人員定位及無線通訊系統(tǒng)方案設(shè)計1

PAGE某鐵礦井下安全避險“六大系統(tǒng)”人員定位及無線通訊系統(tǒng)工程方案設(shè)計某設(shè)計研究院2015.2目錄TOC\o"1-3"\h\u240681工程概況 1208601.1工程名稱 199521.2工程概況 115352方案設(shè)計 1160462.1設(shè)計依據(jù) 1303822.2基本原則 2153492.3方案概述 2107493系統(tǒng)組成 4218164系統(tǒng)功能 599205人員定位系統(tǒng)功能 5243076無線通訊系統(tǒng)功能 6319117系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備 7108997.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備 7158507.2主要設(shè)備描述 8220178主要設(shè)備布置 12233198.1布置設(shè)計原則 12227158.2井下人員識別卡設(shè)置 1367308.3井下系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置 13

1工程概況1.1工程名稱某鐵礦井下安全避險“六大系統(tǒng)”人員定位及無線通訊系統(tǒng)工程。1.2工程概況某鐵礦井下設(shè)有100米分段、120米分段、130米分段、140米中段、150米中段及采區(qū)斜坡道，為了準確的監(jiān)控井下人員數(shù)量及其各個區(qū)域人員的動態(tài)分布情況，準確統(tǒng)計礦工入井、升井時間，實現(xiàn)井下作業(yè)安全生產(chǎn)的管理，出入井人員除在地表井口登記外，設(shè)置井下人員定位系統(tǒng)進行人員監(jiān)控。根據(jù)《金屬非金屬地下礦山人員定位系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范》AQ2032-2001和《金屬非金屬地下礦山通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范》AQ2036-2001要求，鼓勵有條件的礦山將人員定位系統(tǒng)和通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)（井下無線通信系統(tǒng)）進行總體設(shè)計、建設(shè)。為此設(shè)計井下無線通信和人員定位二合一系統(tǒng)。2方案設(shè)計2.1設(shè)計依據(jù)1、金屬非金屬地下礦山安全避險“六大系統(tǒng)”安裝使用和監(jiān)督檢查暫行規(guī)定安監(jiān)總管一〔2010〕168號2、金屬非金屬地下礦山人員定位系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范AQ2032—20113、金屬非金屬礦山安全規(guī)程GB16423-20064、礦山安全標志GB14161-20085、安全防范工程技術(shù)規(guī)范GB50348-20046、金屬非金屬地下礦山通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范AQ2036-2001以及中冶京城（秦皇島）工程技術(shù)有限公司關(guān)于河北鋼鐵集團黑山鐵礦井下人員定位系統(tǒng)設(shè)計資料。2.2基本原則1、井下人員定位及無線通訊系統(tǒng)方案充分考慮現(xiàn)場的安裝環(huán)境和實際特點，合理設(shè)置井下分站，既要保證分站的代表性，又要體現(xiàn)其特殊性，系統(tǒng)要能有效、準確地反映井下工作人員活動情況，實現(xiàn)無線通訊全覆蓋。2、井下人員定位及無線通訊系統(tǒng)既要有一定的先進性，又要有良好的實用性和可操作性并要兼顧投資經(jīng)濟性。3、井下人員定位及無線通訊系統(tǒng)要具有及時發(fā)現(xiàn)活動異常人員的能力，同時在突發(fā)事件時提供及時的救援信息。4、在保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的前提下，積極采用自主研發(fā)的新技術(shù)。2.3方案概述根據(jù)某鐵礦實際需要，在井下區(qū)域和巷道中根據(jù)現(xiàn)場具體情況（比如井下主要巷道、交叉道口、必經(jīng)之路等重要位置）設(shè)置一定數(shù)量的礦用分站。典型情況下每隔200米放一臺分站，可保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)無線手機移動通話。而在條件十分惡劣的地區(qū)，可適當(dāng)縮短分站之間的距離，使兩分站的通信距離與通信狀況調(diào)整到最佳狀態(tài)。為下井人員佩帶一個礦用定位卡，當(dāng)井下人員進入井下以后，只要在井下網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)，在任何時刻任意一點，分站都可以感應(yīng)到信號，并上傳到信息工作站，經(jīng)過軟件處理，得出各具體信息（如：是誰，在哪個位置，具體時間），同時可把它動態(tài)顯示（實時）在監(jiān)控中心的大屏幕或電腦上，并作好備份。