概述：

為進一步加強企業安全生產，國家安全監管總局、研究頒發《煤礦安全規程》及《煤礦井下安全避險“六大系統”建設完善基本規范》，明確提出需要建設人員定位系統。建立一套煤礦井下人員定位管理系統，搭建完善的井下人員管理生態平臺，有效提高應急救援工作效率，為井下作業人員提供的安全保障。

KJ2232J煤礦井下人員定位系統，基于高精度的UWB定位技術，典型定位靜止時定位誤差不大于0.3m。通過礦用本安型分站、本安型基站、標識卡、引擎軟件等核心模塊搭建煤礦“六大系統”之一的人員定位系統。通過人員佩戴多種形式的定位標簽，實現井下人員實時的高精度定位。井口通過性檢測裝置，檢測下井人員佩戴一張與自身身份匹配的標識卡，從而對人員進行各項安全監管。

系統結構

人員管理系統主要由監控計算機、系統軟件、井口大屏幕LED檢卡顯示系統、環網交換機、人員定位分站、人員標識卡、信息化礦燈、手持檢卡器、避雷器、員工自助查詢終端和傳輸平臺等組成。

監控主機：負責整個系統設備及人員檢測數據的管理、分站實時數據通訊、統計存儲、屏幕顯示、查詢打印、畫面編輯、網絡通訊等任務。

系統軟件：基于三維GIS系統，完成人員信息編碼采集、識別、加工、顯示、存儲、查詢和報表打印。

傳輸平臺：礦井光纖工業以太網綜合信息傳輸平臺、光纜或電纜。

人員定位分站：接收標識卡發出的無線人員編碼信號并計算出通訊距離，能就地滾動顯示所監測到的標識卡卡號，動態存儲24小時內監測到的所有標識卡卡號，具備“黑匣子”功能，具有聲光報警功能。定位分站同時支持WIFI6信號覆蓋，支持IEEE802.11b/g/n/ac/ax協議，可選雙定向天線或四定向天線。

人員標識卡：承載的人員編碼信息，將編碼數據發送給人員定位分站。人員標識卡有礦燈繩式和腰卡等多種方式，支持通用充電接口，單次充電使用時間一個月以上。根據系統在煤礦的現場使用情況反饋，便于對人員標識卡的管理，本方案推薦選用礦燈繩式和腰卡式人員標識卡，用戶也可根據實際需要進行選擇。

信息化礦燈：具有礦燈和人員標識卡的功能，支持雙向通信和定位；內置磷酸鐵鋰電池。

手持檢卡器：手持便攜式讀卡終端，支持激光甲烷監測功能，用于檢卡、搜救、離線考勤等功能。

井口檢卡系統：包括井口智能檢測門，檢測一人是否多帶卡；同時由控制計算機、檢卡器和LED大屏幕組成的井口檢卡顯示系統，能實時顯示下井人員的卡號、姓名和班次等信息。

員工自助查詢系統：獨立的操作簡便的查詢界面，支持觸摸屏方式。可查詢個人信息、下井情況、各種補貼發放情況等。

系統組成

系統圖

系統工作原理

KJ2232J礦用人員精確定位系統采用的超寬帶(UWB)技術是一種全新的、與傳統通信技術有極大差異的通信新技術。它不需要使用傳統通信體制中的載波，而是通過發送和接收具有納秒或納秒級以下的極窄脈沖來傳輸數據，從而具有GHz量級的帶寬。超寬帶系統與傳統的窄帶系統相比，具有穿透力強、功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統復雜度低、能提供精確定位精度等優點。因此，超寬帶技術可以應用于室內靜止或者移動物體以及人的定位跟蹤與導航，且能提供十分精確的定位精度，本系統通過現場實測靜態定位精度小于0.5米，動態定位精度小于3米，通訊距離大于400米。

本系統支持TOF和TDOA兩種工作模式，UWB的測距原理為雙向飛行時間法，每個模塊從啟動開始即會生成一條獨立的時間戳 。模塊A的發射機在其時間戳上的Ta1發射請求性質的脈沖信號，模塊B在Tb2時刻發射一個響應性質的信號，被模塊A在自己的時間戳Ta2時刻接收。有次可以計算出脈沖信號在兩個模塊之間的飛行時間，從而確定飛行距離S。S=Cx[(Ta2-Ta1)-(Tb2-Tb1)](C為光速)

知道了UWB的測距原理，再實現UWB的定位原理就很容易了。UWB的室內定位功能和衛星原理很相似，就是通過布置多個(2個以上)已知坐標的定位基站，需要定位的人員或設備攜帶定位標簽，標簽按照一定的頻率發送脈沖信號，不斷和多個已知位置的基站進行測距，通過一定的精確算法定出標簽的位置。

