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矿业物流管理有人员管理和安全物资管理。人员管理首先是日常作业管理,包括考勤、出入管理、井下人员跟踪定位等;其次是紧急情况管理,即灾害事故预防,责任事故预防,灾害事故后人员定位、搜索、救护等。安全物资指***、***等易燃易爆且对存放、使用有特殊要求的物资。
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2个回答
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据统计,我国矿业开采以及巷道掘进主要采用爆破方法,机械化掘进尺只占5%,所以安全物资在生产过程中应用数量及大,其管理水平直接影响安全生产状况。目前国内矿业物流管理仍以经验管理、人工管理为主,灾害、事故发生率居高不下。此外,矿井下多尘、潮湿等恶劣环境因素造成人员、物资缺乏可靠的跟踪管理手段。针对这种情况,利用RFID(射频识别威廉希尔官方网站
)非接触远距离识别、多目标识别、环境敏感性低、标签数据容量大、标签可读写等特点,以其为关键威廉希尔官方网站
且与计算机、网络、信息管理威廉希尔官方网站
有效结合的矿业物流管理系统,实现人员、物资的动态实时管理,改变矿业安全管理状况。
1 系统设计原理及构成 1.1 系统原理 系统由井下数据采集传输单元和地面控制管理单元组成,中间为数据传输网络。矿井下数据采集传输单元基本组成元件为射频标签、阅读器、天线和中间件。系统工作原理为阅读器通过天线发射电磁波,射频标签经自身天线接收电磁波后,或者依靠电感能量(无源),或者依靠自身能量(有源)将所存储信息发射回去。信息包括ID、身份标识等静态信息和环境、位置等动态信息。阅读器接收信号并经中间件处理后,通过数据传输网络传送给井上数据库,经应用软件系统调用解析后,实现人员监控、事故预警、安全物资监控、中央控制、远程领导查询等各种应用。系统原理如图1所示。 1.2 系统结构设计 1)系统软件结构设计系统地面工作站和数据服务器间选取传统的C/S体系结构。用户界面、管理系统软件存放在工作站上,而数据库访问及后台操作则由服务器来完成。 2)数据传输网络设计数据传输接口采用标准RS232和RS485串口,也可采用RJ45以太网和无线WLAN接口。传输网络尽量采用井下已有的安全监控系统信道、通信光缆等,在保护原有投资基础上实现功能提升。 3)射频标签选择射频标签工作频率分为低频(100~500 kHz)、中频、高频(13.56 MHz)、超高频(860~930 MHz)和微波(2.4~5 GHz)。若频率高,则识别距离大,通信速度快,抗噪能力强,但对障碍物(如液体)的穿透性、方向敏感性不如低频。因此,结合两者优点,井下采用工作频率为低频和超高频的双频标签。 4)矿井下物流管理阅读器布置原则 矿井下物资和人员的跟踪可靠性,是基于RFID的矿井下物流管理系统是否能取得理想效果的关健,而阅读器的布置直接影响井下物资、人员的跟踪精度。阅读器布置应遵循以下原则: ①重点巷道连续布置 井下车场、人员物资必经巷道连续布置阅读器。考虑成本,布置间隔以满足跟踪精度为依据,在此前提下尽量减少布置数目。 ②重点设备、危险地段必须布置 带式输送机主机、翻斗等有自然发火预兆的重点设备,除安装监测设备外,应与RFID阅读器关联以实现事故预警。爆破材料库、油库、瓦斯区、封闭火区等危险地段必须布置阅读器。 ③工作面、必经巷道双向布置 在综采煤工作面这种既有入口又有出口的地段,相关位置应双向布置阅读器。对于1条巷道内有多个采面的情况,将采面集中划分区域,在区域出入巷道安装阅读器实行区域管理。掘进面只在入口处布置阅读器即可实现人员的定位、跟踪。 ④合理布置临时、手持式阅读器 在冒顶危险区、放炮警戒处、巷道维修地段、临时禁止通行地段,布置临时、手持式阅读器进行人员监控。 ⑤安装位置易于装拆 由于采面采矿任务完成后要落顶封巷,生产任务完成后愿架设阅读器要拆卸,重新布置在新开采面。因此,阅读器的安装应遵循易于装拆的原则。 1.3 RFID防碰撞算法 RFID防碰撞算法对于提高矿井下物资和人员的跟踪可靠性是关键威廉希尔官方网站 ,本系统采用的为行链路多标签冲突检测算法,此算法仅需在电子标签中配置1个8位寄存器、1个1位“0”、“1”随机数产生器和2个4位加减1计数器以及少量选择电路就能实现最多达1 048 576个标签的仲裁。仿真表明本算法产生的碰撞概率明显小于二进制数算法,同时通过寄存器高位的灵活设置,还能有效解决低标签密度时空传率高的问题,从而进一步降低了碰撞概率。算法步骤: 1)被动方标签中设计一个4+4位的寄存器(Rel)和1个“0”、“1”随机数产生器(RGI),随机数产生器产生两组随机数,分别加载到寄存器高位和低4位。其中高位加载的位数M可以动态设为1、2、3或4。 2)主动方读写器向所有处在等待态的标签发送初始化命令。标签因此进入仲裁态,用RGI产生4比特随机数,加载到Rel高4位R7~R4,低4位R3~R0全部清零。 3)读写嚣等待一定时间后发送允许回传命令。 