井上人員可隨時了解井下人員的狀態(tài)。管理者也可以根據(jù)大屏幕上或電腦上的分布示意圖查看某一區(qū)域，計算機即會把這一區(qū)域的人員情況統(tǒng)計并顯示出來。管理者能實時的觀察到井下工作人員的即時位置，實現(xiàn)井下人員定位。另外一旦井下發(fā)生事故，可根據(jù)電腦中的人員定位分布信息馬上查出事故地點的人員情況，以便幫助營救人員以準確快速的方式營救出被困人員。一旦井下發(fā)生突發(fā)情況，井下人員可通過所攜帶的定位儀（識別卡）發(fā)出警報。井下人員只要按定位儀上的報警按鈕即可發(fā)出報警。在井上監(jiān)控室的動態(tài)顯示界面會立即彈出紅色報警信號。為需要人員（如班組長、維修人員等）佩備一部礦用手機，當(dāng)人員進入井下以后，只要在井下網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)，就可方便地實現(xiàn)井下無線手機通話功能。該系統(tǒng)將無線通信和人員定位跟蹤及考勤管理功能合二為一，既方便管理又可以降低系統(tǒng)成本。3系統(tǒng)組成系統(tǒng)由井上部分和井下部分兩大部分組成。井上設(shè)備是整個系統(tǒng)的核心，主要由電視墻、語音服務(wù)器、定位服務(wù)器、核心交換機及UPS電源組成，主要負責(zé)整個網(wǎng)絡(luò)的綜合管理和監(jiān)控，以及地面辦公區(qū)部分的網(wǎng)絡(luò)通信；井下部分設(shè)備由井下二合一人員定位分站、移動手機、人員識別卡及光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)組成，主要負責(zé)整個礦井下的通信和數(shù)據(jù)傳輸，信號覆蓋。系統(tǒng)組成如下圖所示：4系統(tǒng)功能系統(tǒng)整體功能結(jié)構(gòu)如圖所示。圖4-1系統(tǒng)整體功能結(jié)構(gòu)5人員定位系統(tǒng)功能（1）實時監(jiān)控井下地圖顯示，生動再現(xiàn)井下全貌，監(jiān)控人員可實時觀測到所有人員車輛的真實分布情況，所見即所得。（2）精確定位每個井下人員和機車上攜有一張定位卡，該卡不斷地自動向地面監(jiān)控中心發(fā)送信息，系統(tǒng)據(jù)此可準確判斷出其當(dāng)前位置，發(fā)生事故時可迅速鎖定人員遇難地點，為救援贏得時間。（3）軌跡回放可對人員和機車的運動軌跡進行跟蹤回放，掌握其詳細工作路線和時間，在進行救援或事故分析時可提供有效的線索或證明。（4）井下報警井下的人員或設(shè)備出現(xiàn)異常的情況時，可通過定位卡向系統(tǒng)發(fā)出報警求救信號，地面監(jiān)控界面立即顯示出報警提示，對警報發(fā)出人和所在地點一目了然。（5）緊急撤離地面人員掌握到異常情況，需要指揮井下人員迅速撤離時，可通過系統(tǒng)向所有人員發(fā)出緊急指令，并可動態(tài)掌握撤離進行情況。（6）考勤統(tǒng)計系統(tǒng)詳盡記錄了所有井下人員的工作時間，由此可方便地對個人、班組、部門進行考勤統(tǒng)計，或根據(jù)工種、職務(wù)等進行統(tǒng)計。（7）遠程管理可通過互聯(lián)網(wǎng)對系統(tǒng)進行操作，實現(xiàn)遠程管理和監(jiān)控，管理人員出差在外也可隨時查看井下實況，特別是發(fā)生事故時不在現(xiàn)場也可及時掌握第一手情況，進行救援指揮。（8）大屏顯示地面監(jiān)控終端可連接大型屏幕，更加醒目地動態(tài)顯示井下人車實況，便于監(jiān)控中心和井口的監(jiān)控人員掌握井下情況。6無線通訊系統(tǒng)功能（1）無線通話井下手機之間可以互相通話，也可井上、井下的固定電話或井上手機通話。（2）通話監(jiān)控以不同的圖標表示手機的使用狀態(tài)，并可掌握誰與誰在通話以及通話時長、通話地點。（3）通話查詢可對系統(tǒng)內(nèi)所有通話記錄進行查詢、統(tǒng)計，包括通話雙方號碼、使用者姓名、通話時間、通話時長，并可打印為報表。在進行救援或事故分析時，通話查詢可提供有效的線索或證明。（4）收發(fā)短信監(jiān)控中心可通過電腦終端向井下手機單發(fā)或群發(fā)短信，手機與手機之間也可以相互發(fā)送。（5）短信查詢所有的短信發(fā)送記錄都保留在系統(tǒng)中。可通過手機號查詢誰向誰發(fā)過短信，發(fā)送時間以及短信內(nèi)容。（6）調(diào)度管理強拆/強插。監(jiān)控中心可切斷手機之間的通話或者插入與雙方一起通話。多方通話。監(jiān)控中心可與多部手機同時通話。7系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備7.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備示意圖如圖所示。7.2主要設(shè)備描述（1）定位通信分站KT112-F通信分站安裝在巷道或工作面，用來接收定定位卡/手機的無線信息，并將接收到的信息傳送至網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，也將來自系統(tǒng)的的信息發(fā)送至定位卡/手機上?；拘阅?/p>

