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煤礦安全管理平臺(tái)的建立，有利于搞好煤礦內(nèi)部安全信息管理，這對(duì)提高煤礦安全管理水平、預(yù)防和控制事故的發(fā)生有重要作用。要減少或杜絕煤礦不安全行為發(fā)生，就需要認(rèn)識(shí)不安全行為的表現(xiàn)形式及其影響因素，比如無資格證及資格證過期違規(guī)下井作業(yè)、瓦檢員井下巡檢不到位、擅闖禁區(qū)盲巷等都可能造成不必要安全事故的發(fā)生。同時(shí)，由于煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)的復(fù)雜性，部門較多且關(guān)系密切，不同系統(tǒng)相互交叉依賴，各部門之間信息傳遞與共享顯得十分重要，因此安全管理平臺(tái)各類信息要進(jìn)行有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)共享，防止信息孤島現(xiàn)象。提出一種基于KJ251A人員定位系統(tǒng)的煤礦安全管理平臺(tái)，可以輔助煤礦安全管理，有效整合各類安全信息，然后利用平臺(tái)獲取的信息反饋去不斷調(diào)節(jié)、決策、執(zhí)行、反饋、再?zèng)Q策、再執(zhí)行、再反饋的流程動(dòng)態(tài)封閉管理，運(yùn)用系統(tǒng)分析方法，預(yù)測和避免可能發(fā)生的事故，確保煤礦生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)的安全性和可靠性。

1安全管理平臺(tái)整體設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)的安全管理平臺(tái)主要是基于KJ251A人員定位系統(tǒng)，把下井作業(yè)人員作為主體，隨身攜帶人員定位識(shí)別卡作為軸線，集中控制，分布式管理，對(duì)下井作業(yè)人員位置信息、日常唯一性考勤、安全作業(yè)資格證確認(rèn)、便攜式瓦檢儀管理、重點(diǎn)限制區(qū)域出/入口監(jiān)測等不同業(yè)務(wù)進(jìn)行了信息高度融合與共享。平臺(tái)整體設(shè)計(jì)框圖如圖1。

2安全管理平臺(tái)組成

2．1井下作業(yè)人員位置信息監(jiān)測該管理平臺(tái)具有下井作業(yè)人員位置信息監(jiān)測功能，能準(zhǔn)確獲得下井員工當(dāng)前位置信息，人員身份信息，運(yùn)動(dòng)軌跡信息，各區(qū)域留駐時(shí)間等，此外，井下作業(yè)人員隨身攜帶標(biāo)識(shí)卡具有求救功能，當(dāng)井下發(fā)生水、火等災(zāi)害時(shí)，人員可以通過標(biāo)識(shí)卡第一時(shí)間通知地面監(jiān)控中心，以便采取相關(guān)措施;同時(shí)，在緊急情況下，地面監(jiān)控中心也能夠向井下作業(yè)人員發(fā)送撤離命令，確保井下作業(yè)人員生命安全。

2．2日常唯一性考勤該平臺(tái)設(shè)計(jì)基于AQ6210－2007及AQ1048－2007《煤礦井下作業(yè)人員管理系統(tǒng)使用與管理規(guī)范》中要求:各個(gè)人員出入井口應(yīng)設(shè)置檢驗(yàn)識(shí)別卡是否正常和唯一性檢測的裝置，并提示攜卡人員本人及相關(guān)人員，目前市場上投入使用的設(shè)備存在功能不完善、考勤唯一性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)不準(zhǔn)確等問題，在緊急情況下或應(yīng)急救援過程中帶來很多不準(zhǔn)確的判斷，誤導(dǎo)決策者，間接影響煤礦安全生產(chǎn)。設(shè)計(jì)通過對(duì)人像生物識(shí)別技術(shù)、短距離無線通信技術(shù)、圖像預(yù)處理技術(shù)等多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的研究，開發(fā)出了實(shí)現(xiàn)這些功能的出、入井唯一性檢測平臺(tái)。日常唯一性考勤原理框圖如圖2。入井檢測采用二維人像識(shí)別技術(shù)，結(jié)合人員定位系統(tǒng)，通過檢卡裝置對(duì)入井人員攜帶識(shí)別卡好、壞判斷，給予信息提示，對(duì)于攜帶多張卡人員給予報(bào)警提示，然后經(jīng)過人像識(shí)別比對(duì)確定人卡是否相符，對(duì)比成功的信息將與檢卡信息進(jìn)行匹配，如果信息匹配，則語音提示匹配成功;反之，不匹配則提示匹配失敗，所有信息將保存服務(wù)器可供查詢。出井檢測由于升井人員面部灰塵影響，二維人像識(shí)別技術(shù)不能滿足比對(duì)準(zhǔn)確率，該平臺(tái)采用三維人像輪廓識(shí)別技術(shù)，其檢測原理與入井檢測一致。通過二維入井、三維出井生物識(shí)別技術(shù)與檢卡裝置檢卡信息的結(jié)合，將作業(yè)人員整個(gè)下井工作時(shí)間形成一個(gè)閉環(huán)考勤，保證煤礦管理及監(jiān)管部門能夠動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的掌握井下人員準(zhǔn)確數(shù)量，在緊急情況下為煤礦安全生產(chǎn)提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。