4)Rel为全零的标签向读写器回传标签ID。 5)如果当前只有一个标签回传ID,读写器正确读取该ID,则发送确认命令,附加命令参数“低位减1”。回传ID的标签接收到该命令后,进入确认态,其他高4位为全零的标签Rel低4位减1,回到步骤4)重复操作。 6)如果当前有多个标签回传ID,读写器通过CRC校验或码长校验,检测到错误的ID号,则发送确认命令,附加命令参数“寄存器加1”。接收到读写器这个命令后,所有在仲裁态且Rel为全零的标签由RGI产生1比特随机数和寄存器上的数相加后重新载入到寄存器中;其他仲裁态且Rel高4位为零而低4位不为零的标签Rel加1,回到步骤4)重复操作。 7)如果当前没有标签回传ID。读写器等待一定时间后发送确认命令,附加命令参数“低位减1”。所有在仲裁态且高4为全零的标签Rel低4位减1,回到步骤4)重复操作。 8)低4位减1操作重复L次(L是一个系统参数,由系统设定,经验值为4)后,读写器认为所有在仲裁态且寄存器高4位为零的标签都已经被正确读取,则发送确认命令,附加命令参数“高4位减1”,回到步骤4)。 9)标签接收到附加“高位减1”参数的确认命令后,所有Rel高4位不为零的标签高4位减1,回到步骤4)重复操作;在被要求高位减1前已为零的标签则回到等待态。 10)重复2 M次高位减1操作后,读写器认为所有在仲裁态的标签都已经被读取,则仲裁过程停止,所有还处于仲裁态的标签返回等待态。防碰撞算法实现电路如图2所示。 算法仿真:仿真结果如图3所示,可以看到当标签总数为20时,如果把高位寄存嚣的位数从4降到1,则平均碰撞次数从5.5回落到1.4。而当标签总数为200和2000时,高位寄存器位数的改变对平均碰撞次数的影响不大。因此如果在某次仲裁中出现多次空传,读写器可以在下一次仲裁时指示标签改变寄存器高位个数,以此降低空传率,进而可以降低平均碰撞次数。 |
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2 系统功能实现
2. 1 人员管理 1)日常管理 包括考勤登记、矿井下工时计数、上井人员查点、矿井下人员定位跟踪等。矿业工作人员根据岗位不同分为井上、半井上、井下等几类。矿井下人员工作量确定既依据产矿量、掘进尺等工程数据,又与下井工时直接挂钩。半井上、井上人员都要求月井下工时数。引入RFID后,考勤、工时、查点实现自动化,确保高效率和准确性。矿井下人员定位、跟踪是事故顼防的基础,传统管理根本无法实现,而RFID威廉希尔官方网站 填补了该管理空白。工作流程以地面管理系统数据库中生产作业计划人员、区域调度信息为基础,将射频标签ID、身份信息与巷道工作面信息等静态信息作为参考系,与巷道工作面阅读器获取的动态信息相对应,经系统中软件功能逻辑,实现各项功能。 2)紧急情况管理 包括事故预防和事故后处理。事故预防首先是灾害事故预防。即将RFID威廉希尔官方网站 与灾害监控威廉希尔官方网站 相结合,对井下灾害事故作预警管理,这是传统管理方法和威廉希尔官方网站 无法实现的。将RFID设备与煤层瓦斯压力(含量)测定仪,温度、烟量、火焰等火灾监测设备,测尘仪,风速、负压传感器,水位传感器等相关联。一且危险因素水平超过警戒线,在前台管理界面中立即准确显示预警位置,点击危险区域信息可查看人员情况,通过井下通信系统及时发布警报,采取相关措施消除事故源,并组织人员疏散。其次是责任事故预防。责任事故预防有2种情况:一是在封闭火区、瓦斯区、盲巷、废弃巷道等严禁入内区域架设固定RFID设备,以防人员误入造成事故;其次是在危险区、放炮警戒处、巷道维修地段等临时禁行地段,由专人拿临时、手持式RFID阅读器进行人员监控,与警灯、音频报警器、警示牌相结合,避免责任事故发生。事故后处理指灾害事故发生后及时组织扑救和人员救护工作。传统管理方式事故发生后,救护队往往盲目入井,对灾情、滞留人员情况不了解,容易造成意外伤害。RFID管理系统中,利用事故发生工作面入口RFID阅读器上传的信息,可准确得到各工作面的人员数量、位置信息,及时配备人力、设备,在最短时间内采取抢险营救措施。营救过程中利用手持式RFID阅读器对滞留人员进行准确定位。 2.2 安全物资管理 在RFID井下物流管理系统中,安全物资、运送安全物资的容器(托盘)和设备(专用车辆)、库存管理人员、领用人员都粘贴、佩戴RFID标签。通过物资、人员、位置信息的一一对应,实现全环节自动化、数据化监控管理。实现物资出入库、盘库等物流作业高效自动管理,物资领用管理责任明确,物资流动路线在途实时跟踪,提高了安全物资管理的安全性。 3 结束语 矿业物流管理系统通过RFID威廉希尔官方网站 特点与采矿生产具体流程相结合,提出新的矿井下管理模型,建立完整性、实时性和灵活性的矿井下物流管理系统。RFID只是一项自动识别威廉希尔官方网站 ,以其为威廉希尔官方网站 支撑的管理信息系统功能的合理设计,管理流程的严格规范,才是我国矿业安全生产管理水平真正提高的根本保证。 |
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