陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿 陕西黄陵 727307
摘要：该课题通过充分调研、综合了人员定位系统、智能矿灯管理系统、信息化系统、生物考勤技术，从职工从领灯至交灯进行了全流程管控，本课题重点介绍了系统的开发技术手段及应用效果，其不仅可以提高煤矿井下人员的管理效率，而且还能够保证煤矿井下人员的身体健康和生命安全。通过对煤矿井下人员管理信息系统进行研究，以期为煤矿井下人员管理和安全生产提供保障，进而实现煤矿企业经济与社会效益的最大化。
关键词：煤矿井下；“四统一”；人员管理信息系统；开发技术；应用效果
0引言
在进行煤矿开采时，人员定位系统发挥着至关重要的作用，为煤矿入井人员提供安全保障，近些年来，陕煤黄陵矿业公司一号煤矿信息化工作和智能化无人开采方面取得了明显的进展和成效。一号煤矿在以建设“智慧数型字化矿山”为目标的前提下，各类信息化体系的基础设施基本建立完成，有效的提高了矿井的安全生产、管理能力。为了进一步加强人的安全行为治理工作，落实“以人为本”的安全理念，为更加精准实时、动态掌握井下人员分布情况，通过智能矿灯系统、定位系统、生物考勤技术数据融合做到人员位置监测数据、入井人员登记数据（虹膜或人脸）、矿灯和自救器发放数据“四统一”，进一步提升矿井应急管理水平。
1建设背景
大部分煤矿入井人员信息管理主要依靠人员定位系统考勤和井口人工登记进行，系统出现问题或人员失误可能造成部分入井人数核查不清、入井人员信息不准确等。为了确保系统人员信息的精确统计，为了更好的实现矿井安全生产信息系统的融合与联动，完全利用信息化代替人工登记，利用生物考勤技术规范入井人员唯一性，开发各系统融合的“四统一”人员信息管理系统，彻底解决出现部分入井人数核查不清、入井人员信息不准确等，数据存在不统一情况。
2系统开发技术
2.1“四统一”入井人员信息管理系统架构
整体架构主要分为三层，即感知层、网络层、应用层，各层之间硬件与软件相互关联搭配，地面应用层包含“人员信息管理系统”服务器（一主一备）、操作端PC、精确定位管理系统、智能矿灯充电柜及系统其他所需配备的设备。矿井与地面进行信息交互连接的网络层是由多部台交换机通过光缆相连组成。井口传感层由智能矿灯充电柜、定位基站、人员道闸、生物考勤基站、显示屏、信息矿灯（内含人员定位卡）、矿用本安型声光报警器等多类功能感知设备构成。传感层将各感知层终端通过光纤或Zigbee网络与附近的井下基站进行通信，基站再通过光纤环网将传感层信息传递到地面的应用层服务器，服务器经过信息处理、计算、解析及备份，通过网线传递到操作端电脑。同时，地面控制室也是通过光纤环网和基站传达到井口的传感层设备，达到远距离、安全可靠的控制效果。
2.2“四统一”入井人员信息管理系统整体拓扑图
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2.3数据库设计
规范各系统协议数据接口，实现“四统一”平台数据库搭建。
3数据流程
3.1职工入井流程
打开灯柜取灯→地面区域定位（候车室或库房等）→生物检测、唯一性检测考勤、闸机→待入井→入井（定位），此流程产生数据有5条：1、取矿灯（自救器）记录；2、地面区域定位记录；3、入井登记数据（虹膜或人脸）；4、待入井；5、入井定位记录。形成完整的职工入井流程。
3.2职工升井流程
升井（定位）→唯一性检测考勤→存放矿灯及自救器。此流程产生数据有3条：1、升井定位记录； 2、唯一性检测考勤；3、矿灯（自救器）放回数据，形成完整的职工升井流程。升井唯一性检测数据与入井生物检测数据、唯一性检测数据形成完整闭环。
4系统功能设计
4.1考勤功能
系统采用B/S或C/S架构设计，实现网络授权管理登录。通过web登录实现矿井份单位、分级别自主登录，实现整体出入井流程考勤记录对比分析。
4.2联动功能
（1）感知层设备数据信息共享，相互联动。入井人员需要在井口进行生物检测与矿灯卡号匹配（矿灯内置定位卡），二者匹配成功后，闸机才会开闸放行；如出现人卡不一、人不带卡、卡故障时，系统会出现报警提示。
（2）实现“四统一”人员信息异常提醒、报警等（入井超时、流程缺失等）记录统计。如经过人员检测闸机，在候车区等候的人员，系统显示为“待入井”状态，“待入井”状态超过半小时，系统显示状态“异常”；工作人员从矿灯房取出矿灯，但长时间未通过入井闸机，此时系统显示该矿灯状态为“异常”，同时智能灯柜进行语音提醒，矿灯自救器等设备未归位，避免灯柜异常；人员出井后，完成井下信号消失（或井下轨迹消失）、通过出井闸机、矿灯归位等流程，否则矿灯对应状态为“异常”等。
4.3融合数据查询
系统界面友好、易操作、易维护、安全可靠，无需计算机专业知识，一般人员通过培训都能上岗使用。实现查询结果导出到excel。实现多种查询功能（定位卡号、人员姓名、单位、时间段、灯柜号）。实现统计分析功能，各个部门的数据经过统计处理和筛选，生成统计图，方便直观的查询各部门、个人、单日、时间段内各种情况的数据分析。
4.4大数据展示统计分析
井口出入井双大屏显示：井下人员实时信息（总数及滚动信息）；领取矿灯信息（总数及人员分布信息）；入井人员登记信息（班次信息，能够说明现有井下人数当班入井人数、上班未升井人数等）；“四统一”入井人员异常信息等；所有显示数能够整体体现矿井入井人员所在区域，体现出入井人员信“四统一”。所有显示信息可分页滚动显示，数据分析根据入井人员工种、职务、区队等分类，数据显示尽量使用柱状、饼状图等。画面科技感强，布局完整美观，可根据需求进行模块化设计。
5应用效果
5.1杜绝职工违章行为
依靠生物考勤技术和定位系统联动，检卡器就能够将职工的姓名、卡号、部门等相关信息呈现在液晶显示屏上，通过闸机控制，彻底解决了带卡稍卡、带灯稍灯等情况，确保了入井人员信息的统一。
5.2设备故障识别
将井口检卡系统分别安装在副井口，职工通过出入井自动进行检测，从而检测到员工的定位信息化矿灯状态（缺电、故障灯），并将其呈现在液晶显示屏上，以确保职工掌握定位信息矿灯是否可以正常工作。
5.3大数据分析功能
通过定位系统、矿灯系统、入井生物考勤登记数据对比，根据出入井流程，实现了职工出入井流程缺失异常数据分析提醒，实现职工出入井流程的规范。 井下开采地点限员显示。借助井下人员定位管理系统可以实时、动态显示井下各采掘地点的定员人数、班次、工作单位、出勤人员等信息，实现井下地点限员显示，井下职工定位信息矿灯实现限入提醒。
6结束语
总之，在煤矿安全生产工作进行的同时，需要做好井下工作人员的监督与管理工作，以确保煤矿井下开采工作的顺利进行。将井下人员管理信息系统应用到煤矿井下开采过程中，借助WEB服务技术、数据接口统一融合技术、数据采集分析技术通过信息化系统来确保井下人员管理工作的顺利进行，有效提高人员定位和管理的准确度，进而提高煤矿应急救援水平和安全管理水平。
作者简介：
孙飞（1987—）男，陕西韩城人，本科毕业，机电工程师，从事煤矿信息技术工作。