王樓煤礦數(shù)字化礦山匯報材料(z)

王樓煤礦數(shù)字化礦山匯報材料

各位領(lǐng)導(dǎo)：

首先，我代表臨礦集團王樓煤礦熱烈歡迎山東招金集團有限公司各位領(lǐng)導(dǎo)蒞臨我礦檢查指導(dǎo)工作，并就數(shù)字化礦山建設(shè)進行交流和討論！下面將我礦數(shù)字化礦山建設(shè)情況向各位領(lǐng)導(dǎo)做如下匯報：

二○○八年下半年，按照集團公司關(guān)于王樓煤礦建設(shè)“數(shù)字化礦山”的指示精神，為全面提升企業(yè)綜合管理水平，把我礦建設(shè)成全國一流的現(xiàn)代化數(shù)字礦井，實現(xiàn)以技術(shù)保安全、以技術(shù)促發(fā)展的目地，在集團公司的正確領(lǐng)導(dǎo)下，以“打破常規(guī)，形成合力，壯大規(guī)模，加快發(fā)展”為方針，以創(chuàng)建“四個一流”為奮斗目標，全面展開了王樓煤礦數(shù)字化礦山建設(shè)工作，王樓煤礦數(shù)字化礦山被列入《201*年山東省第二批技術(shù)創(chuàng)新項目計劃》，并于201*年12月27日通過了山東省科學(xué)技術(shù)廳組織的科學(xué)技術(shù)成果鑒定，經(jīng)委員會鑒定：該項目在“數(shù)字礦山”的系統(tǒng)架構(gòu)、模型建設(shè)、可視化及工程實踐應(yīng)用等方面均有重要創(chuàng)新，達到了國際領(lǐng)先水平。并獲得山東煤炭局科技進步一等獎，同時被山東省信息產(chǎn)業(yè)廳列為“數(shù)字化礦山建設(shè)示范礦井”。

王樓煤礦數(shù)字化礦山已集成礦井綜合自動化控制、實時監(jiān)控、數(shù)字化礦山三大信息系統(tǒng)。

一、以百兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)為中心的井下北翼皮帶自動控制系統(tǒng)、中央泵房水泵集中控制系統(tǒng)、壓風機自動控制系統(tǒng)，扇風機自動控制系統(tǒng)及洗煤廠集中控制系統(tǒng)。

二、調(diào)度指揮中心顯示系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)、安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、KJ251井下人員定位系統(tǒng)、核子秤計量系統(tǒng)、調(diào)度通訊系統(tǒng)、四大運轉(zhuǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。

三、在經(jīng)營管理層建立了許多面向不同業(yè)務(wù)的應(yīng)用軟件系統(tǒng)，如設(shè)備管理系統(tǒng)、物資管理系統(tǒng)、人力資源管理系統(tǒng)、成本管理系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)、煤質(zhì)化驗管理系統(tǒng)、生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)、辦公用品管理系統(tǒng)、通防數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、培訓(xùn)檔案管理系統(tǒng)、二維監(jiān)測系統(tǒng)、三維監(jiān)測與漫游系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)對于企業(yè)的安全生產(chǎn)與經(jīng)營管理的正常運營起到了一定的支撐作用。數(shù)字化礦山設(shè)計平臺主要包括地理地測信息系統(tǒng)、采礦協(xié)同設(shè)計系統(tǒng)、輸配電地理信息系統(tǒng)、智能化礦井通防系統(tǒng)、給排水地理信息系統(tǒng)等。

我礦自推行數(shù)字化礦山系統(tǒng)以來，為確保數(shù)字化礦山得到有效的落實和應(yīng)用，由礦長牽頭推行了嚴格的《數(shù)字化礦山系統(tǒng)管理制度》。在數(shù)字化礦山推廣初期，各單位對數(shù)字化礦山系統(tǒng)比較陌生，在認知和使用上也存在一些問題。對此，我們采取了以下措施。

一、組織員工定期強化培訓(xùn)，每年組織各單位員工到廠家進行對口系統(tǒng)培訓(xùn)，及時掌握數(shù)字化礦山最新技術(shù)。培訓(xùn)

結(jié)束后，對參加培訓(xùn)員工統(tǒng)一進行考試（包括筆試、上機），考試由礦領(lǐng)導(dǎo)班子監(jiān)考。筆試上機考試分別低于70分以下的員工，不報銷培訓(xùn)費用，罰款200元，并參加補考。補考不合格者給予500元罰款，在調(diào)度會上通報并停班學(xué)習(xí)，直至考試合格。

二、礦上定期召開數(shù)字化礦山系統(tǒng)建設(shè)協(xié)調(diào)會，針對在使用過程中出現(xiàn)的問題或者新的需求，邀請廠家技術(shù)人員現(xiàn)場解答和處理。同時我礦根據(jù)礦井管理方面實際需求及時聯(lián)系廠家對系統(tǒng)進行完善，并適時進行系統(tǒng)升級。

三、調(diào)度室負責在每月的9日、19日對數(shù)字化礦山系統(tǒng)各個專業(yè)進行檢查。對系統(tǒng)數(shù)據(jù)錄入不全、不及時、不正確者，嚴格按照《數(shù)字化礦山系統(tǒng)管理制度》進行考核，對相關(guān)專業(yè)部門責任人和具體負責人各罰款100元，并限期整改。限期整改不合格，對部門責任人和具體責任人各罰款200元，并在礦調(diào)度會上予以通報。依此類推，直至整改合格為止。

