基于人員定位系統的煤炭盜采監測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種基于人員定位系統的煤炭盜采監測方法，該方法涉及人員定位、 無線通信和數據處理等領域。
【背景技術】
[0002] 煤炭是我國主要能源，約占一次能源70%。煤炭行業是高危行業，瓦斯、水災、火 災、頂板、煤塵等事故困擾著煤礦安全生產。另外，事故調查表明，煤炭生產中超層越界盜采 引發的死亡事故，在煤礦事故中占有較大的比例。
[0003] 煤炭盜采具有隱蔽性強、發現難、監管難等特點。為及時發現和監管，一些地方管 理部門向私營小煤礦派駐礦人員、進行監督檢查。但由于礦主收買、駐礦監督檢查人員業務 能力和責任心差等原因，沒有能及時發現和遏制盜采、進而釀成一起起死亡事故。因此，急 需研宄防止煤炭盜采的自動檢測技術，避免人工監管的各種人為因素，進一步強化盜采監 管，遏制盜采事件發生，保護國家煤礦資源，防止由盜采引起的傷亡事故。
【發明內容】
[0004] 本發明提出了一種基于人員定位系統的煤炭盜采監測方法。所述方法是在煤礦建 立井下人員定位系統的基礎上實現的，通過對井下人員的人數和位置等信息的處理，實現 對煤炭盜采的監測，具體內容包括：
[0005] 1.實現有人作業地點及行運人巷道的人員定位無線信號全覆蓋，實時采集監測井 下人員定位系統的井下人員數量和位置信息，當監測到識別卡常時間無法通信聯系或實時 監測到井下作業人員少于入井人員時，發出煤炭盜采報警信號。
[0006] 2.在礦井出入口安裝讀卡分站，準確記錄下井與出井人員信息及數量，獲得當前 礦井井下實時總人數M ;當定位系統超過閾值時間TA無法定位某個識別卡，則標記此識別 卡為失聯狀態；設定閾值CA，當失聯卡數量N大于C A，發出煤炭盜采報警信號。
[0007] 3.在礦井出入口安裝讀卡分站，準確記錄下井與出井人員信息及數量，獲得當前 礦井井下實時總人數M ;當定位系統超過閾值時間TA無法定位某個識別卡，則標記此識別 卡為失聯狀態；設定閾值CB，當失聯卡數量N滿足| ，發出煤炭盜采報警信號。
[0008] 4.對于精確定位的人員定位系統，實時監測識別卡位置，當監測到超過閾值時間 TD某識別卡移動半徑不超過定位精度值或設定值時，標記此識別卡為靜止卡；設定閾值C D， 當被標記為靜止卡的數量ND超過閾值CD時，發出煤炭盜采報警信號。
[0009] 5.對于精確定位的人員定位系統，實時監測識別卡位置，當監測到超過閾值時間 TD某識別卡移動半徑不超過定位精度值或設定值時，標記此識別卡為靜止卡；設定閾值c F， 井下總人數為M，當被標記為靜止卡的數量ND滿足| &時，發出煤炭盜采報警信號。
[0010] 6.參考識別卡佩帶人員的工種和規定工作地點信息，當所屬工種屬于固定職守崗 位，且當前所在位置為其規定工作地點時，不將此識別卡標記為靜止卡。
【附圖說明】
[0011] 圖1基于人員定位系統的煤炭盜采監測系統示意圖。
[0012] 圖2基于人員定位系統的煤炭盜采監測系統報警工作流程示意圖。
[0013] 圖3數據分析流程示意圖。
【具體實施方式】
[0014] 所述基于基于人員定位系統的煤炭盜采監測方法通過煤炭盜采監測系統實現，系 統組成如圖1所示，主要包括：
[0015] 1.定位卡（101)，由井下工作人員隨時攜帶，具有與讀卡分站的主動無線通信功 能，內置電池容量應能保證定位卡正常工作2周以上。
[0016] 2.井下讀卡分站（102)，安裝于井下有人作業地點及行運人巷道內，分站安裝間 隔距離不應大于定位卡與讀卡分站通信距離的2倍，實現讀卡分站間人員定位無線信號的 全覆蓋，采用固定電源供電，采用本質安全電路設計或具有隔爆外殼，符合煤礦井下防爆要 求。
[0017]3.礦井出入口讀卡分站（103)，安裝于礦井出入口，較井下讀卡分站具有更高的 靈敏度，防止對定位卡的錯讀漏讀。
[0018] 4.交換機（104);負責所有讀卡分站數據的與井上設備的數據交換。
[0019] 5.定位服務器（105)，負責接收各讀卡分站上傳的定位卡定位相關的數據，直接 或參考上報數據的讀卡分站位置通過計算間接獲得定位卡位置，并將獲得的位置數據與時 間進行存儲；同時為定位系統監控主機（106)或監測服務器（107)提供井下人員定位相關 的信息服務，并提供歷史數據查詢服務。
[0020] 6.定位系統監控主機（106);，通過地理信息系統平臺實現井下巷道地圖等地理 信息的顯示，生產管理人員可通過定位系統監控主機實時獲得井下人員數量、身份及位置 信息，從定位服務器調取統計考勤記錄及歷史位置信息等。
[0021] 7.監測服務器（107);負責接收定位服務器（105)通過互聯網或煤炭專網上傳的 煤礦井下人員的位置信息，并對位置信息進行監測處理和存儲，根據監測結果向監控主機 (108)發出煤炭盜采報警信號，并為監控主機（108)用戶提供查詢調取服務。