1）工作電壓：DC12～18V；

2）功率7.5W;

3）基站本體外形尺寸:410mm(L)*375mm(W)*73mm(H)

4）重量:約4.5Kg

5）防護等級IP64.

6）防爆等級ExibI本質(zhì)安全型.

7）網(wǎng)管型網(wǎng)絡(luò)交換機.無線接入

1）無線接入數(shù)量：共2個；

2）無線工作頻率：2400MHz～2483MHz；

3）無線通信協(xié)議：IEEE802.11b/g；

4）基站之間支持WDS無線級聯(lián)；

5）無線通信距離：基站之間1km；基站與手機之間最大500m；基站與定位卡之間最大500m；

6）天線接口：共4個（每個無線接入點有主、副2支天線），可選定向天線和全向天線。有線接入

1）接口數(shù)量：4，內(nèi)置百兆交換功能；

2）傳輸方式：單模光纖，1310nm；

3）傳輸速率：100Mbps；

4）光纖和電源均采用即插式接口，施工時無需井下開蓋熔接和焊接；

5）基站的電源和光纖線纜可以通過JB系列礦用本安型通信接線盒接續(xù)。網(wǎng)絡(luò)性能

1）支持VLAN；

2）支持QoS；

3）支持STP,可組成環(huán)網(wǎng)；

4）支持SNMP;