四、對某些重要系統(tǒng)比如物資管理系統(tǒng)采取了強制推行的辦法，各工區(qū)必須每天及時上報日材料使用計劃，并由材料小組審批通過，否則不予發(fā)放使用材料。不提計劃就沒有材料，沒有材料就不能生產(chǎn)，通過這樣的方法，強制規(guī)范了各工區(qū)物資管理系統(tǒng)的使用。

在礦領(lǐng)導(dǎo)班子的高度重視和大力支持下，通過嚴格制度落實，定期對各個系統(tǒng)進行對口培訓(xùn)和考試，通過強有力的

考核制度，數(shù)字化礦山在王樓煤礦各職能部門內(nèi)全面運行。從實施效果來看，系統(tǒng)已覆蓋全礦各職能部門管理體系。并具有功能完善、實用性強、覆蓋面廣、界面友好、操作簡潔等特點。逐步優(yōu)化我礦管理機制。并受到省內(nèi)外煤炭企業(yè)的廣泛關(guān)注，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

今后，王樓煤礦將進一步提升和完善我礦數(shù)字化與信息化的建設(shè)，全面推進信息化裝備的應(yīng)用，使整個礦井綜合信息網(wǎng)絡(luò)化、過程控制自動化、安全管理信息化、生產(chǎn)集約高效化，創(chuàng)建國內(nèi)一流信息化礦井，實現(xiàn)信息與業(yè)務(wù)之間完全融合、信息共享，將企業(yè)信息化建設(shè)推向更高的臺階。

王樓煤礦

二一一年七月二十二日

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礦山數(shù)字化Z-NET綜合通信系統(tǒng)

目錄

前言............................................................................................................................................3第一章系統(tǒng)介紹...........................................................................................................................4

1.1綜述............................................................................................................................4

1.21.3

基本功能.....................................................................................................................5擴展功能.....................................................................................................................5

1.4系統(tǒng)特點.....................................................................................................................61.5基本原理.....................................................................................................................7第二章總體設(shè)計...........................................................................................................................9

2.1系統(tǒng)設(shè)計的依據(jù)...........................................................................................................92.2系統(tǒng)設(shè)計原則...................................................................................................................9第三章主要設(shè)備.........................................................................................................................11

3.1KJ399-F礦用本安型讀卡分站.....................................................................................11

3.23.34.14.24.34.4

KJ399-K礦用本安型標識卡........................................................................................12KTW134-S礦用本安型手機........................................................................................13KJ399礦用人員管理系統(tǒng)...........................................................................................15KTW134礦用無線通信系統(tǒng).......................................................................................18實時圖像視頻子系統(tǒng)..................................................................................................20廣播系統(tǒng)...................................................................................................................20

第四章系統(tǒng)軟件.........................................................................................................................15

礦山數(shù)字化Z-NET綜合通信系統(tǒng)

前言

煤礦生產(chǎn)事關(guān)人民群眾的生命和財產(chǎn)安全，一貫受到企業(yè)和政府的高度重視。國家規(guī)定凡開工的礦井必須配備井下人員管理系統(tǒng)（定位和考勤）和通信設(shè)備。但傳統(tǒng)井下通信和定位手段和設(shè)備系統(tǒng)存在較多不足，存在著井下定位考勤精度較低、無線移動通信能力缺乏、各系統(tǒng)獨立建設(shè)造成部分重復(fù)建設(shè)和通信資源效率低下、技術(shù)體制落后標準化程度低和井下電氣設(shè)備防爆等級偏低，本質(zhì)安全型設(shè)備的采用還不夠普遍等一系列問題和不足，在抗井下災(zāi)害和應(yīng)急救援方面發(fā)揮的作用有限。

這種情況已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代數(shù)字化礦山建設(shè)的需要。面對當前礦山信息化建設(shè)的迫切需要和建設(shè)本質(zhì)安全型煤礦的趨勢，深圳市哲揚科技有限公司經(jīng)過多年的努力，專門開發(fā)出了一套多功能的綜合通信平臺“Z-NET礦用綜合通信系統(tǒng)”，由“KJ399礦用人員管理系統(tǒng)”（符合AQ6210標準）和“KTW134煤礦無線通信系統(tǒng)”兩個使用統(tǒng)一設(shè)備、在邏輯上獨立的子系統(tǒng)組成，集人員定位、手機通信、實時數(shù)據(jù)傳輸、視頻監(jiān)控和廣播等功能為一體。系統(tǒng)已經(jīng)通過國家認證，獲得了防爆證、煤安證和生產(chǎn)許可證等，并擁有多項專利。

Z-NET礦用綜合通信系統(tǒng)可用于各種井工礦山如煤礦、金屬和非金屬礦等，也可以用于隧道（洞）、地鐵等巷道施工現(xiàn)場，還可以用于工廠、電廠等工業(yè)需要工業(yè)自動化改造的環(huán)境。

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礦山數(shù)字化Z-NET綜合通信系統(tǒng)

第一章系統(tǒng)介紹

1.1綜述

Z-NET系統(tǒng)是一套基于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的、多功能的礦用綜合通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)由KJ399礦用人員管理系統(tǒng)和KTW134礦用無線通信系統(tǒng)組成，集井下人員/設(shè)備跟蹤定位考勤、無線手機通話、實時數(shù)據(jù)傳輸、視頻監(jiān)控等多種功能為一體。整個系統(tǒng)通過綜合分站相連，大大減少了井下線路的布設(shè)，安裝和維護方便。該系統(tǒng)時一個可以同時做到全本安、實時跟蹤定位、綜合通信的系統(tǒng)。