[0022] 8.監控主機（108);具有聲光報警功能，當接收到監測服務器發送的煤炭盜采報 警信號后聲光報警，生產監督管理人員通過監控主機查看煤礦生產人員管理情況和煤炭盜 采報警詳情。
[0023] 監測系統報警工作過程如圖2所示：
[0024] 1. (201)定位卡通過無線通信方式向鄰近的讀卡分站發送自身身份信息和與定位 相關的其它信息信號，對于具有自身主動定位功能的定位卡可直接發送自身的實時位置信 息。
[0025] 2. (202)讀卡分站接收定位卡發送的信息信號，并將信息通過有線網絡通信方式 發送給交換機。
[0026] 3. (203)交換機將讀卡分站發送來的信息轉發給定位服務器。
[0027] 4. (204)定位服務器接收由各讀卡分站發送來的信息，解析信息。對于具有主動 定位功能的定位卡信息可直接解析獲得定位卡位置；對于不具有主動定位功能的定位卡信 息，則需參考上報數據的讀卡分站位置及信號場強等信息通過計算間接獲得定位卡位置。
[0028] 5. (205)定位服務器將獲得的位置數據與時間進行存儲；同時將井下人員數量及 定位相關的數據轉發給定位系統監控主機和監測服務器。
[0029] 6. (206)監測服務器通過互聯網或煤炭專網遠程接收定位服務器上傳的井下人員 數量及定位相關的信息，解析獲得所需數據，將監控主機所需的數據轉發，并對數據進行分 析，當數據滿足設定條件時發出煤炭盜采報警信號。
[0030] 7. (207)監控主機接收監測服務器井下人員數量及定位相關的信息，當接收到煤 炭盜采報警信號時，聲光報警，提示生產監督管理人員查看煤炭盜采報警詳情，并作出相應 的處理措施。
[0031] 監測服務器數據處理流程如圖3所示：
[0032] 1. (301)設定失聯卡數量的差值閾值CA或比例閾值CB，CA、（；設定需參考該煤 礦平均井下人員總數M和采掘工作面總數n，一般可設定
【主權項】
1. 一種基于人員定位系統的煤炭盜采監測方法，在煤礦建立井下人員定位系統，其特 征在于：實現有人作業地點及行運人巷道的人員定位無線信號全覆蓋，實時采集監測井下 人員定位系統的井下人員數量和位置信息，當監測到識別卡常時間無法通信聯系或實時監 測到井下作業人員少于入井人員時，發出煤炭盜采報警信號。
2. 如權利要求1所述的監測方法，其特征在于：在礦井出入口安裝讀卡分站，準確記錄 下井與出井人員信息及數量，獲得當前礦井井下實時總人數M ;當定位系統超過閾值時間Ta 無法定位某個識別卡，則標記此識別卡為失聯狀態；設定閾值匕，當失聯卡數量N大于Ca，發 出煤炭盜采報警信號。
3. 如權利要求1所述的監測方法，其特征在于：在礦井出入口安裝讀卡分站，準確記 錄下井與出井人員信息及數量，獲得當前礦井井下實時總人數M ;當定位系統超過閾值時 間Ta無法定位某個識別卡，則標記此識別卡為失聯狀態；設定閾值CB，當失聯卡數量N滿足 ，發出煤炭盜采報警信號。 M
4. 如權利要求1所述的監測方法，其特征在于：對于精確定位的人員定位系統，實時 監測識別卡位置，當監測到超過閾值時間Td某識別卡移動半徑不超過定位精度值或設定值 時，標記此識別卡為靜止卡；設定閾值C D，當被標記為靜止卡的數量Nd超過閾值C D時，發出 煤炭盜采報警信號。
5. 如權利要求1所述的監測方法，其特征在于：對于精確定位的人員定位系統，實時 監測識別卡位置，當監測到超過閾值時間Td某識別卡移動半徑不超過定位精度值或設定值 時，標記此識別卡為靜止卡；設定閾值(；，井下總人數為M，當被標記為靜止卡的數量N d滿足 N i > Cf時，發出煤炭盜采報警信號。 M
6. 如權利要求4或5所述的監測方法，其特征在于：參考識別卡佩帶人員的工種和規 定工作地點信息，當所屬工種屬于固定職守崗位，且當前所在位置為其規定工作地點時，不 將此識別卡標記為靜止卡。
【專利摘要】本發明公開了一種基于人員定位系統的煤炭盜采監測方法，本監測方法通過利用煤礦已廣泛使用的人員定位技術，通過人員定位系統采集井下作業人員的數量及位置數據，實時分析數據，當數據異常的情況符合報警條件時，則自動發出煤炭盜采報警信號。本監測方法充分考慮了煤礦井下作業人員的活動特點，可較為準確地判定煤礦存在的煤炭盜采現象，實施簡單，可避免人工監管的各種人為因素，遏制盜采事件發生，保護國家煤礦資源。
【IPC分類】E21F17-00, E21F17-18
【公開號】CN104832213
【申請號】CN201510224581
【發明人】孫繼平, 劉毅
【申請人】中國礦業大學(北京)
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月6日