第一節(jié) 井下人員定位系統(tǒng)定義及分類
一、井下人員定位系統(tǒng)定義及類別劃分
井下人員定位系統(tǒng)是礦山作業(yè)人員井下定位及動態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)的簡稱。井下人員定位系統(tǒng)以現(xiàn)代無線電編碼通訊技術（RFID）為基礎，應用現(xiàn)代無線電通訊技術中的信令技術及無線發(fā)射接收技術，結(jié)合目前流行的數(shù)據(jù)通訊、數(shù)據(jù)處理及圖形展示軟件等技術。
二、井下人員定位系統(tǒng)主要特點及應用
1、井下人員定位系統(tǒng)的工作原理
系統(tǒng)人員定位分站的無線收發(fā)數(shù)據(jù)板將低頻的加密數(shù)據(jù)載波信號經(jīng)發(fā)射天線向外發(fā)送；人員隨身攜帶的KGE26標識卡進入低頻的發(fā)射天線工作區(qū)域后被激活（未進入發(fā)射天線工作區(qū)域標識卡不工作），同時將加密的載有目標識別碼的信息經(jīng)卡內(nèi)高頻發(fā)射模塊發(fā)射出去；接收天線接收到KGE26標識卡發(fā)來的載波信號，經(jīng)分站主板接收處理后，提取出目標識別碼通過通過DPSK或RS485遠距離通訊線送地面監(jiān)控計算機，完成礦井人員自動跟蹤定位管理。：系統(tǒng)人員定位分站的無線收發(fā)數(shù)據(jù)板將低頻的加密數(shù)據(jù)載波信號經(jīng)發(fā)射天線向外發(fā)送；人員隨身攜帶的KGE26標識卡進入低頻的發(fā)射天線工作區(qū)域后被激活（未進入發(fā)射天線工作區(qū)域標識卡不工作），同時將加密的載有目標識別碼的信息經(jīng)卡內(nèi)高頻發(fā)射模塊發(fā)射出去；接收天線接收到KGE26標識卡發(fā)來的載波信號，經(jīng)分站主板接收處理后，提取出目標識別碼通過通過DPSK或RS485遠距離通訊線送地面監(jiān)控計算機，完成礦井人員自動跟蹤定位管理。
2、井下人員定位系統(tǒng)具體應用
1）定員管理
(1)實時統(tǒng)計考勤與井下人車查詢功能：提供下井統(tǒng)計與報告、位置報告、工作時間報告等。
(2)安全保障功能：實現(xiàn)人員定位，阻止違章事件，并將違章人員記錄在案。如出現(xiàn)人員丟失即時報警或發(fā)現(xiàn)井下人員超過規(guī)定時間，自動報警提示并提供相關人員的名單等。
2）應急救援
(1)事故救援：可對事故現(xiàn)場被埋人員進行搜尋和定位，與其進行簡單通信，有效準確救援，最大限度的減少人員的損失，并且可以通過通訊手段指揮井下工作人員選擇最合理的逃生路線及進行自救等。
(2)視頻實時監(jiān)控：可裝備帶圖像編碼的數(shù)字網(wǎng)絡攝像機，對采礦現(xiàn)場進行實時高清晰度圖像監(jiān)控等。
第二節(jié) 井下人員定位系統(tǒng)基本屬性闡述
井下人員定位系統(tǒng)能夠及時、準確的將井下各個區(qū)域人員和移動設備情況動態(tài)反映到地面計算機系統(tǒng)，使管理人員能夠隨時掌握井下人員和移動設備的總數(shù)及分布狀況；系統(tǒng)能跟蹤干部跟班下井情況、每個礦工入井、出井時間及運動軌跡，以便于企業(yè)進行更加合理的調(diào)度和管理。當事故發(fā)生時，救援人員可以根據(jù)系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)、圖形，及時掌握事故地點的人員和設備信息，也可以通過求救人員發(fā)出呼救信號，進一步確定人員位置及數(shù)量，及時采取相應的救援措施，提高應急救援工作的效率。
第三節(jié) 井下人員定位系統(tǒng)發(fā)展歷程回顧
國外 研究 礦井人員定位系統(tǒng)起源于２０世紀６０年代，而我國射頻識別技術起步較晚。上世紀８０年代后期，隨著各項技術的進步，基于礦井下的人員定位系統(tǒng)在我國的應用逐步得到推廣。我國先后從波、法、德、英、美等國批量引進了安全監(jiān)控系統(tǒng)并裝備了部分煤礦，如美國的ＳＣＡＤＡ系統(tǒng)、英國的ＭＩＮＯＳ系統(tǒng)、德國的ＴＦ２００系統(tǒng)、法國的ＣＴＴ６３／４０／ｕ系統(tǒng)、加拿大森透里昂系統(tǒng)，這些系統(tǒng)在我國煤炭 行業(yè) 中發(fā)揮了作用，也為我國研制人員監(jiān)控系統(tǒng)提供了很好的借鑒。我國在引進外國設備的同時，消化、吸收了制造技術，結(jié)合我國煤礦的實際情況，先后研制出自己的人員定位系統(tǒng)，如ＫＪｌ，ＫＪ２，ＫＪ４，Ｋ１１０，Ｋ１１１，Ｋ１２２，ＫＴ，Ｋ１９５及焦作工學院研制的Ｋ１９３礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)等，這些我國自主研制的定位系統(tǒng)在我國煤礦已經(jīng)大批使用，有的系統(tǒng)已達到國際先進水平?；诨て髽I(yè)安全管理的人員定位系統(tǒng)并不多見?？傮w來說國內(nèi)井下人員定位系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)歷了三個階段。
