矿山无缝监控救援指导与数字化管理系统.ppt

矿山无缝监控、救援指导与数字化管理系统
技术报告
山东省科学院计算中心
项目研究背景
近年来,我国煤矿事故的数量不断增加,给国家的财产和公民的生命造成了巨大的损失,主要原因是缺少先进的煤矿井下人员管理模式和手段,做不到地面和井下人员的及时沟通,井上难以及时动态掌握井下人员分布及作业情况,不能进行无缝的、全程精确人员定位,此外,发生事故后缺乏有效的救援指导方案也是造成巨大损失的重要原因。
当前市场产品存在的问题
完全覆盖问题:是否有节点进入盲区
缺乏灵活有效地环境信息实时采集手段
缺乏事故发生后的应急求援措施
定位精度、有效距离受限
多种系统分立,重复建设成本高
系统立项来源与目的
《矿山无缝监控、救援指导与数字化管理系统》由山东省科学院和济宁市信息产业局牵头和组织,由济宁高科股份有限公司和山东省计算中心联合研发,目的是彻底解决目前煤矿井下无法全程定位、双向通信、缺乏实时环境危险预警机制和救援指导措施的局面。
系统功能-定位、语音和视频等最新信息技术的大集成
提供井下的全程无缝(包括掘进工作面)的人员定位、双向通信、紧急状态和事故发生时的求援指导
提供井下动态的环境信息(***浓度等)采集,并通过无线自组网络传送到井上管理系统中以作实时预警
将定位求援系统、语音通信系统和视频监控系统统一到工业以太网标准下,使三个系统使用同一基础网络建设,可极大地节省成本并且便于统一的管理
系统上位管理软件支持井下GIS系统,井上全数字化集成管理并支持上级安监、煤监等领导机构通过VPN网络实时查看煤矿安全生产信息
系统网络架构
系统组成-有线和无线的有机集成
基于无线传感器网络的井下人员定位管理子系统
本子系统运用 ZigBee 技术进行井下人员定位,通过定位基站实现地面监控中心与井下人员的实时通信。系统采用无线自组网络技术实现巷道内及工作面的人员定位,从而实现全程无缝定位的功能,并采用自有定位算法提高定位精度。
基于VoIP的语音通讯子系统
本子系统以光纤有线网络为骨干,在井下采用AP搭建无线网络,WIFI手机、固定电话等终端接入设备通过无线基站和SIP服务器实现群呼、组呼功能。从而实现井下和井上的语音通讯,为煤矿提供了最大限度的安全保障及可管理性。
数字视频监控子系统
本子系统通过网络红外摄像机及其辅助设备(镜头、云台等)对井上、井下的关键场所进行监控,直接观看被监视场所的一切情况。
软件系统组成
人员定位管理子系统
语音呼叫子系统
视频管理子系统
网络管理子系统
数字化管理系统将包含以下子系统,其功能详见《可行性分析报告》中的“功能性需求分类”和“非功能性需求分类”
系统主要产品
定位子系统中的定位基站(中心型、路由型)、无线标识卡、救援机
语音子系统中的井下AP、WIFI手机、语音网关、SIP服务器
视频子系统中的井下红外数码摄像机
具备无线自组网功能的***传感器
信息一体化管理系统
系统的特点和创新
全程覆盖、双向通信、在任何时间可以找到任何人
实时救援指导功能:可通过上位软件实时查看各区域人员位置及危险发生的区域,通过全程覆盖的网络实时通知相应区域人员撤离;撤离过程中可实时查看并随时指导人员的行动路线,保证撤离安全
工作面自组网络覆盖,安装方便、设备可重用以节省成本
传感器实时环境信息采集,减轻工作量的同时完成安全巡检人员的巡更监控
定位精度更高
定位、语音、视频都集成到工业以太网,而非原来分离的系统和不同的协议