坑内人員の測位及び設備の無線温度測定システム

1、応用背景

石炭工業は我が国の現在の安全事故多発の重点業界であり、ただ2009年間の犠牲者数が10人以上の事件には、

2009年2月22日、山西省西山煤電集団屯蘭炭鉱南四盤区でガス爆発事故が発生し、78人が遭難する

2009年4月4日、黒竜江省鶏西市鶏冠区天源公司金利石炭坑の下で透水事故が発生し、12人が遭難する

2009年5月30日、重慶市キ江県同華炭鉱で特大ガス爆発事故が発生し、30人が遭難する

2009年6月17日、貴州黔西南州晴隆県中営鎮新橋炭鉱で透水事故が発生し、16人が遭難する

2009年9月8日、河南省霊宝市の金源鉱業会社王家峪鉱山の下で火災事故が発生し、13人が遭難する

2009年9月9日、河南省平頂山新華四鉱ガス爆発事故、54人が遭難する;

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中国炭鉱の地質埋蔵条件は複雑で、高ガス鉱山の数は比較的多く、採掘自動化の程度は低い、95%以上は井戸工による採掘であり、鉱山難が頻発している。生産能力を高めると同時に安全生産を強化するには、事故が発生した場合に迅速かつ効率的に捜索を行うことができ、死亡率を下げることは各鉱区の管理者が考える必要がある問題である。

現在、我が国の大中型炭鉱はすでに各種炭鉱安全生産監視システムを大量に装備しており、これらのシステムの応用は我が国炭鉱安全生産状況を改善した。しかし、依然として一般的に井戸に入る人の管理が困難で、井戸の上の人は直ちに井戸の下の人の動態分布を理解することができなくて、および炭鉱設備の発熱は直ちに検査することができない情況。一旦事故が発生すると、坑内の人員の位置を正確に位置決めすることができず、タイムリーで信頼できる救助を行うことが難しく、安全救護の効率が低く、効果が理想的ではない。

2、システム原理

坑内人員の測位及び設備の無線温度測定システムは最新のジグビー技術、リアルタイムデータ収集と伝送方法、及び先進的なソフトウェア設計理念によって開発された坑内人員の測位及び設備無線測温システム。坑内人員の測位及び設備無線測温システムは完全、柔軟、リアルタイムの監視管理システムを構築することによって、坑内作業員の位置と分布、坑道へのアクセス権限管理、生産計画の手配、生産物資の安全な流動及び設備発熱状況などに対して動態追跡制御を行い、坑内管理の情報化と可視化を実現し、炭鉱採掘生産管理と作業安全のレベルを高める。

2．1、機能実現

1）坑内生産者と設備の追跡機能

坑内人員測位システムの高精度モニタは坑内の各主要場所、作業面、路地などを分布し、電子識別カードを装着した生産従業員や設備がモニタの識別領域を通過すると、モニタはその電子識別カードの識別番号を受信し、その体コードを坑内監視センターに送信する。各アイデンティティコードはユニークであり、このアイデンティティコードにより、各入井出井従業員または設備の移動軌跡を識別し、目標の追跡と管理を実現することができる。坑内人員測位システムは能動的なモニタリング方式を実行し、被測定目標は負担がなく、識別距離が遠い。坑内の作業員は携帯装備を増やす必要はなく、自発的に何の操作もする必要はない。

上記の技術設計に基づいて、坑内人員追跡管理システムは以下のことを実現することができる：

移動目標の追跡：システムは坑内電子鉱図を結合し、坑内全体及び各盤区、炭層の人員の数量と分布をリアルタイムに表示することができる、指定されたユーザの移動経路を表示する、指定された人の位置付けと追跡、坑内の特定の人の位置を問い合わせる。リアルタイムで測位情報を表示したり、ある履歴時刻の測位情報を照会したりすることができます。

2）生産人員の勤務評定と日常管理機能

生産勤務評定と人員管理：鉱山労働者の井戸、昇井時間を正確に統計することができ、そして便数によって部門別に日勤務評定、月勤務評定統計などの報告書を生成することができる。各クラスの末に、当直者を点検し、紛失を発見した場合は警察に通報し、当直者の確認を行う。人が坑内で所定時間以上働いているのを発見した場合、システムは自動的に警報を鳴らし、関係者のリストなどの情報を提供するとともに、無線周波数ラベルを通じて警報を鳴らして関係者に通知する。鉱山で緊急事態が発生した場合、迅速に人員の位置を特定し、速やかに捜索活動を展開することができる。

3）坑内設備無線温度測定システム

坑内機器自体と機器との接続点に発熱が発生します。負荷の増大に伴い、接続点が発熱し、悪循環を形成する：温度上昇、膨張、収縮、酸化、抵抗増大、再昇温が事故に至る。

無線測温システムは主に：設備自身と設備間の接続点の温度を監視する。高温に遭遇した場合、システムは警報を発し、管理者に事故の発生、人員と財産の損失を防ぐための措置を適時に取るよう通知する。

