基于人员定位的煤炭盗采监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于人员定位的煤炭盗采监测系统，该系统涉及人员定位、无线通信和数据处理等领域。
【背景技术】
[0002]煤炭是我国主要能源，约占一次能源70%。煤炭行业是高危行业，瓦斯、水灾、火灾、顶板、煤尘等事故困扰着煤矿安全生产。另外，事故调查表明，煤炭生产中超层越界盗采引发的死亡事故，在煤矿事故中占有较大的比例。
[0003]煤炭盗采具有隐蔽性强、发现难、监管难等特点。为及时发现和监管，一些地方管理部门向私营小煤矿派驻矿人员、进行监督检查。但由于矿主收买、驻矿监督检查人员业务能力和责任心差等原因，没有能及时发现和遏制盗采、进而酿成一起起死亡事故。因此，急需研宄防止煤炭盗采的自动检测技术，避免人工监管的各种人为因素，进一步强化盗采监管，遏制盗采事件发生，保护国家煤矿资源，防止由盗采引起的伤亡事故。
【发明内容】
[0004]本实用新型提出了一种基于人员定位的煤炭盗采监测系统，所述监测系统主要包括:定位卡、井下读卡分站、矿井出入口读卡分站、交换机、定位服务器、定位系统监控主机、监测服务器和监控主机。定位卡由井下工作人员随时携带，与读卡分站的主动无线通信；井下读卡分站安负责与井下定位卡的无线通信与接入，并作为定位参考点；矿井出入口读卡分站安装于矿井出入口，负责采集出入井人员携带的定位卡的信息；定位服务器负责定位运算和定位数据服务；定位系统监控主机负责井下人员考勤及位置监控；监测服务器通过互联网或煤炭专网与定位服务器连接，对位置信息进行监测处理，根据监测结果向监控主机发出煤炭盗采报警信号；监控主机负责接收监测服务器发送的煤炭盗采报警信号，通过外接设备发出煤炭盗采警报。
[0005]该系统进一步包括:在井下有人作业地点及行运人巷道内安装井下读卡分站，实现读卡分站间人员定位无线信号的全覆盖；井下读卡分站安装间隔距离不应大于定位卡与井下读卡分站通信距离的2倍；井下读卡分站采用固定电源供电，采用本质安全电路设计或具有隔爆外壳，符合煤矿井下防爆要求。
[0006]该系统进一步包括:矿井出入口读卡分站安装于矿井出入口，较井下读卡分站具有更高的灵敏度。
[0007]该系统进一步包括:监测服务器与定位服务器通过互联网或煤炭专网连接，接收定位服务器上传的煤矿井下人员的位置信息，并对位置信息进行数据处理、存储，根据处理结果向监控主机发出煤炭盗采报警信号，并为监控主机提供查询调取服务。
[0008]该系统进一步包括:监控主机具有声光报警外接设备，接收监测服务器发送的煤炭盗采报警信号，通过外接设备发出煤炭盗采警报，并通过显示终端提供煤矿生产人员管理情况和煤炭盗采报警详情。
【附图说明】
[0009]图1基于人员定位的煤炭盗采监测系统示意图。
[0010]图2基于人员定位的煤炭盗采监测系统工作过程示意图。
【具体实施方式】
[0011]所述基于基于人员定位的煤炭盗采监测系统组成如图1所示，主要包括:
[0012]1.定位卡(101)，由井下工作人员随时携带，具有与读卡分站的主动无线通信功能，通信方式可采用RFID、无线传感器网络或Wifi网络等技术，内置电池容量应能保证定位卡正常工作2周以上，电路设计应采用本质安全设计标准，符合煤矿井下防爆要求。
[0013]2.井下读卡分站(102)，安装于井下有人作业地点及行运人巷道内，分站安装间隔距离不应大于定位卡与读卡分站通信距离的2倍，实现读卡分站间人员定位无线信号的全覆盖，采用固定电源供电，并具有备用电池，保证固定电源断电后仍可正常工作2小时以上，采用本质安全电路设计或具有隔爆外壳，符合煤矿井下防爆要求；如系统使用无线传感器网络，则需具有网关接入功能，可向定位卡提供自身位置信息，为定位卡自身定位提供支持。
[0014]3.矿井出入口读卡分站(103)，安装于矿井出入口，较井下读卡分站具有更高的灵敏度，防止对定位卡的错读漏读。
[0015]4.交换机(104)，负责所有读卡分站数据的与井上设备的数据交换。如系统使用Wifi网络，交换机还需直接负责所有定位卡的地址分配与通信管理。
[0016]5.定位服务器(105)，负责接收各读卡分站上传的定位卡定位相关的数据；如系统使用无线传感器网络，定位卡自身具有定位功能，定位服务器可直接获得定位卡位置；否则定位服务器需参考上报数据的读卡分站位置通过处理间接获得定位卡位置；并定位服务器将获得的位置数据与时间进行存储；同时为定位系统监控主机(106)或监测服务器(107)提供井下人员定位相关的信息服务，并提供历史数据查询服务。
[0017]6.定位系统监控主机(106)，通过地理信息系统平台实现井下巷道地图等地理信息的显示，生产管理人员可通过定位系统监控主机实时获得井下人员数量、身份及位置信息，从定位服务器调取统计考勤记录及历史位置信息等。