5）支持Web形式和遠程集中管理兩種管理模式；（2）礦用定位卡KJ530-K定位卡相當(dāng)于“井下身份證”，所有下井人員和機車各攜一張，該卡不斷地自動向通信分站發(fā)送信號，遇異常情況時可發(fā)送報警信號，也可接收撤離通知。物理特性外形尺寸：62mm*40mm*17mm重量：約35g防爆型式：礦用本安型；防爆標志：ExibI；型式：便攜式；防護等級：IP65。電氣性能工作頻率：2400MHz～2483MHz/125KHz(低頻接收)無線工作協(xié)議：IEEE802.11b；發(fā)射功率：+19dBm；通信距離：≤500米（與KT112-F連接）；工作時間：≥1年；電池：3.6V鋰亞柱式1/2AA；（一次性電池）；功能通過定位服務(wù)器實現(xiàn)定位；通過標識卡上的按鍵向定位服務(wù)器發(fā)出信息（可用于報警）；定位時間間隔：125ms～32s可調(diào)；定位精度：30米（直線大巷，信號覆蓋好的情況下）；可通過內(nèi)置低頻無線電路實現(xiàn)精確近程定位（5米以內(nèi)），此功能需要額外增加近程定位器可以實現(xiàn)防撞功能，此功能需要在機車上安裝ImPactVIP設(shè)備（車載無線數(shù)據(jù)收發(fā)器）圖KJ530-K礦用本安型定位標識卡、精確定位器和車載無線設(shè)備（3）礦用手機KT112-S礦用手機是專門為礦井設(shè)計的無線通話終端設(shè)備。通過該手機可方便實現(xiàn)井下與井下、井下與井上通話。該手機具有便捷、可移動性、使用方便等特點。物理參數(shù)外形尺寸:153mm(L)*68mm(W)*28mm(H)；重量:約220g；防爆型式:礦用本質(zhì)安全型；ExiaI；防護等級：IP54；電氣性能；設(shè)備應(yīng)能在下列條件下正常工作；通信協(xié)議：IEEE802.11b/g；工作頻率：2400MHz～2483MHz；待機時間:≥72小時；連續(xù)通話時間≥5小時；（在ImPact（KT112/KJ530）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中）；無線通信距離≥500米（與KT112/KJ530-F連接）；電池：鋰聚合物電池3.7V/1350mAh；顯示屏：320×240TFTLCD音量：最大85分貝（適合高噪音現(xiàn)場）耳麥設(shè)備應(yīng)能承受的最惡劣的貯運條件：高溫：＋60℃；低溫：－40℃；平均相對濕度：95％（25℃）；振動：20m/s2；沖擊：500m/s2。軟件功能：與系統(tǒng)內(nèi)其它手機通話功能，可通過系統(tǒng)內(nèi)的語音網(wǎng)關(guān)等設(shè)備實現(xiàn)撥打外線；具有發(fā)送、接收短消息功能；一鍵告警：通過按下告警鍵強制向網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的終端發(fā)送告警語音；分組對講：類似對講機功能；電話本，通話記錄等；定位和搜索；定位服務(wù)器可以定位手機（等同于定位卡）；可通過手機程序?qū)崟r查詢?nèi)藛T或設(shè)備，設(shè)備和系統(tǒng)的信息手機和手機之間可實現(xiàn)點對點方式通信（在無基站情況下應(yīng)急使用）；支持本地設(shè)置和遠程集中管理兩種管理模式；可無線升級程序和參數(shù)（電話本等）；通話協(xié)議：SIP2.0標準；語音編碼：G.711u﹑G.711a﹑G.729；手機在基站之間可自動切換，切換時間≤50ms(KT112-F基站)。8主要設(shè)備布置8.1布置設(shè)計原則（1）分站的位置設(shè)置原則如下：—入井口—巷道交叉口—各中段馬頭門—斜坡道口—主要機電硐室—井下避災(zāi)硐室—巷道分支口—進入采掘面入口—進入危險區(qū)域入口—進入廢棄巷道入口—禁止進入?yún)^(qū)域入口（2）系統(tǒng)設(shè)備布置一般來說工作面都會要求信號全部覆蓋，大巷的話根據(jù)情況部分覆蓋。工作面因為人多，定位和通話要求較高，而且環(huán)境比較惡劣，所以一般每隔150-200米左右安裝一個分站，保證定位和通信的要求。設(shè)備具體布置如表和如圖所示。無線通信與人員定位二合一系統(tǒng)分站布置點和數(shù)量表序號安裝位置數(shù)量備注1120米平硐入口1