圖1Z-NET礦用通信人員定位系統(tǒng)

該系統(tǒng)可對礦井入井人員/設(shè)備進行實時跟蹤監(jiān)測和跟蹤定位，隨時清楚掌握每個人員/設(shè)備在井下的位置及活動軌跡。如果發(fā)生災(zāi)變，還可以立即從監(jiān)控計算機上查詢事故現(xiàn)場的人員具體位置分布情況、被困人員數(shù)量和他們的姓名、調(diào)用入井人員撤退線路預(yù)案等信息，為事故搶險提供科學(xué)依據(jù)。利用系統(tǒng)的日�？记诠芾砉δ�，對下井人員進行考勤管理，將極大地避免混亂的發(fā)生。

系統(tǒng)可方便實現(xiàn)井下與井下、井下與井上的移動手機通話，使井上、井下可方便地進行溝通。系統(tǒng)還可通過手機對井下所有人員發(fā)出告警通知，為發(fā)生事故時井下全體人員的快速撤離提供重要基礎(chǔ)。同時，系統(tǒng)可實現(xiàn)井下所有地方的視頻監(jiān)控，方便企業(yè)管理。

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礦山數(shù)字化Z-NET綜合通信系統(tǒng)

1.2基本功能

1.2.1井下人員（機車）定位

Z-NET系統(tǒng)可對礦井入井人員/設(shè)備進行實時跟蹤監(jiān)測和定位，隨時清楚掌握每個人員/設(shè)備在井下的位置及活動軌跡。利用系統(tǒng)的日�？记诠芾砉δ�，對下井人員進行考勤管理。

1.2.2井下手機移動通信

采用WiFi技術(shù)，系統(tǒng)可方便實現(xiàn)井下與井下、井下與井上的移動手機通話。

1.2.3便攜式瓦斯檢測儀數(shù)據(jù)實時傳輸

在不需要重復(fù)建設(shè)通信線路，而是與定位和通信共享無線信號覆蓋的情況下，系統(tǒng)可方便實現(xiàn)便攜式瓦斯檢測儀（由下井人員隨身攜帶）實時檢測數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄�上調(diào)度室大屏幕。

1.2.4圖像視頻監(jiān)控

同一系統(tǒng)支持井下本安型網(wǎng)絡(luò)攝像機的視頻監(jiān)控。

1.3擴展功能

1.3.1應(yīng)急救援

如果發(fā)生井下災(zāi)害，調(diào)度人員可以立即從監(jiān)控計算機上查詢事故現(xiàn)場的人員具體位置分布情況、被困人員數(shù)量和他們的姓名、調(diào)用入井人員撤退線路預(yù)案等信息，為事故搶險提供科學(xué)依據(jù)。系統(tǒng)還可通過手機或廣播對井下所有人員發(fā)出告警消息，為發(fā)生事故時井下全體人員的快速撤離提供通信支持。

按照《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，井下發(fā)生事故時所有“非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備必須閉鎖”，而哲揚的Z-NET系統(tǒng)由于全部是本安設(shè)備，才能夠承擔起應(yīng)急救援的通信任務(wù)。在應(yīng)急救援時，通暢的通信是支持迅速、有序、準確、有效地開展救援工作的重要保證。Z-NET系統(tǒng)井下設(shè)備在斷電情況下可連續(xù)工作2個多小時。井下分站可以構(gòu)成工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)可以提供極高的可靠性和網(wǎng)絡(luò)生存能力，使網(wǎng)絡(luò)在任何故障或災(zāi)害發(fā)生時盡可能不中斷。

1.3.2工業(yè)以太網(wǎng)/工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)

Z-NET系統(tǒng)既可以作為工業(yè)以太網(wǎng)/以太環(huán)網(wǎng)骨干使用，也可以作為現(xiàn)有工業(yè)以太網(wǎng)骨干的延伸使用。既可以獨立建網(wǎng)，也可以和其它廠家的產(chǎn)品連接，為業(yè)主提供標準的

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礦山數(shù)字化Z-NET綜合通信系統(tǒng)

工業(yè)以太網(wǎng)環(huán)境。支持TCP/IP技術(shù)為基礎(chǔ)的礦山信息化建設(shè)。

1.3.3礦區(qū)地面無線通信

手機可以從井下漫游到地面，通過構(gòu)建地面的無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)地面辦公生活環(huán)境與礦區(qū)調(diào)度生產(chǎn)的一體化無線通信。

1.3.4工業(yè)自動化通信平臺

支持發(fā)電廠等工業(yè)現(xiàn)場的自動化應(yīng)用，可實現(xiàn)無線巡檢、自動抄表等工業(yè)自動化應(yīng)用。

1.3.5井下廣播

支持井下IP廣播技術(shù)，可以播放音樂和通知，緊急情況下警報廣播等。

1.4系統(tǒng)特點

定位方面，Z-NET系統(tǒng)采用最新的定位技術(shù)，具有低功耗、智能化的特點。在通信方面，國家已經(jīng)規(guī)定從市場上退出小靈通系統(tǒng)，所以從今年開始，井下通信將主要采用WIFI技術(shù)體制的手機通信產(chǎn)品。Z-NET是國內(nèi)最早開發(fā)的WiFi手機通信系統(tǒng)之一，是目前國內(nèi)唯一自主研發(fā)的WiFi系統(tǒng)。

