摘要：在新形势下为了更好地处理煤矿井下的安全与生产、安全与效益的关系，提高煤矿企业抢险救灾的能力，保证抢险救灾、安全救护的高效运作，凤凰山矿引入了人员跟踪定位及考勤管理系统来解决凤凰山矿安全生产中的实际问题。文章主要介绍了该系统的应用原理和主要功能模块。
关键词：井下人员；定位系统；煤矿安全
中图分类号：TD672文献标识码：A文章编号：1009-2374（2012）10-0149-03
随着科学技术的不断进步，信息化系统已在煤矿企业中应用和发展。在新形势下为了更好地处理煤矿井下的安全与生产、安全与效益的关系，提高煤矿企业抢险救灾的能力，保证抢险救灾、安全救护的高效运作，同时为了改变凤凰山矿对井下人员相对滞后的管理模式，实现管理的现代化、信息化，凤凰山矿引入了人员跟踪定位及考勤管理系统来解决凤凰山矿生产管理的实际问题，避免事故的发生，从源头上杜绝安全隐患。
凤凰山矿人员定位系统型号为KJ251A，该系统由地面中心站、传输接口，井下分站、读卡器和个人标识卡组成，系统采用无线射频识别技术（RFID），全双工通信方式，工作频率为2.4GHZ，分站和员工标识卡为非接触式无线通讯，人工不需任何操作，只要经过分站所在巷道即可被读取数据，读卡器信号覆盖范围为10～50米（可调），能够覆盖井下巷道的全断面。主机和分站通信最大距离为20公里，每台分站可带8个读卡器。
该系统主要有井下人员定位、入井员工的实时统计、下井工数考勤、入井时间考核、报表查询等功能。矿井入井人数、矿领导带班等信息同步显示在井口大屏和调度楼大屏幕，同时联网传输至矿调度台、井口信息室以及集团公司。
一、井下人员定位系统原理
1．系统原理（软、硬件部分）：
（1）硬件部分工作原理：人员定位分站上接有一种动态目标识别器，该识别器能产生低频编码电磁波信号，电磁波信号就能激活一定区域内的标识卡。电磁波信号所激活的标识卡能够输出加密高频载波信号，该系统中接有人员信息采集处理板，它能接收到高频载波信号并进行数据解密校验确认，然后再由分站嵌入式软件处理后存储于一个叫分站存储空间的仪器中，接着同时发送确认信号关闭标识卡。然后该系统会将采集到的下井人员信息显示在汉字液晶显示屏上，并驱动主板语音部件进行声音提示。最后一并将采集的人员信息送入到通讯缓冲区，等待进行通讯。
（2）软件部分工作原理：井下人员定位系统软件主要是三层架构。它们分别进行数据的采集与分析、存储、应用，这三部分相对独立又有机融合，进而使某部分进行更改不会影响其它部分的功能，使得该系统从安装到发布，再到使用，进而升级都变得既简单又容易。软件部分所采用的技术：Windows平台的VC++/C#语言以及Web开发相关的一些诸如ActiveX、ASP、Jscript、Vbscript、XML、SVG、VML、WML、.NET等技术。运用了特定的算法有效的解决了无闪烁局部刷新，智能合班，中断归并，SVG在线动态生成等技术难题。
2．井下人员定位系统的组成：KJ251A型人员跟踪定位系统主要由地面计算机、系统软件、信息传输平台、人员定位分站、动态识别器、人员标识卡和传导线路等组成。
监控中心站主要负责全部系统设备及人员检测数据的收集、分站实时数据传输、统计数据并进行存储、各点屏幕的显示、人员查询和打印、画面的编辑、网络通讯等任务。
系统软件主要完成的功能有：人员信息编码收集→辩别→加工数据→显示→存储→查询和报表打印等。
传输平台所采用的材料是RS485/DPSK/光纤。
人员定位分站的功能是它通过与动态目标识别器的有线传输，实时获取人员编码信息，负责与监控主机联系。