[0018]7.监测服务器(107)，一般安装于煤炭安全生产管理部门，远程接收定位服务器(105)通过互联网或煤炭专网上传的煤矿井下人员的位置信息，并对位置信息进行监测处理和存储，根据监测结果向监控主机(108)发出煤炭盗采报警信号，并为监控主机(108)用户提供查询调取服务。
[0019]8.监控主机(108)，外接有专用声光报警设备和显示终端，当接收到监测服务器发送的煤炭盗采报警信号后通过报警设备发出警报，生产监督管理人员通过监控主机查看煤矿生产人员管理情况和煤炭盗采报警详情。
[0020]基于人员定位的煤炭盗采监测系统工作过程如图2所示:
[0021]1.(201)定位卡通过无线通信方式向邻近的读卡分站发送自身身份信息和与定位相关的其它信息信号，对于具有自身主动定位功能的定位卡可直接发送自身的实时位置信息。
[0022]2.(202)读卡分站接收定位卡发送的信息信号，并将信息通过有线网络通信方式发送给交换机。
[0023]3.(203)交换机将读卡分站发送来的信息转发给定位服务器。
[0024]4.(204)定位服务器接收由各读卡分站发送来的信息，解析信息。对于具有主动定位功能的定位卡信息可直接解析获得定位卡位置；对于不具有主动定位功能的定位卡，则需参考上报数据的读卡分站位置及信号场强等信息通过计算间接获得定位卡位置。
[0025]5.(205)定位服务器将获得的位置数据与时间进行存储；同时将井下人员数量及定位相关的数据转发给定位系统监控主机和监测服务器。
[0026]6.(206)监测服务器通过互联网或煤炭专网远程接收定位服务器上传的井下人员数量及定位相关的信息，解析获得所需数据，将监控主机所需的数据转发，并对数据进行分析，当数据满足设定条件时发出煤炭盗采报警信号。
[0027]7.(207)监控主机接收监测服务器井下人员数量及定位相关的信息，当接收到煤炭盗采报警信号时，声光报警，提示生产监督管理人员查看煤炭盗采报警详情，并作出相应的处理措施。
【主权项】
1.一种基于人员定位的煤炭盗采监测系统，主要包括:定位卡、井下读卡分站、矿井出入口读卡分站、交换机、定位服务器、定位系统监控主机、监测服务器、监控主机；定位卡由井下工作人员随时携带，与读卡分站的主动无线通信；井下读卡分站安负责与井下定位卡的无线通信与接入，并作为定位参考点；矿井出入口读卡分站安装于矿井出入口，负责采集出入井人员携带的定位卡的信息；定位服务器负责定位运算和定位数据服务；定位系统监控主机负责井下人员考勤及位置监控；监测服务器通过互联网或煤炭专网与定位服务器连接，对位置信息进行监测处理，根据监测结果向监控主机发出煤炭盗采报警信号；监控主机负责接收监测服务器发送的煤炭盗采报警信号，通过外接设备发出煤炭盗采警报。
2.如权利要求1所述的监测系统，其特征在于:在井下有人作业地点及行运人巷道内安装井下读卡分站，实现读卡分站间人员定位无线信号的全覆盖；井下读卡分站安装间隔距离不应大于定位卡与井下读卡分站通信距离的2倍；井下读卡分站采用固定电源供电，采用本质安全电路设计或具有隔爆外壳，符合煤矿井下防爆要求。
3.如权利要求1所述的监测系统，其特征在于:矿井出入口读卡分站安装于矿井出入口，较井下读卡分站具有更高的灵敏度。
4.如权利要求1所述的监测系统，其特征在于:监测服务器与定位服务器通过互联网或煤炭专网连接，接收定位服务器上传的煤矿井下人员的位置信息，并对位置信息进行数据处理、存储，根据处理结果向监控主机发出煤炭盗采报警信号，并为监控主机提供查询调取服务。
5.如权利要求1所述的监测系统，其特征在于:监控主机具有声光报警外接设备，接收监测服务器发送的煤炭盗采报警信号，通过外接设备发出煤炭盗采警报，并通过显示终端提供煤矿生产人员管理情况和煤炭盗采报警详情。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于人员定位的煤炭盗采监测系统，本监测系统主要包括定位卡、井下读卡分站、矿井出入口读卡分站、交换机、定位服务器、定位系统监控主机、监测服务器等；通过读卡分站采集井下作业人员的数量及位置数据，由定位服务器转发给监测服务器定位数据，由监测服务器实时分析数据，发出煤炭盗采报警信号。本监测系统充分利用煤矿井人员定位技术和设备，可较为准确地判定煤矿存在的煤炭盗采现象，实施简单，可避免人工监管的各种人为因素，遏制盗采事件发生，保护国家煤矿资源。
【IPC分类】E21F17-18, E21F17-00
【公开号】CN204591347
【申请号】CN201520285360
【发明人】孙继平, 刘毅
【申请人】中国矿业大学(北京)
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月6日