Z-NET的技術(shù)特點在于她既是一個寬帶綜合通信平臺，又全部按照防爆等級中最嚴格的本質(zhì)安全要求設(shè)計產(chǎn)品。她有以下特點：

（1）全本安設(shè)計，安全性高

Z-NET系統(tǒng)及設(shè)備全部按照本質(zhì)安全型設(shè)計，系統(tǒng)安全，可靠性高，可以在井下任何位置安裝，在任何情況下工作，包括在其他設(shè)備必須閉鎖的情況下繼續(xù)工作。井下分站電源帶UPS功能，可以在斷電情況下繼續(xù)工作2小時以上，提供應(yīng)急情況下寶貴的人員定位信息和持續(xù)通信能力。

Z-NET是目前唯一能夠把綜合功能的系統(tǒng)設(shè)備做成全本安的。（2）寬帶綜合通信平臺設(shè)計思想（支持多業(yè)務(wù)能力）

寬帶、綜合通信平臺符合數(shù)字化煤礦建設(shè)的行業(yè)和國家標準，提供了多種功能的集成，特別是井下應(yīng)用，包括：井下人員定位考勤、無線手機電話、實時數(shù)據(jù)傳輸、視頻監(jiān)控等。同時系統(tǒng)具有很好的拓展性，可拓展很多應(yīng)用系統(tǒng)，如考勤管理系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、決策支持和應(yīng)急預(yù)案管理系統(tǒng)、應(yīng)急通信系統(tǒng)、遠程監(jiān)控系統(tǒng)等。極大地降低了用戶建設(shè)成本，降低了系統(tǒng)全壽命周期費用，提高了企業(yè)的管理效率。

（3）跟蹤定位

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礦山數(shù)字化Z-NET綜合通信系統(tǒng)

Z-NET系統(tǒng)提供較高的井下信號覆蓋率，實現(xiàn)對井下人員和車輛的全程實時定位，還可以提供機車人員靠近告警等功能。

（4）簡便性

井下設(shè)備體積小、重量輕，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護方便。

Z-NET系統(tǒng)井下固定設(shè)備和材料僅有分站、電源、電源線和光纜。井下本安分站重量輕，安裝方便。巷道內(nèi)沿任何方向只引出一跟光纜，方便維護。井下光纜少，并且不需要井下交換機（已經(jīng)集成到分站中），也不需要基站控制器和中繼器等設(shè)備，節(jié)約了大量建設(shè)成本的同時也減少了維護工作量，保證了系統(tǒng)的高可靠性。

（5）兼容性

系統(tǒng)采用標準化且成熟的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、軟硬件和有線/無線傳輸技術(shù)，對使用條件要求較低，布設(shè)方便，便于調(diào)整和彈性配置，易于擴展。Z-NET可與現(xiàn)有辦公網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)共存和聯(lián)網(wǎng)運行，同時提供廣泛采用的標準化接口，使得各類信息設(shè)施可靈活方便地接入�？蛇B接如地面固定電話、辦公自動化網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)現(xiàn)場總線、現(xiàn)有模擬圖像系統(tǒng)、人力資源數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等。使企業(yè)原有的各類系統(tǒng)都可以方便地接入統(tǒng)一的傳輸平臺，充分利用現(xiàn)有資源，保護用戶投資。

（6）信號覆蓋強

無線通信井下信號覆蓋水平在全行業(yè)處于絕對領(lǐng)先水平。不用定向天線即可實現(xiàn)半徑300米以上的無線信號覆蓋。

（7）互聯(lián)互通

Z-NET可實現(xiàn)跨網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，配置相應(yīng)的服務(wù)器和軟件后，管理人員即使在外地出差，也可以通過互聯(lián)網(wǎng)、國家公共電信網(wǎng)、3G移動網(wǎng)絡(luò)等，訪問和查看礦內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)情況，包括可以從外部與井下手機通話。

綜合起來，Z-NET系統(tǒng)為方便企業(yè)管理和全面建設(shè)數(shù)字化煤礦提供了性價比較高的基礎(chǔ)平臺。

1.5基本原理

Z-NET系統(tǒng)基于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的設(shè)計，傳輸采用了IEEE802系列標準技術(shù)，包括IEEE802.3、IEEE802.11和IEEE802.15.4等。

系統(tǒng)布設(shè)時，在井下需要進行人員跟蹤的區(qū)域和巷道中，根據(jù)現(xiàn)場勘測結(jié)果和具體情況需要，安裝一定數(shù)量的KJ399-F礦用本安型讀卡分站，井下信號盡可能設(shè)計為覆蓋全部巷道。

7

深圳市哲揚科技有限公司

電話：0755-83185604,83185573傳真：0755-264679礦山數(shù)字化Z-NET綜合通信系統(tǒng)

規(guī)定每個下井人員必須佩帶一個KJ399-K礦用本安型標識卡，當人員下井以后，只要其在井下網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋范圍內(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，具體時間等），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)。

一旦井下發(fā)生突發(fā)情況，井下人員可通過所攜帶的標識卡發(fā)出警報。井下人員只要按標識卡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并顯示報警位置。

管理者可隨時觀看大屏幕或電腦上的井下人員及設(shè)備活動情況，并可查看任意區(qū)域、任何班組/個人的信息狀況，并可進行全部或分組報表打印，歷史數(shù)據(jù)查詢，人員蹤跡快放查看等，為管理帶來極大的方便。