TDOA模式定位工作流程：

（1）  每個定位標簽以UWB脈沖重復不間斷發送數據幀；

（2）  定位標簽發送的UWB脈沖串被定位基站接收；

（3）  每個定位基站利用高敏度的短脈沖偵測器測量每個定位標簽的數據幀到達接收器天線的時間；

（4）  定位基站通過WIFI或者以太網實現與后臺服務器通信；

（5）  定位引擎參考標簽發送過來的校準數據，確定標簽達到不同定位基站之間的時間差，并利用TDOA算法來計算標簽位置；

（6）  最后，終端設備（應用軟件）顯示出定位標簽的位置。

TOF模式功耗高定位精度高，TDOA模式功耗低同時定位精度略低，本系統可以軟件設置TOF和TDOA工作模式，根據用戶需求實現功耗和定位精度的動態調整。

本系統產品已根據煤礦安全生產的技術要求和國家安全標準進行獨立設計，可以滿足煤礦井下人員監測與考勤管理的自動化和信息化管理要求，同時可充分利用礦井已有煤礦監控系統平臺資源聯網運行，有效節約投資。

KJ2232J礦用人員精確定位系統是集計算機軟硬件、信息采集處理、無線數據傳輸、網絡數據通訊、自動控制等技術多學科綜合應用為一體的自動識別信息技術產品，該系統是通過對煤礦坑道遠距離移動目標進行非接觸式信息采集處理，實現對人、車、物在不同狀態（移動、靜止）下的自動識別，從而實現目標的自動化管理。

該系統集成了技術含量很高的超寬帶(UWB)通訊識別技術，采用專用通訊控制芯片實現可靠的無線數據通信，基站及信息機為本質安全型電路，安裝方便，作用距離遠、識別無"盲區"、信號穿透力強、安全保密性能高、對人體無電磁污染、環境適應性強、可同時識別多人。

當井下人員隨身攜帶人員標識卡進入讀卡分站信號覆蓋區域后標識卡立即被激活（未進入信號覆蓋區時標識卡處于休眠狀態不工作），經信號沖突檢測后無須人員動作自動發射加密數據載波信號，將人員信息發送給讀卡分站。

讀卡分站收到標識卡發送來的信息處理后直接傳送到地面，或通過礦用環網交換機接入礦井工業以太網發給地面中心站完成礦井人員自動跟蹤定位。地面控制中心計算機將收到的信息結合井下電子地圖(GIS)顯示在屏幕上，同時保存到數據庫，以備隨時查閱。可以實時顯示某個區域和巷道內人員的數量和分布情況；可以顯示人員的移動路線；可以對人員進行實時定位和跟蹤；可以查詢特定人員在井下的實時位置。可以實時顯示定位信息和查詢某一歷史時刻的人員作業信息。地面管理人員可以全面、準確的掌握井下人員的數量和分布情況。

系統功能

1、實時定位

人員定位系統通過二維/三維電子地圖實時顯示在崗工人、運輸叉車、廠區車輛等位置，可查看定位人員、車輛詳細信息，實現工廠人、車、物位置管理。

2、區域管理

實時統計進礦各區域人員、車輛的數量，實現下礦人員位置的動態管理及物資設備的有效監控。

3、安全管理

能夠現場實時對進入裝置內的人員進行人臉識別和定位標簽卡識別，實現雙重身份驗證，只有當兩種身份匹配，且僅攜帶一張與被檢測人員相對應的標識卡時才通過。通過出入井性檢測，系統可實時監控井下人數變化，當人數超載時，系統自動報警，提醒管理者及時調度處理，消除安全隱患。

4、考勤管理

礦井人員定位系統可自動生成人員考勒信息，記錄打卡時間及位置，并自動統計各時間段內的個人或部門工作時長信息。

5、報警

警示報警:工作超時、區域超時、不動、井下超員等情況報警

尋呼報警: 通過系統主動下標識卡下發報警信息并生成記錄

SOS報警:人員主動觸發SOS報警后生產記錄

設備故障報警:設備掉線、失電等情況報警

性檢測裝置報警:設備異常離線報警

工作面接近保護裝置交瓦:對接礦共現有接近保護裝置，自主設定人員-工作面液壓支架安全距離，小于安全距離觸發告警，并控制支架運行狀態，保障人身安全視頻聯動

6、歷史軌跡回放

支持對礦井下單人或多人的歷史軌跡查詢及回放，為事件處理提供直觀、可視化的決策依據。

7、SOS一鍵報警

提供SOS按鈕主動報警，管理人員收到信息后，可快速定位報警工人位置，聯動監控視頻查看現場情況，做出緊急應對措施。

實物系統圖

系統優勢：

具體參數

KJ2232-F礦用本安型讀卡分站

KJ2232-F1礦用本安型基站

KJ2232-K礦用本安型標識卡

KJ2232-S礦用本安型搜索儀