基于RFID的矿井人员定位及考勤管理解决方案

　　一、系统概述

　　由于矿山生产的特殊性，水、火、瓦斯、煤尘、顶板等自然灾害时刻都在威胁矿井工作人员的生命安全，矿井重大灾害及伤亡事故随时都有可能发生。目前，矿山井下普遍存在入井人员管理困难，难以及时掌握井下人员的动态分布及作业情况，一旦事故发生，对井下人员的抢救缺乏可靠信息，抢险救灾、安全救护的效率低。因此矿山行业迫切需要井下人员跟踪定位管理系统，实时掌握每个人在井下的位置及活动轨迹，对矿山的安全生产将有积极作用，在一定程度上减少人员伤亡。同时，上传的位置信息也可以用做工作人员的考勤记录。我们在分析一些矿山发生的特大事故时发现：

　　1)地面与井下人员的信息沟通不及时;

　　2)地面人员难以及时动态掌握井下人员的分布及作业情况，难以对人员进行精确定位;

　　3)一旦矿山事故发生，抢险救灾、安全救护的效率低，搜救效果差。

　　4)不能准确把握安全监察人员到位状况。

　　矿山井下人员定位考勤及管理系统是在对现有较先进的矿山监控设施集成的基础上，对井下人员跟踪、定位、考勤及双向通讯，从而实现矿山井下人员的安全生产管理功能。该系统是由矿井地面监控中心主计算机在服务器软件的支持下，通过传输接口和巷道铺设的有线传输系统，定时对井下通讯基站进行数据巡检和信号采集，经过软件数据处理后将井下人员(含机车等移动目标)动态分布在井上监控中心得以实时反映，从而达到井下人员情况在井上实时监控和双向通讯管理的目的。井下人员定位系统能通过电子地图，将人员情况反映到井下巷道图中。

　　二、系统原理

　　井下人员定位跟踪管理及考勤管理系统是由地面监控中心主计算机在系统软件的支持下，通过数据传输接口和沿巷道铺设的通讯光/电缆，无间断、即时地对井下安装的无线数据采集器进行数据信息采集，无线数据采集器将自动采集有效识别距离内的标识卡的信息，并无间断、即时地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，将井下人员(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，从而实现井下安全状态在井上数字化管理的目的。

　　根据矿井监测需求，在井下坑道、峒室、作业面等地点安装无线数据采集器，并通过电缆/光纤数据传输接口相互连接为井下高速工业以太网，从而构成完整通讯线路。

　　矿山生产单位输入工作人员相关信息后，向下井工作人员颁发并装备标识卡。

　　系统数据库记录该标识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携带标识卡，当持卡人员经过设置识别系统的地点时被系统识别。系统将读取该卡号信息，通过系统传输网络，将持卡人通过的路段、时间等资料

　　进入坑道的工作人员必须随身携带标识卡，当持卡人员经过设置识别系统的地点时被系统识别。系统将读取该卡号信息，通过系统传输网络，将持卡人通过的路段、时间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。如果感应的无线标识卡号无效或进入限制通道，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，对该标识卡进行授权管理。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，救险队使用移动式远距离识别装置，在80米的范围内方便探测遇险人员的位置，便于(进行安全高效的救护、救助工作)救护工作的安全和高效运作，便于事故救助工作的开展。

　　下井后打开员工识别卡开关，即开始向接收站无线发射自身的ID号 ,接收站收到上述信号后，存储于自身CPU中，待中心站巡检时，通过传输系统和传输接口，有线传送至中心站数据库,中心站对数据库中的数据进行判别、分析、处理，实现各管理功能.