語音通話：在上述網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上，不需要另外布設(shè)線路，只需增加手機終端設(shè)備，就可以實現(xiàn)井下無線手機通話。無線手機的電話號碼是預(yù)先分配好并在手機中設(shè)置好的。手機開機后會自動搜索基站信號，如果信號搜索成功，分站會為手機分配網(wǎng)絡(luò)地址，這個地址在網(wǎng)絡(luò)中是唯一的。擁有了網(wǎng)絡(luò)地址的手機會自動注冊到位于地面調(diào)度室的SIP軟交換服務(wù)器上，服務(wù)器會生成一張列表，把所有在線的手機號碼與他們上報的當前網(wǎng)絡(luò)地址對應(yīng)排列，人員撥號時撥的是手機號碼，而軟交換機通過其保存的在線手機列表找到它們當時的網(wǎng)絡(luò)地址，把信令信息轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址，從而實現(xiàn)了撥號。完成撥號后，語音信息直接從一個手機（的網(wǎng)絡(luò)地址）被發(fā)送到目的手機（的網(wǎng)絡(luò)地址），從而實現(xiàn)了語音通信。

通過中繼網(wǎng)關(guān)，井下移動通信網(wǎng)可以連接企業(yè)內(nèi)部的辦公電話網(wǎng)或外部公網(wǎng)，從而實現(xiàn)有線固定電話和井下無線手機的對通。

如果不設(shè)置防火墻，企業(yè)內(nèi)部辦公網(wǎng)則可以和井下無線網(wǎng)直接相通。視頻監(jiān)控：增加攝像機即可實現(xiàn)井下視頻監(jiān)控。

廣播：系統(tǒng)可接入廣播裝置，廣播裝置直接與本安分站相連，不需要另外敷設(shè)一套系統(tǒng)。

系統(tǒng)中所有設(shè)備及功能共用一個網(wǎng)絡(luò)，為用戶節(jié)約了大量資金的同時，也大大減少了繁雜線路的布設(shè)，減少了維護工作的同時也大大降低了企業(yè)的安全隱患。

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第二章總體設(shè)計

2.1系統(tǒng)設(shè)計的依據(jù)

2.1.1KJ399子系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)

GB191201*包裝儲運圖示標志

GB3836.1201*爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第1部分通用要求GB3836.4201*爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第4部分本質(zhì)安全型“i”MT2091990煤礦通信、檢測、控制用電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)要求GB/T10111-1988利用隨機數(shù)骰子進行隨機抽樣方法GB/T1004－201*煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求GB/T1008－201*煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)軟件通用技術(shù)要求GB/T2887201*電子計算機場地通用規(guī)范

MT/T286－1992煤礦通信、自動化產(chǎn)品型號編制方法和管理辦法MT/T7721998煤礦監(jiān)控系統(tǒng)主要性能測試方法MT/T899201*煤礦用信息傳輸裝置

AQ6210－201*煤礦井下人員作業(yè)管理系統(tǒng)通用技術(shù)條件AQ1043201*礦用安全標志標識

2.1.2KTW134子系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)

GB/T191-201*包裝儲運圖表標志

GB3836.1-201*爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第1部分：通用要求

GB3836.4-201*爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第4部分：本質(zhì)安全型“i”GB9813-201*微型數(shù)字計算機通用規(guī)范

MT209-90煤礦通信、檢測、控制用電工電子產(chǎn)品通用技術(shù)要求MT210-90煤礦通信、檢測、控制用電工電子產(chǎn)品基本試驗方法MT/T286-1992煤礦通信、自動化產(chǎn)品型號編制方法和管理辦法GB9969.1工業(yè)產(chǎn)品使用說明書總則Q1043201*礦用安全標志標識

2.2系統(tǒng)設(shè)計原則

Z-NET系統(tǒng)在研發(fā)過程中綜合考慮了以下基本原則：（1）滿足用戶的功能要求

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同時綜合滿足用戶對井下人員/設(shè)備定位、考勤、通話、實時數(shù)據(jù)傳輸、視頻監(jiān)控和廣播等的需求。定位具有信號覆蓋區(qū)內(nèi)全程、連續(xù)、實時定位跟蹤，安全性高。

（2）在達到超過國家規(guī)定的安全指標的基礎(chǔ)上，全面提升系統(tǒng)的性能。（3）控制系統(tǒng)成本，節(jié)省用戶開支

一套綜合系統(tǒng)實現(xiàn)多項功能，省略了重復(fù)布線帶來的人工和材料成本，提高了可靠性和可維護性，降低了維護成本，降低了系統(tǒng)總維護運行費用。

（4）系統(tǒng)要容易施工，容易維護

僅需一條光纜連接全部設(shè)備，井下分站重量輕，安裝方便，安裝維護速度快。（5）人性化界面，提供友好的界面，操作容易，功能全面。（6）模塊化設(shè)計，方便系統(tǒng)升級及網(wǎng)絡(luò)擴容。

Z-NET系統(tǒng)是現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計方法下設(shè)計的，各分系統(tǒng)間界面清晰，無論是硬件還是軟件，各個分層間結(jié)構(gòu)清楚，完全標準化，便于升級和擴容。

