卡 常州研究院常州研究院 特色读卡器1 一体化基站 井下本安基站采用一体化、模块 化设计。配置灵活，维护便捷 定位模块（区域、精确） 无线模块（WIFI、4G） 交换机模块（IP设备接入） 常州研究院常州研究院 特色读卡器2 防碰撞探头 人员矿灯（标识卡）与车载探测 器相互发射电磁波，电磁波飞行 时间和光速的乘积计算出两者之 间的精确距离，根据3个以上距离 可以唯一确定矿灯（标识卡）的 坐标位置，系统将识别坐标所在 区域，并在探测器和矿灯（标识 卡）上给出双向声光告警信息， 并在需要时控制移动设备停机。 常州研究院常州研究院 特色标识卡 一体化装备 本安信息矿灯，节约成本，携带 方便 定位模块 矿灯 常州研究院常州研究院 4.新增相关区域控制功能 1、工作面限员管理功能有效管理工作面内巡检人员、工作人员，严控工作面人 数。顺槽口和工作面内配备LED显示屏和语音广播设备，实时显示顺槽和工作面内 人数，超限时触发语音广播报警。 2、绞车闭锁功能绞车在启动和工作状态下，工作区域内有人员（非操作人员） 进入时，绞车系统自动闭锁。 3、移动设备防撞人功能部署在掘进机、采煤机等采掘机车上的高精度防碰撞探 头，有效降低煤机事故带来的伤亡概率。 4、井口唯一性检测装置。 常州研究院常州研究院 工作面限员管理 工作面和顺槽内人数统计 巡检、工作人员管控 超员报警语音播报 超员报警记录查询 常州研究院常州研究院 工作面 16人 是否是 工作人员 工作面人数 16人16人 16人 人员超限 禁止进入 人员超限 禁止进入 常州研究院常州研究院 绞车闭锁功能 绞车自动闭锁 语音警示功能 绞车作业和非作业人员自动识别 常州研究院常州研究院 唯一性检测装置 通过基于机器学习的人脸识别技术 和基于空域滤波的定位标签卡检测 技术，构成井口唯一性监测装置。 不带卡 带多卡 替代卡 常州研究院常州研究院 5.多系统融合、应急联动 1、多系统的融合分为地面软件级融合和井下设备级融合。 地面软件级融合可实现人员定位、安全监测、IP广播、调度通信等系统的融合 ，实现各系统之间的设备信息、人员轨迹信息、考勤信息等方面的数据融合。 井下设备级融合可实现人员定位、环境监测、无线通信（4G/WIFI）等系统设 备的融合。 2、应急联动功能实现紧急情况下各系统之间的协同报警功能。可以和安全监测、IP 广播、调度通信等系统协同报警，并可针对不同的区域、设备、时间制定特定的报警 预案。 常州研究院常州研究院 常州研究院常州研究院 6.格式规范化 1.分站至上位机之间采用工业以太网或RS485传输。分站具有以太网 光口、以太网电口和RS485接口； 2.读卡器至分站采用RS485传输； 3.系统支持和集团公司、安监局等联网数据上传； 4.系统支持和安全监测、综合自动化等平台数据联网数据上传。 常州研究院常州研究院 7.自诊断及电源管理功能 （1）分站、读卡器、电源等设备及通信网络具备完善的自诊断功能， 并将状态实时上传至地面； 通信故障 电源故障 自动恢复 （2）电源管理功能 电池信息查询 电池维护放电管理 常州研究院常州研究院 通信故障 电源故障 自动恢复 常州研究院常州研究院 电源电池电压、电流、容量 电源输出电压、输出电流 电池健康状态 交直流供电状态 电池放电状态 放电剩余时间 对电池进行维护放电管理 常州研究院常州研究院 8.加强数据应用分析 具有大数据的分析与应用能力 相似轨迹及异常数据分析； 车辆速度监视； 多系统融合条件下的综合数据分析； 与安全监控系统检查分析工具对接数据。 常州研究院常州研究院 常州研究院常州研究院 9.通讯和存储加密 为保障人员定位系统传输层的数据库安全，系统多级采用相关非对称加密算法， 防止硬件设备和嵌入式程序的非法克隆。关键数据进行加密存储，防止定位轨迹 和考勤数据的非法篡改。 定位卡嵌入式程序授权加密。 无线空中协议加密。 关键数据加密存储。 分站嵌入式程序授权加密。 常州研究院常州研究院 10.使用维护简单 设备即插即用，实时设备故障诊断； 电源小型化，输入电压自适应，供电时间长； 移动信息发布，Web信息发布，方便查看； 软件友好、方便使用。 常州研究院常州研究院 系统具备三维展现功能，地面中心站实时展示各水平、各采区、各工作面人员信息， 具有精确三维坐标GIS平台，展现精确位置信息。 三维展现功能 常州研究院常州研究院 企业愿景企业愿景 世界一流，国内第一，智能矿山引领者 企业使命企业使命 科技保障矿山安全，智慧提升矿山效率 核心价值观核心价值观 诚信 和谐 实干 担当 微信扫描二维码 了解天地（常州）官方信息 谢 谢 天地（常州）伴您一起发展
展开阅读全文