2．3安全作業(yè)資格證確認(rèn)由于煤炭的開采是一個(gè)高危行業(yè)，事故風(fēng)險(xiǎn)較大，要想避免安全事故的發(fā)生，必須要求作業(yè)人員具備一定得職業(yè)技能。同時(shí)，煤炭行業(yè)的生產(chǎn)過程中要涉及到瓦斯檢查、井下爆破、各種特殊機(jī)器的操作等，而這些特殊工種必須由經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)、掌握專門知識(shí)的人操作方可保證安全。因此，為減少井下作業(yè)人為事故的發(fā)生，必須加強(qiáng)對(duì)煤礦入井人員資格證審查管理，提升入井人員的安全意識(shí)，有效防范安全事故的發(fā)生。設(shè)計(jì)平臺(tái)通過對(duì)入井人員井下作業(yè)各種資格證進(jìn)行管理，入井前確保每一名入井人員具備相應(yīng)井下安全作業(yè)資格，當(dāng)經(jīng)過入井檢卡裝置時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)取對(duì)應(yīng)人員相關(guān)資格證信息，系統(tǒng)上位機(jī)軟件能夠自動(dòng)判斷資格證是否過期或無資格證違規(guī)下井作業(yè)，并語音提示相關(guān)信息;同時(shí)，當(dāng)下井作業(yè)資格證在預(yù)設(shè)定過期提醒時(shí)間段內(nèi)，系統(tǒng)會(huì)提前提示資格證即將過期請(qǐng)及時(shí)更換。安全作業(yè)資格證檢測顯示界面如圖3，軟件可以提示資格證有效期、是否有效及資格證相應(yīng)編號(hào)。通過該平臺(tái)的設(shè)計(jì)可以監(jiān)督每一位入井作業(yè)人員必須經(jīng)過培訓(xùn)具備相應(yīng)的上崗資格證，使其掌握操作技能和生產(chǎn)安全相關(guān)知識(shí)，才能正常入井進(jìn)行作業(yè)，這就為安全生產(chǎn)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，大大提高井下作業(yè)的安全性。

2．4便攜式瓦檢儀管理目前，我國煤礦瓦斯事故仍有出現(xiàn)，在瓦斯檢查方面，還存在漏洞，瓦檢員的空班漏檢是一個(gè)很重要的原因。因此，專職瓦檢員的巡檢仍然是發(fā)現(xiàn)瓦斯事故隱患的最可行、最可靠的措施和手段。該管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)是基于KJ251A人員定位系統(tǒng)，便攜式瓦檢儀管理平臺(tái)原理框圖如圖4，瓦檢員入井作業(yè)前經(jīng)過身份識(shí)別和瓦檢儀識(shí)別登記，如果未有借用瓦檢儀不歸還、瓦檢儀損壞等記錄，則成功領(lǐng)取，否則不予借出，領(lǐng)用成功信息將存入瓦檢儀管理服務(wù)器，并語音提示，經(jīng)過入井檢測裝置時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)再次確認(rèn)是否攜帶瓦檢儀;瓦檢員升井后，經(jīng)身份識(shí)別和瓦檢儀識(shí)別信息匹配正常后，則可歸還瓦檢儀，瓦檢儀管理中心統(tǒng)一進(jìn)行充電管理，若錯(cuò)還他人或與借出數(shù)量不一致，系統(tǒng)語音提示并拒絕歸還。同時(shí)，瓦檢員身份信息和瓦檢儀之間編號(hào)與人員定位系統(tǒng)綁定，通過人員定位系統(tǒng)可以跟蹤每一個(gè)瓦檢員在井下實(shí)時(shí)巡檢位置，通過該平臺(tái)設(shè)計(jì)，可以極大地提高瓦檢員的責(zé)任心和最大程度的控制安全隱患，從根本上減少隱患的發(fā)生次數(shù)，遏制安全事故的發(fā)生。