（7）兼容性，接口方式靈活，能滿足礦山信息化建設(shè)要求

采用標準TCP/IP接口，完全滿足信息化要求，可與各種應(yīng)用軟件接口，傳遞數(shù)據(jù)。

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第三章主要設(shè)備

3.1KJ399-F礦用本安型讀卡分站

圖2KJ399-F礦用本安型讀卡分站

防爆標志為ExibⅠ。

該綜合分站是一種多功能無線通信分站（基站），可綜合用于識別人員佩帶的無線標識卡和手機移動通信。

KJ399-F礦用本安型讀卡分站具有通信分站和網(wǎng)絡(luò)交換機的雙重功能，使井下礦用綜合通信系統(tǒng)（包括人員定位，手機移動通信，各種傳感器數(shù)據(jù)傳輸，無線視頻監(jiān)控）只需要一個綜合分站，不需要井下交換機（已經(jīng)集成到分站中），也不需要基站控制器和中繼器等設(shè)備，同時線路的布設(shè)中也大量減少了光纜的使用。整個系統(tǒng)不僅簡潔、可靠性高，便于安裝和維護，更為用戶節(jié)約了大量的資金。

KJ399-F綜合分站的特點：

a）多功能：不僅可用于KJ399礦用人員管理系統(tǒng)，還可用于KTW134礦用無線通信系統(tǒng)和其他業(yè)務(wù)子系統(tǒng)；分站內(nèi)置光電收發(fā)器，不需要井下交換機、基站控制器和中繼器等設(shè)備。

b）大范圍內(nèi)同時快速、可靠的識別許多KJ399-K礦用本安型標識卡，并具有微功率、識別率高、高抗干擾性、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。

c）結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、體積小巧，輕便，非常便于安裝和維護。d）傳輸距離遠：有線傳輸距離10千米以上，無線通信高達500米。

e）可移動性：分站無線通信方式提供了高度的便捷性，使設(shè)備可根據(jù)實際情況移動。一旦某一區(qū)域不再需要使用，如采掘面的采掘工作全部完成，可把該區(qū)域內(nèi)的分站移到其他需要的地方或者回收上來備用。

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f)具有多種電源接入方式，并具有備用電源供應(yīng)急之用。主要技術(shù)指標

重量：8千克（含內(nèi)置光電收發(fā)器）；

無線覆蓋半徑：500米（截面積為20平方米時）光纜最大傳輸距離：不小于10千米；分站與標識卡通信

ooo

接收靈敏度：≤-75dBm；無線通信距離：>200米；

容量:單個分站可容納1千個標識卡。無線頻段：2.4GHz；有線：單模光纖；工作頻段：2.4GHz；接收靈敏度：≤-75dBm；最大通信距離：500米。

分站與分站通信

oo

分站與手機通信

ooo

有線光信號接口數(shù)量：3個以太網(wǎng)光信號接口；配套本安電源含2小時備份電池。

3.2KJ399-K礦用本安型標識卡

防爆標志為ExibⅠ。

KJ399-K礦用本安型標識卡是一款專為礦井設(shè)計的多功能的無線定位的終端設(shè)備，由礦工下井時隨身佩帶，也可安裝在設(shè)備上，以了解設(shè)備的運作情況。

KJ399-K標識卡為礦用本質(zhì)安全型標識卡。

分站自動對標識卡進行識別，實現(xiàn)人員的跟蹤定位。不需要人為的干擾，不影響攜卡人員的正常工作。標識卡定位精度高、抗干擾能力強、接收靈敏度高，與分站的無線通信距離遠（大于200m）。

圖3KJ399-K礦用本安型標識卡

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該標識卡采用本安設(shè)計，其特點如下：

a）自動、實時跟蹤定位：佩帶該標識卡的工人/設(shè)備只要在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)，系統(tǒng)自動對標識卡進行定位，可知道井下人員/設(shè)備在任意時刻的具體位置。

b）兼報警功能：攜帶標識卡的工人可通過標識卡上的報警按鈕進行報警。c）多個標識卡可同時被檢測，并具有無線微功率、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，同時體積小便于攜帶和安置。

主要技術(shù)指標

識別距離：>200米；

誤碼率：礦山數(shù)字化Z-NET綜合通信系統(tǒng)

KTW134-S礦用本安型手機是專門為礦井設(shè)計的無線通話終端設(shè)備。該手機為WIFI手機，可在KJ399-F礦用本安型讀卡分站的無線覆蓋范圍內(nèi)進行語音通話，可實現(xiàn)手機與手機通話、手機與固定電話通話，并且在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)免費通話。該手機為工業(yè)手機，待機時間長，耐強力沖擊。

主要技術(shù)指標

防爆形式：ExibⅠ；

無線接入方式：IEEE802.11b；振鈴提示方式：響鈴、振動。工作頻段：2.4GHz；工作協(xié)議：無線以太網(wǎng)；接收靈敏度：≤-75dBm；無線通信距離：500米；振鈴響度：≥70dB。待機時間：150小時；通話時間：6小時；

工業(yè)手機設(shè)計、防塵、防水、防震

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第四章系統(tǒng)軟件

4.1KJ399礦用人員管理系統(tǒng)

4.1.1概述

KJ399礦用人員管理系統(tǒng)是深圳市哲揚科技有限公司為礦井、礦山隧道等場所的人員和移動設(shè)備（如機車）進行實時定位、跟蹤監(jiān)控和考勤管理開發(fā)的完整解決方案。系統(tǒng)采用無線射頻技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)和地理信息系統(tǒng)，可提供豐富的數(shù)據(jù)、圖形信息，能從地面實時監(jiān)測井下人員、設(shè)備當前位置、行走路徑，統(tǒng)計井下人員數(shù)量和分布情況，按照礦井的實際情況提供考勤功能。

