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UWB煤矿定位系统

1、UWB煤矿定位系统简介
  煤矿定位管理系统也叫做矿山人员定位管理系统或者矿井定位系统一般集人员考勤、区域跟踪定位、日常管理、轨迹追溯、电子围栏为一体的综合性运用系统。每个矿工携带一个UWB标签,在矿山作业时能为预先安装在矿道内的定位基站,定位基站采集人员的移动位置信息,并上传到定位引擎系统进行计算和呈现,使管理人员能够随时掌握人员的运动轨迹,以便于进行合理的调度管理。一旦意外事故发生,救援人员可根据该系统所提供的人员分布数据、图形,迅速了解有关人员的精确位置情况,及时采取相应的救援措施,提高应急救援工作的效率。目前该系统已经逐步从人员识别扩展到设备识别等方面。

2、UWB煤矿定位系统方案设计
  矿山人员定位(煤矿定位)管理系统包括定位标签、定位基站UWB腕带、定位引擎、大数据平台等。因此,在设计方案时,除了考虑其功能外,在稳定性、可靠性、抗干扰能力、容错能力及异常保护等方面也进行了充分考虑。项目方案采用现有成熟的以太网和POE供电的方式为主传输平台,和相应的定位基站、人员UWB定位标签等设备与系统挂接,通过将采集的定位标签的位置信息进行后台数据交换从而实现作业人员的跟踪定位和安全管理。系统总体设计主要体现在:
  实现矿山作业人员进出的有效识别和监测监控,使管理系统充分体现“人性化、信息化和高度自动化”,实现数字化矿山/隧道人员管理的目标。
  为矿山管理人员提供人员进出限制、考勤作业、监测监控、轨迹图、电子围栏、位置告警等多方面的管理信息,一旦发生安全事故,可以迅速定位到工作人员最后的精确定位地点及其数量,保证抢险救灾和安全救护工作的高效运作。
  系统设计的安全性、可扩容性、易维护性和易操作性。
  轻松联网,BS结构,轻松实现广阔地域联网监控

2.1UWB煤矿定位系统原理
  矿山人员定位(煤矿定位)管理系统是由地面监控中心主计算机在系统软件支持下,通过数据传输接口和沿巷道铺设的通讯光/电缆,定时对安装的UWB定位基站进行数据巡检和信息采集,定位基站将自动采集有效识别距离内的UWB标签的信息,并根据系统指令,通过传输网络将相关数据传送至地面中心站。数据信息经分析处理后,将人员(或机车等移动目标)动态分布在主计算机界面中得以实时反映,从而实现安全状态在矿井数字化管理的目的。
  遵循“统一发卡、统一装备、统一管理”的原则,将UWB标签视为必要工牌 ,按准许上岗人员实行“一人一卡”制。
  根据矿井监测需求,在坑道、作业面等地点安装具有进出方向、时间识别能力的定位基站,并通过光纤数据传输接口相互连接为高速工业以太网,从而构成完整通讯线路。
  矿井生产单位输入工作人员相关信息后,向工作人员颁发UWB标签卡。
  系统记录该UWB标签卡相对应人员的基本信息,包括姓名、年龄、性别、所属班组、所属工种、职务、本人照片、有效期等基本信息。
  进入坑道的工作人员必须随身定位标签,当持卡人员经过设置定位基站的地点时被系统识别,系统将读取该标签号信息,通过系统传输网络,将工作人员通过的路段、时间、坐标信息等资料传输到地面监控中心进行数据管理,并可同时在地理信息大屏幕墙上出现提示信息,显示通过人员的姓名。对进入电子围栏区域的工作人员,系统将自动报警,安全监控中心值班人员接到报警信号,立即执行相关安全工作管理程序。
  生产单位可根据生产计划,对该标签卡进行授权管理。授权范围包括:该员工可以准入的坑道或作业面。为防止无关人员和非法人员进入坑道或作业面,系统设置该卡准入坑道或作业面的时效管理模块及卡的失效、报失等。
  坑道一旦发生安全事故,监控中心在第一时间内可以知道被困人员的基本情况,救险队使用接受装置,在10-30米的范围内方便探测遇险人员的位置,便于救护工作的安全和高效运作,便于事故救助工作的开展。
  系统可自动生成工作流程的统计与管理等方面的报表资料,提高管理效益。

2.2 UWB煤矿定位系统功能及特点
2.2.1系统功能
2.2.1.1实时人员动态显示
  任一时间查询并显示某个地点的人数、分布情况及身份。
  查询一个或多个人员现在的实际位置、活动轨迹。
  记录有关人员在任一地点的到/离时间和总工作时间等一系列信息,可以督促和落实重要巡查人员是否按时、到点的进行实地查看,或进行各项数据的检测和处理,从根本上尽量杜绝因人为因素而造成的相关事故。
2.2.1.2人员矿井考勤统计功能
  可对出入井人员进行统计,实现矿矿井人员考勤记录,建立并打印人员出入井的各种信息报表(如:矿井时间报表、出勤月报表、加班报表、缺勤报表等等),方便管理人员的查询与管理。
2.2.1.3信息多点共享
  定位平台和定位基站可以局域网方式联网运行,使网上所有终端在使用权限范围内实现信息多点共享,供多个矿井各部门及领导同时在不同地点共享监测信息、系统综合分析信息、查询各类数据报表。
2.2.1.4电子围栏报警功能
  对于指定的电子围栏禁区,如果有非授权人员进入,实时声音报警,并显示进入禁区的人数及身份,人员轨迹。
2.2.1.5灾后急救信息
  一旦发生各类事故,监控中心上立即能显示出事故地点的携卡人员数量、人员信息,人员位置等信息,大大提高抢险效率和救护效果。
2.2.1.6标签应急功能
  
UWB标签与定位基站失去联系时,仍能独立工作,自动存储人员监测数据。

2.2.2系统性能特点
2.2.2.1强大的系统处理能力
 采用TDOA定位算法优化系统数据处理能力;
 高度自动化,自动监测、统计、分析信息,整个过程无需人为干涉;
 基于GIS技术的地理信息显示、查询系统;
 完善的数据分析能力;
2.2.2.2 卓越的识别性能
 高度的识别可靠性,100%的前端识别率;
 识别距离远(地面识别距离可达100米);
 极高的防冲突性(每个检测点可最多同时识别10000个人员);
 高度的识别稳定性;
 快速的识别速度
 定位精度高,达到10cm
2.2.2.3现场优势
 环境适应性:高抗干扰性,对干扰源、周界环境无特殊要求;
 安装方便性:定位基站一体化结构设计,采用POE供电;
 运行可靠性:内部电路高度集成化,器件故障率最小化。
2.2.2.4 电气特性
 超低功耗,无线标签在不更换电池的情况下可连续正常工作3年;
 方便性、安全性,定位标签无须外接矿灯电源,超长待机时间;
● 无辐射,对人体和环境无任何影响,更安全更健康