　　三、系统功能

　　3.1、井下人员分布管理

　　1)实时分布：能显示当前井下人员每时每刻在巷道的实时动态分布情况及人员数量。

　　2)实时跟踪：能够实时的对井下人员位置进行跟踪监测。直观地反映出井下特定人员的分布位置。

　　3)历史分布：能显示过去某时刻的井下人员分布位置。

　　4)轨迹回放：能够对某一历史时段的任意人员的移动过程通过动画的方式显示出来。

　　3.2、禁区管理功能

　　能进行禁区的设置，并对违章进入禁区人员进行声光报警，井上管理部门也同时报警并进行记录和考核。分为单站禁区管理和区域禁区管理。可以设置某一类工种或则某一类卡号人员禁止进入某一个设定的禁区范围，也可以设定某一个特定的人禁止进入设定的禁区范围。在单站禁区管理中，如果有被设定未允许人员进入禁区基站信号范围，则对进入人员进行报警提示;系统保存记录，以供查询。在区域禁区管理中，可根据进入和离开区域的人员数量自动开启和停止报警，主要适用于井下行车不行人的车道以及规定禁止进入场所的安全管理，也可以用于实现对重要区域的监管。

　　3.3、矿车运行管理统计功能

　　可以根据需要实现车辆的出入管理、运行统计、动态跟踪。

　　3.4、考勤和报表

　　能对员工的出勤进行考核，并生成考勤报表。可对各类数据进行统计汇总，并生成矿方管理需要的各类报表。可生成任意日期范围、任意人员属性(工种、卡号、职务等)的下井人员考勤信息报表，并可根据矿山内部管理需要灵活定制。可以生成日、月、季度、年等报表。生成的报表可以打印或则存为电子文档。

　　3.5、突发事件管理功能

　　一旦发生各类事故，能立即查出井下人员分布、姓名，遇险人员具体位置。并能收取未断线基站的实时数据，提高抢险效率和救护效果。

　　3.6、报警功能

　　系统具有完善的监测识别能力，能够对多种事先设定的违禁行为进行动态报警，并且保存记录。

　　3.7、双向呼叫功能

　　系统根据需要(特别是紧急情况下)可以对井下工作人员进行个别和集体呼叫;井下人员也可以通过随身携带的RFID卡呼叫地面主机。(注此功能指的是手持式定位芯片，如放在矿灯内，矿灯内没有另外的外接开关，则不太好实现)

　　3.8、 超时报警

　　井下人员工作时间超时报警，可分类设置也可以单独设置下井工作人员的工作时间上限，超过设定的工作时间，系统则自动给其本人发报警信号，同时系统也会弹出提示对话框，并且保存记录，以供查询。

　　3.9、 超员报警

　　对下井工作人员数量进行实时监控，系统自动监测当前下井的人数是否合符设定的下井人数，如果超过事先设定的下井人数，系统给与报警提示。

　　3.10、测距功能

　　根据需要，系统可以自动测量任意两点之间的距离，此距离是矿井的实际距离。

　　四、系统特点

　　1) 高度自动化。系统能自动检测井下坑道人员经过该监测点的时间、地点信息，并自动实现对人员的考勤作业、统计及监测管理。

　　2)先进的通信系统。安装在矿山井下各通道的无线信息采集设备，实时将采集到的信息传送到井下专用处理传输分站，并通过井下现场总线实时向地面的网络服务器传送相关人员通过的数据，整个过程无需人为干预。

　　3)完备的数据统计与信息查询软件。系统软件具备专用数据库管理系统，包括工人通过坑道的信息采集和统计分析系统，考勤作业的统计与管理分析系统，显示并打印各种统计报表资料，为高层管理人员的查询与管理提供全方位的服务。

　　4)系统的安全、稳定、可靠性设计。系统产品采用坑道壁挂式设计，保证系统在恶劣的环境下能连续正常运转，并提供断电后2小时的供电电源。

　　5)完善的异常情况报警功能。系统能够自动识别非法人员进入，包括无卡非法进入、无效卡、失效卡、黑名单卡进入。

　　6)监控范围灵活。可根据矿山的实际情况、技术要求及重点监控的范围和区域来确定通讯基站的间距与数量。

　　7)多功能：实现了井下人员实时监控定位，轨迹回放，井上对井下传呼、报警，井下向井上报警，考勤，超时，超员及禁区管理等多项管理功能。

　　8)安全性：本系统中采用的所有设备，均是符合国家安标的产品，防爆、阻燃、抗干扰。