KJ399系統(tǒng)能及時、準確將井下各個區(qū)域的人員及設(shè)備的動態(tài)情況反映到地面計算機系統(tǒng)，使管理人員能夠隨時掌握井下人員、設(shè)備的分布狀況和每個礦工的運動軌跡，以便于進行更加合理的調(diào)度管理。一旦礦井發(fā)生事故（如冒頂或火災(zāi)等），準確確定井下人員所在位置，成為施救能否成功的難點和關(guān)鍵點。KJ399系統(tǒng)可根據(jù)人員分布情況提供最佳的逃生路線，并可快速檢索井下人員的最后時刻位置，給救援人員提供相應(yīng)信息，為營救爭取寶貴時間。

4.1.2系統(tǒng)功能

（1）實現(xiàn)井下坑道作業(yè)面工作人員的實時跟蹤定位(并且定位具有方向性，可識別

各方向的標識卡)，及時準確的提供井下人員的數(shù)量、位置、分布情況和每個人員所在的位置及各時間段的活動軌跡，為事故處理和救援工作提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)，保證搶險救災(zāi)和安全救護工作的高效運作。

（2）提供直觀的動態(tài)巷道圖，可隨時方便的觀察井下人員的分布情況和系統(tǒng)設(shè)備的工作狀態(tài)。同時，以簡便快速的數(shù)據(jù)處理和查詢手段提高協(xié)助救援工作的效率。

（3）礦井移動目標實時監(jiān)視和屏幕動態(tài)顯示：系統(tǒng)程序通過監(jiān)控機屏幕顯示巷道和通信分站示意圖，顯示通信分站周圍移動目標的相關(guān)信息；

a）顯示各通信分站在巷道內(nèi)的分布情況以及各通信分站的狀態(tài)；b）顯示大巷內(nèi)各人員編號及其當前所在位置；c）顯示各作業(yè)面人員分布表；

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圖5人員定位應(yīng)用圖

（4）實現(xiàn)各部門工作人員考勤功能，能夠出具各部門及個人的各種綜合、明細考勤報表和打印功能，為管理層對生產(chǎn)部門及個人的工作考核提供依據(jù)。

（5）實現(xiàn)井下定點考勤功能，可以幫助監(jiān)督特殊部門工作人員是否在規(guī)定時間到規(guī)定地點工作，以達到強化井下作業(yè)管理的目的。

（6）信息存儲和歷史數(shù)據(jù)播放：系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)存儲和播放功能。調(diào)度員可隨時播放該時間段內(nèi)任意時段的人員分布情況，以便為事故分析提供依據(jù)。

圖6歷史數(shù)據(jù)查詢

（7）突發(fā)情況報警功能，井下人員遇到突發(fā)情況（如火災(zāi)、爆炸、冒頂、透水等）可通過KJ399-K礦用本安型標識卡上的報警按鈕進行報警。

圖7報警界面

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（8）異常數(shù)據(jù)自動報警功能，如限制區(qū)域和下井時間超長報警。

（9）人機對話：系統(tǒng)具有人機對話、操作權(quán)限管理以及系統(tǒng)主機雙機切換功能。

圖8登陸界面

（10）自診斷：檢測網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備工作是否正常。

（11）各類報表查詢：有井下人員信息查詢、出入井時間查詢、重點區(qū)域查詢、限制區(qū)域查詢、報警信息查詢。

圖9人員出入井時間查詢

（12）系統(tǒng)具有報警和班組設(shè)定、工種信息錄入、人員信息錄入功能。

（13）地圖編輯功能：具有矢量圖管理功能，能夠?qū)�工程圖進行矢量化和矢量圖屬性編輯，具有放大、縮小、移動、視野控制等功能；能在矢量圖上定位并顯示人員的位置和基本信息（姓名、部門、職務(wù)、通訊電話等）。

（14）系統(tǒng)具有軟件自監(jiān)視、軟件容錯功能，同時具有實時多任務(wù)功能。

4.1.3系統(tǒng)特點

（1）基于GIS技術(shù)的地理信息顯示、查詢系統(tǒng)（2）井下大范圍覆蓋（3）定位精度高、誤碼率低（4）主機互為備份可靠性高

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（5）光纖與無線綜合布局、光纖環(huán)網(wǎng)提供了高可靠系（6）具有光以太網(wǎng)接口，便于連網(wǎng)

（7）系統(tǒng)安全性高，斷電（意外斷電）情況下可持續(xù)工作兩小時以上。主要技術(shù)指標

無線探測距離高達500米；

巡檢周期：＜30秒（符合AQ6210標準）；

系統(tǒng)容量：每個礦井可接入200臺分站和超過1萬個標識卡；井下信號覆蓋率：大于70%（典型情況）；允許最大位移：大于5米/秒、

4.2KTW134礦用無線通信系統(tǒng)

基于工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)，采用WIFI和VOIP技術(shù)，使用2.4G自由無線頻段，全數(shù)字化，是通訊發(fā)展的趨勢。KTW134礦用無線通信系統(tǒng)是基于工業(yè)以太網(wǎng)的話音通信系統(tǒng)。本系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)交換機和光纖組成的有線網(wǎng)絡(luò)為骨干，在井下設(shè)立若干無線通信分站，通過無線局域網(wǎng)絡(luò)覆蓋井下巷道，使礦用本質(zhì)安全型手機能夠接入無線局域網(wǎng)絡(luò)，從而實現(xiàn)井上對井下的語音調(diào)度以及井下與井下的通話。