2．5重點(diǎn)限制區(qū)域出/入口監(jiān)測限制區(qū)域出/入口監(jiān)測原理框圖如圖5。井下作業(yè)人員擅闖限制區(qū)域、管理人員指揮不到位等都可以造成煤礦井下不必要事故的發(fā)生。尤其是臨時(shí)停工、廢棄的獨(dú)頭巷道、采空區(qū)等重點(diǎn)限制區(qū)域出/入口，沒有相應(yīng)的監(jiān)管措施及警示牌，在煤礦生產(chǎn)中均具有一般性、普遍性特征。要解決煤礦安全問題，必須從行為控制角度，實(shí)時(shí)糾正，從根本上把煤礦的安全風(fēng)險(xiǎn)降到最低程度，實(shí)現(xiàn)安全長效發(fā)展。管理平臺(tái)設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)目標(biāo)識(shí)別器，能夠讀取出/入重點(diǎn)限制區(qū)域人員攜帶識(shí)別卡號(hào)，對(duì)于未攜帶識(shí)別卡井下作業(yè)人員，可以探測動(dòng)態(tài)移動(dòng)目標(biāo)。以人員定位系統(tǒng)為核心，在井下重點(diǎn)限制區(qū)域出/入口安裝動(dòng)態(tài)目標(biāo)識(shí)別器及語音提示裝置，通過人員定位服務(wù)器可以設(shè)置允許出/入重點(diǎn)限制區(qū)域人員識(shí)別卡號(hào)，當(dāng)這些人員出/入這些區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)為工作人員，不予提示;其他人員出/入這些區(qū)域時(shí)，經(jīng)過人員定位服務(wù)器對(duì)讀取的卡號(hào)進(jìn)行判別，自動(dòng)下發(fā)命令觸發(fā)語音裝置提示相關(guān)人員請(qǐng)勿進(jìn)入;對(duì)于未攜帶識(shí)別卡人員出/入這些區(qū)域時(shí)，動(dòng)態(tài)目標(biāo)識(shí)別器通過對(duì)人體特征的識(shí)別，觸發(fā)語音提示裝置，同時(shí)觸發(fā)地面報(bào)警裝置，地面工作人員可以協(xié)調(diào)阻止闖入禁區(qū)人員。動(dòng)態(tài)目標(biāo)識(shí)別器也可實(shí)現(xiàn)對(duì)接供風(fēng)傳感器、瓦斯傳感器，通過檢測到的數(shù)據(jù)判斷該巷道是否為盲巷，自動(dòng)修改語音提示音內(nèi)容。

3結(jié)語

設(shè)計(jì)的煤礦安全管理平臺(tái)，通過多種途徑預(yù)防保障煤礦安全生產(chǎn)每一個(gè)環(huán)節(jié)。該平臺(tái)整合了煤礦現(xiàn)有的生產(chǎn)、安全、管理等各類信息資源，使用信息化并輔之以智能化的手段，實(shí)現(xiàn)參數(shù)分析、監(jiān)控預(yù)警、行為糾正、績效考核、持續(xù)改進(jìn)等功能。目前該平臺(tái)已在山西潞安集團(tuán)常村煤礦，山東棗礦集團(tuán)蔣莊煤礦等煤礦實(shí)際應(yīng)用，應(yīng)用表明，建立綜合完整的信息化安全管理平臺(tái)，對(duì)于提高事故預(yù)處理效率，遏制安全事故的發(fā)生和減少違規(guī)作業(yè)人員傷亡具有顯著效果。

作者：戴劍波 單位：中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司