知寛情報装置の無線温度測定システムには以下の特徴がある：

無線周波数技術の導入により収集が安全で信頼性が高い

コンピュータは温度プローブのID号により各監視点の温度を自動的に決定する

無線伝送方式を採用し、設置・メンテナンスが便利で、コストが低く、電力網システムの安全・柔軟性を保障する

センサ24時間自動タイミングでデータを送信し、コンピュータはリアルタイムですべての監視ポイントの温度データを収集し、記録し、異常を発見したら直ちに警報を鳴らす

システムは予測分析機能を持ち、適時に警報し、故障を芽生え状態に解消することができる

デジタル温度センサーを用いて電力接点の温度を直接測定し、システムの精度を高めた

番犬回路と暗号化ユニットを採用し、回路はシステムを自動的にリセットし、伝送されたデータをより信頼性の高いものにすることができる

2．2、システム構成

坑内人員測位システム

坑内人員測位システムの採用ジグビー電子識別カード、モニタからなる識別技術。

1)電子識別カード

システムを識別するデータキャリア、タグを載せたアイデンティティコード（ID）情報、

2)モニタ

電子識別カードで反射されたマイクロ波合成信号を受信すると、電子識別カードのID情報を地上監視センターに送信し、

原理図

設備無線温度測定システム

1)温度センサ

デバイス自体と各デバイス間の接続点の温度を測定し、各センシングヘッドには固有の（ID）情報、

2)おんどモニタ

温度モニタのデータを読み取った後及びセンシングリードのID情報、情報を地上監視センターに送信する、

3、システム構成

3．1坑内部組成

坑内人員配置システム

坑内部分は従業員または設備の識別コードデータの読み取りを実現し、防爆ケーブルを介して坑内部分にリアルタイムで転送される。

坑内部分は防爆ケーブルを主な伝送路としている（CANバス形式）、主にカードリーダー子局、電子監視器、防爆電源などから構成される。カードリーダー子局は各主要市街の出入り口に固定的に設置され、このカードリーダー子局下のモニターのデータ情報をまとめている。電子モニタは坑内の主要な位置または危険な位置、例えば踏切、作業面、危険な場所に設置される(盲目の路地、掘進頭など)、地上の主要出入口など監視が必要な場所に設置し、絶えずデータ巡回検査と信号収集を行う。坑内システム全体を分散形式で設置し、システムの安定性と信頼性を保証する。電子識別カードは従業員識別カードと設備識別カードに分けられる。従業員識別カードは従業員が身につけて（例えば従業員のヘルメットの上、ベルトや鉱灯などを取り付ける）、携帯機器を追加する必要はなく、設備識別カードは上下井戸に監視する必要がある大口設備や移動目標の上、例えば車両などを取り付ける必要がある。

設備無線温度測定システム

温度センサの読み取りヘッドは各機器や機器の接続点など温度を検出する必要がある場所に設置され、管理者は温度センサを手に持ち、センサが収集した温度データ情報を読み取り、この情報をデータ端末に伝え、システムは中断して温度規定値を設定することができ、規定値を超える場合、システムは警報を出し、管理者に通知し、管理者が第1時間以内に措置を取るように通知する。

システム原理

3．2井上部分

井上氏は、受け取った各従業員と設備のアイデンティティコードに基づいて、データベース内の各アイデンティティコードに対応するアイデンティティ情報（名前、グループ、職種など）をマッチングし、リアルタイムで監視画面に表示し、コンピュータデータベースに保存しておく。

井上部分はEthernetを主な伝送ルートとし、監視センターにあるデータベースサーバ、監視コンピュータ、プリンタなどのデバイスを含む。データベースサーバには、電子識別カードに対応する人員名や設備名、編成、クラス番号、勤務記録などのデータ情報が格納されている。リアルタイムで収集された電子識別カード情報を通じて、データベースサーバーに記録された個人と設備情報をマッチングさせ、リアルタイムで坑内の人員と設備の追跡測位作業を完了することができる。LANを利用することで、安監局、鉱務局、関連するクライアント（関連部門）を利用して、坑内の人員と設備の状況をリアルタイムに知ることもできます。

4、システムフロー

坑内人員測位システム：

電子タグを携帯する従業員またはデバイスがモニタの識別領域を通過すると、モニタがアクティブになり、モニタの識別情報をモニタに送信します。

モニタは個人情報を受け取った後、処理を経て上層部のカード読み取りステーションに送信する。

カード読み取りステーションはリアルタイムでデータ情報を防爆ケーブルを介して井上に転送し、

各坑内電子モニタの情報を動的に受信したことを監視し、データベースに格納されている情報を抽出する。管理者はリアルタイムで監視目標の状況を見ることができ、異なる地域または保留中の目標に対してロック式監視を行い、管理者と設備に対して動態管理とスケジューリングを行うことができる。緊急時に速やかに対応する応急措置を講じることができるようにする。

炭鉱安全情報監視システムは収集、入力、記憶、検索、検索と分析空間データを一体化したものである。アカウント認証形式を使用すると、異なるクライアントに認証を行うことができ、各関連部門が特定のグループメンバーのアクティビティ軌跡を理解できるようになります。

設備無線温度測定システム：

温度値の変化を監視する必要がある機器と機器の接続点ごとに温度センサを設置するタブ

IoT無線ノードがセンサタグのID情報及び温度値を無線でシステム端末に伝達する

システム端末は温度値の記録と照合を行い、もし境界値を超えたら、システムは警報を出して、管理者に異常現象があることを知らせる。