系統(tǒng)采用VOIP軟交換技術(shù)，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)、語音、移動業(yè)務(wù)的無縫融合，支持復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的多點平滑組網(wǎng)，所有節(jié)點的交換機采用統(tǒng)一編號計劃，節(jié)點間呼叫可直撥分機號完成，支持井下專用防爆寬帶手機（WiFi手機）的漫游，同時支持上行到NGN（下一代網(wǎng)絡(luò)）的接入方式，在SIP協(xié)議支持下可開發(fā)出電話會議、多方通話、對講等服務(wù)，可開發(fā)出調(diào)度功能。

本系統(tǒng)采用統(tǒng)一標準的工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)具有較強的擴展性，可以實現(xiàn)專網(wǎng)與公網(wǎng)間互聯(lián)互通。

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公用電話網(wǎng)網(wǎng)關(guān)地面分站站語音服務(wù)器分WIFI手機調(diào)度臺網(wǎng)絡(luò)交換機調(diào)度電話地面井下本安分站

本安手機

圖10無線手機通信系統(tǒng)應(yīng)用圖

主要特點：

（1）成熟的WiFi技術(shù)，具有低發(fā)射功率下無線覆蓋范圍廣（500m）、無線傳輸速度快、通信保密性好等技術(shù)優(yōu)勢，是煤礦井下無線通信覆蓋的首選技術(shù)產(chǎn)品。

（2）提供多業(yè)務(wù)綜合平臺，不僅能夠提供超大容量的語音以及穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，能夠同時提供無線調(diào)度、短消息、視頻監(jiān)控等多種企業(yè)增值業(yè)務(wù)，充分滿足煤礦調(diào)度指揮、安全監(jiān)控以及移動辦公的需要。

（3）同時采用了光交換技術(shù)，由于光纖通信的帶寬容量大、傳輸距離遠，特別是很容易形成光纖工業(yè)環(huán)網(wǎng)等技術(shù)優(yōu)勢。這樣就大大增加了系統(tǒng)的使用優(yōu)勢和可靠性。

（4）系統(tǒng)所采用的分站、手機等設(shè)備均為本質(zhì)安全型設(shè)備，這樣就便于系統(tǒng)在井下工作面、重點區(qū)域等可能含高瓦斯區(qū)域的使用。

（5）具有備用電源，在出現(xiàn)特殊情況（意外斷電）情況下可保證2小時以上不間斷供電，保證系統(tǒng)通信暢通。

（6）支持多點平滑組網(wǎng)和漫游；網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)內(nèi)免費電話。

（7）系統(tǒng)具有可擴展與市話、本地網(wǎng)和長途話局聯(lián)網(wǎng)功能，同時對用戶呼入呼出能夠提供詳細的控制權(quán)限的設(shè)置功能。

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4.3實時圖像視頻子系統(tǒng)

實時圖像視頻子系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控攝像機、后臺網(wǎng)關(guān)服務(wù)器、調(diào)度室/遠程顯示模塊和相應(yīng)的監(jiān)控軟件組成。網(wǎng)絡(luò)攝像頭可以是便攜式的，也可以是固定式的。

由于圖像數(shù)據(jù)量大，如何處理圖像的傳輸是控制井下通信網(wǎng)絡(luò)QoS（服務(wù)質(zhì)量）的關(guān)鍵技術(shù)。Z-NET系統(tǒng)設(shè)計中通過控制網(wǎng)絡(luò)層訪問使系統(tǒng)始終處于安全的工作模式下。

Z-NET系統(tǒng)可實現(xiàn)井上井下所有地點的視頻監(jiān)控。

圖11Z-NET視頻監(jiān)控

4.4廣播系統(tǒng)

主要功能

一鍵呼。即半分鐘之內(nèi)實現(xiàn)全礦井安全生產(chǎn)應(yīng)急救援指揮。

1）“一鍵呼”功能：地面主控站、井下分控站、井下信號控制箱（即報警點），均設(shè)計有“一鍵呼”的緊急廣播按鈕。

2）報警點、分控站上的“一鍵呼”：能將井下應(yīng)急報警信號自下而上，在半分鐘之內(nèi)傳遞至地面主控站，并自動笛聲報警和人工對講報警。

3）地面主控站上的“一鍵呼”：能將接收到的井下報警信號自上而下，在半分鐘之內(nèi)傳遞至全礦井廣播裝置中的每一個音箱，并自動笛聲報警和人工呼叫報警，實現(xiàn)安全生產(chǎn)應(yīng)急救援指揮。

次要功能

由上位機控制自選分區(qū)、分線對講和廣播。廣播會議。廣播調(diào)度。

任一分控站與另一分控站對講，但不能多站對講。

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礦山數(shù)字化Z-NET綜合通信系統(tǒng)

全礦井背景音樂。分控站內(nèi)呼叫和對講。實時或貯存外音源轉(zhuǎn)播。

共享礦井數(shù)字化信息平臺：將其他監(jiān)控系統(tǒng)中的報警信號轉(zhuǎn)化為廣播報警。傳輸距離：不小于20千米；備用電源：不小于2小時。生產(chǎn)調(diào)度指揮安全救援指揮背景音樂播放安全宣傳和礦史教育電話廣播呼叫電話廣播會議

主要技術(shù)參數(shù)

產(chǎn)品用途

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