动态目标识别器的主要功能是接收标识卡发出的编码信号。
人员标识卡是唯一和人联系的人员编码信息，当标识卡被无线信号激活后，会将编码数据发送给动态目标识别器。人员标识卡有矿灯式、矿帽式、腰卡、胸卡等方式。
二、井下人员定位系统的主要功能和特点
1．该系统可实时跟踪监测井下人员，并能自动显示其位置。
2．该系统能对当前及某时间段下井人员数量、运行轨迹、轨迹再现及分布情况等进行跟踪查询和打印。
3．标识卡是嵌入一种微处理器，在一种叫嵌入式软件的控制下，实现睡眠、叫醒、编码、解码、通信及信息碰撞处理等功能。
4．标识卡超低能耗设计，并采用间歇式工作方式，可使用3年以上。
5．该系统能实现跟踪不同范围内的人员，可识别距离为0～50米。
6．系统能够跟踪静态的或以≤50km/h的速度移动的目标物。
7．无论以什么方式进入工作区域的人员，只要在人员进入监测区域后，系统就能自动对人员进行定位并考勤。
8．该系统的识别区域没有方向性，也无盲区，更对人体无任何伤害。
9．目标识别器和标识卡都有完全相对独立的发射装置与接收部件，其核心技术也是由嵌入式微处理器和嵌入式软件共同来完成的。
10．井下的跟踪定位分站如果与地面所设的中心站失去联系，井下分站仍能正常工作，并能自动存储人员监测数据。当两个设备的通讯恢复正常后，监控主机可提取数据自动完成数据修复。
11．该系统具有报警功能，它可以对下井人员的出入时间及地点进行限制，如果人员下井超过授权时间或人员进入未经授权的地点，该报警设备都会发出报警信号，以便通知下井人员迅速做出反应，采取相对安全的防范措施来自救。
12．井下一旦出现的突发事故，地面的监控分站能在第一时间发现被困人员的基本情况，为开展事故救助提供可靠的信息。
三、系统功能模块说明
软件共分为十大功能模块，具体功能如下：
1．图形显示功能能提供丰富的表示方式。根据图形的显示可以知道矿井巷道分布，各巷道的人员分布，人员的滞留时间。
2．人员跟踪功能是该系统的核心功能，本功能可以及时时监测到指定人员在井下的准确位置，并能体现当天上班途经的地点和时间，以及在各位置的停留时间，并能在巷道分布图上形象直观的回放其报有的运行轨迹。
3．查询统计功能：此模块主要包括井下员工查询、员工分布查询、井下人数统计、区域人数统计、未到达区域查询、超时员工查询、上下井人数查询、分站信息查询、分站异常查询、员工异常
查询。
4．考勤管理功能：此模块主要包括部门考勤查询、员工考勤查询、干部考勤查询、对比考勤查询、员工个人下井统计、休假员工查询、部门月考勤查询、干部月考勤查询、全矿日考勤统计、中断考勤归并、部门工时统计、员工工时管理、考勤
转移。
5．员工管理功能：因为运用该系统就是为了更好地保障员工的人身安全，所以我们就加入“员工管理”这块功能。运用该功能可以方便的使用原来已有的人力资源管理数据，也可以对人员进行自建人员信息数据库。在独立性与兼容性方面做了最大程度上的无缝融合。
6．井下人员定位系统功能：此模块主要包括修改密码、系统设置、操作日志管理、示意图选择、作图、最大化示意图、注销登录等功能。
四、今后的发展方向
随着科技的不断发展，我相信我们的定位系统还会有更好、更大的提升空间，我们将不断完善系统，让广大员工在井下的工作环境更加优越，让广大员工的避灾能力和意识进一步得到提高，让我们的企业朝着更加安全、稳定的方向发展。
参考文献
[1]KJ251A型定位系统使用说明书[S]．
作者简介：王灵芝（1970-），山西晋城煤业集团凤凰山矿安全监察部电气工程师。
（责任编辑：文森）