隧道人员定位系统

隧道人员定位系统具有:人员位置定位、携卡人员出入洞时刻考勤、重点区域出入时刻、 限制区域出入时刻及报警、洞内工作时间、洞内和重点区域人员数量、洞内人员活动路线等监测、显示、打印、存储、查询、异常报警、路径跟踪、管理等功能。

在遏制超定员生产、事故应急救援、领导洞内带班管理、特种作业人员管理、洞内作业人员考勤定位等方面发挥着重要作用。

系统特点

隧道洞内是一个特殊而又恶劣的环境，无线电信号传输衰减大、GPS信号不能覆盖隧道，因此，GPS不能用于隧道中。隧道人员定位系统主要采用 zigbee 技术。

工作原理

隧道人员定位系统一般由识别卡、 基站 、传输接口、 主机 （含显示器）、系统软件、 服务器 、打印机、大屏幕、远程终端、网络接口、电缆和接线盒等组成。

一、识别卡

识别卡由入洞人员携带，每张卡对应唯一的识别号，与携带卡的人员姓名绑定，当进入基站的识别范围时，识别卡将人员位置信息发送给基站。识别卡分为三种：纽扣识别卡，普通识别卡，短消息识别卡

1、纽扣识别卡

纽扣识别卡和普通识别卡都是由井下一般工作人员佩戴，设计安装在人员的安全帽上。识别卡通过和基站的双向通讯，得到人员识别卡的区域定位信息。但不具备报警功能。

2、普通人员识别卡

普通人员识别卡由井下一般工作人员佩戴，设计安装在人员的皮带上。识别卡通过和基站的双向通讯，得到人员识别卡的区域定位信息。普通识别卡具有报警功能，在遇到意外情况时，可按下报警按钮报警。

3、短信识别卡

短信识别卡一般由管理人员、班组长等携带，可置于皮套内，跨于携带人员腰带上。识别卡除具有定位及报警功能外，还可以通过预先定制的短消息和管理软件进行双向通讯：即可发短消息给管理中心，也可接收管理中心的短消息。在没有手机信号的隧道内，短信识别卡的功能显得尤为重要。

二、基站

基站通过无线方式读取识别卡的信息，通过有线或者无线方式，并发送至地面传输接口。基站是定位信息自动感应传输和根据需要进行传感器数据采集的监控设备。安装的位置和数量根据现场具体环境和定位精度而定。根据功能不同，基站分为以下三类：定位基站、中继基站、采集基站。

1、定位基站

定位基站主要是定位功能，通过ZigBee与人员识别卡的通讯实现定位功能。基站根据采用的通讯方式不同，可分为有线基站、无线基站和网络基站，具有体积小，安装简单等特点。

2、中继基站

中继基站应用于CAN总线网络中，主要有两个方面的应用：一是在CAN总线过长时起中继的作用，二是在斜井中隧道向两个方向掘进时，中继基站可以起到分线器的作用。

中继基站同时具有定位基站的全部功能。

3、采集基站

采集基站具有定位基站的全部功能，此外，采集基站具有数据采集功能，可采集多种传感器信号类型，具有多通道、多种通讯方式等特点。

可采集的传感器类型：

安全类：瓦斯、CO浓度、烟雾浓度、风压、相对静压、粉尘浓度等；

环境类：温度、湿度、风速、照度等；

施工类：应力（压力盒、钢筋应力计、孔隙水压力计、支柱压力计、锚杆轴力）、位移（多点杆式或钢丝式位移计、钻孔位移计等）；

辅助类：其它相关数据

四、传输接口

传输接口用来接收基站发送的信号，并送主机处理；同时，接收主机数据并将数据分发给相应基站；控制基站的发送与接收，多路复用信号的调制与解调，并具有系统自检等功能。

系统功能

隧道人员定位系统在遏制超定员生产、事故应急救援、领导下井带班管理、特种作业人员管理、井下作业人员考勤等方面发挥着重要作用。

1、路径跟踪

本系统可以跟踪人员在洞内的运动轨迹，记录他们经过的监测点和他们在各监测点的停留时间。特别对瓦斯巡检员等安全检测人员，利用此功能地面领导就可以对他们进行监督和调度，从而保证煤矿安全生产。

2、考勤统计

本系统具有强大的考勤能力，人员无需排队靠近基站，100人同时快速入井也能正确考勤。对于有多个洞口的隧道同样可以进行全自动考勤。系统自动记录人员的入洞、出洞时间，并自动统计生成每日考勤报表、每月考勤报表等，为煤矿提供考勤管理基础信息。

3、网络共享

本系统具有网络共享功能，可以通过局域网访问考勤定位信息，为隧道各部门及上级各层领导及时提供实时监测信息与历史信息，为他们监督指挥决策提供重要依据。

4、遏制超定员生产

通过监控入洞人数，进入工作面的人数，遏制超定员生产。

5、防止人员进入危险区域

通过对进入危险区域人员监控，及时发现误入危险区域人员，防止发生伤亡事故。

6、及时发现未按时出洞人员

通过对人员出/入洞时刻监测，可及时发现超时作业和未出洞人员，以便及时采取措施，防止发生意外。

7加强特种作业人员管理

通过对瓦斯检查员等特种作业人员巡检路径及到达时间监测，及时掌握检查员等特种作业人员是否按规定的时间和线路巡检。

8、加强干部带班管理

通过对带班干部出入洞及路径监测，及时掌握干部下井带班情况，加强干部下井带班管理。

9、隧道下作业人员考勤管理

通过对入洞作业人员，出/入洞和路径监测，及时掌握入井工作人员是否按规定出/入洞，是否按规定到达指定作业地点等。

10、应急救援与事故调查技术支持

通过系统可及时了解事故时入洞人员总数、分布区域、人员的基本情况的等。在事故后，可通过软件历史轨迹，判断被困人员和尸体大致位置，以便及时搜救和清理。

11、具有紧急呼叫功能的系统

调度室可以通过系统通知携卡人员撤离危险区域，携卡人员可以通过预先规定的紧急按钮向调度室报告险情。

审核编辑 黄昊宇