第一階段：主要是從國外引進現(xiàn)成井下人員定位產(chǎn)品，但由于其價格昂貴，維護費用高，只在山西少數(shù)幾個大型煤礦試用，基本沒有推廣。
第二階段：我國自主開發(fā)的第一代井下人員定位系統(tǒng)。我國自主開發(fā)的第一代井下人員定位系統(tǒng)主要以無緣射頻識別技術為主，給每個井下工作人員配發(fā)一張無源卡，每次經(jīng)過井下基站時需要工人自己拿到井下閱讀基站上進行識別，或在井下巷道中做一個大型無線感應線圈，讓井下人員從中鉆過去，實現(xiàn)井下數(shù)據(jù)交換。這種方式的優(yōu)點是系統(tǒng)開發(fā)簡單，成本低。但系統(tǒng)使用不方便，且在人員進出礦井的高峰期容易發(fā)生堵塞，因此也只在少數(shù)煤礦試運行后反被淘汰。
第三階段：我國自主研發(fā)的新型有源井下人員定位系統(tǒng)。隨著我國射頻識別技術的日趨發(fā)展。我們在射頻識別系統(tǒng)的應用領域已經(jīng)逐步跟上了國際水平，因此，我國自主開發(fā)的新型有源井下人員定位系統(tǒng)也已經(jīng)達到國際水平。我國現(xiàn)在研發(fā)的新型人員定位系統(tǒng)主要以有源射頻卡為基礎，它既可加大井下人員閱讀基站數(shù)據(jù)交換的有效范圍（10-20米），又可提高射頻卡的使用的方便性，解決多人同時經(jīng)過井下同意射頻閱讀基站的人員堵塞和數(shù)據(jù)沖突問題，大大提高了系統(tǒng)的可靠性和實用性。
第四節(jié) 井下人員定位系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成
井下人員定位系統(tǒng)包括硬件和軟件2塊系統(tǒng)，硬件包括射頻模塊，網(wǎng)絡傳輸模塊，通信數(shù)據(jù)接口模塊，軟件系統(tǒng)主要包括信息采集及自動辨識定位等。
第五節(jié) 井下人員定位系統(tǒng)與上下游關聯(lián) 分析
一、上游 行業(yè) 簡述
物聯(lián)網(wǎng)在我國發(fā)展的重要應用基礎，來自于國家金卡工程的推動。我國早在20世紀90年代，就開始了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的相關 研究 和應用試點的探索，國家金卡工程非接觸式智能卡已廣泛用于不停車收費，路橋管理，鐵路機車識別管理，以及電子證照身份識別等方面，開展了成功試點和規(guī)模應用。特別是電信智能卡整合了電子錢包功能推出的移動支付應用，以及手機做為RFID的讀寫器開展的食品，藥品安全管理與貴重物品的識別防偽等，以及遍布30個試點城市的“一卡通”工程應用，形成了一系列利民惠民工程，推動了社會信息化進程，并取得了明顯成效。2004年金卡工程啟動的物聯(lián)網(wǎng)RFID 行業(yè) 應用試點主要涉及農(nóng)業(yè)領域的生豬、肉牛的飼養(yǎng)及食品加工的實時動態(tài)，可追溯的管理；工業(yè)領域的煤礦安全生產(chǎn)，對礦工的安全監(jiān)護；工業(yè)生產(chǎn)的托盤管理；藥品及煙酒的動態(tài)可追溯監(jiān)管；物流領域的郵政包裹、民航行李、鐵路貨車調(diào)度監(jiān)管等、遠洋運輸集裝箱等；工業(yè)鋼瓶等危險品的跟蹤管理，軍用物資供給、軍械及電子傷票動態(tài)管理，以及奧運會、世博會的大型會務綜合管理等；在城市交通、公路、水運等交通管理以及涉車涉駕的智能交通綜合應用等RFID應用初見成效，我國RFID市場規(guī)模已居全球第三位。
2008-2011年中國射頻識別技術（RFID）市場規(guī)模及預測
單位：億元
中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈初步形成，物聯(lián)網(wǎng)應用逐步推進。統(tǒng)計顯示，2009年，中國射頻識別技術（RFID）市場規(guī)模已達85.1億元人民幣，同比增長29.3％，在全球居第三位，僅次于英國、美國。
研究 顯示：2010年物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展被正式列入國家發(fā)展戰(zhàn)略，開始真正得到各級政府部門的高度重視和關注，這對中國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展具有里程碑的重要意義，也為中國RFID產(chǎn)業(yè)帶來前所未有的良好發(fā)展機遇。在政府、 行業(yè) 組織和企業(yè)的共同努力下，2010年中國RFID產(chǎn)業(yè)進入了成長期的第一年，市場規(guī)模高速增長，達到121.5億元人民幣，比2009年增長了42.8%，首次突破百億規(guī)模。預計2011年中國RFID市場將繼續(xù)保持高速增長，市場規(guī)模將達到181億元。
二、下游 行業(yè) 簡述
（一）采礦業(yè)綜述
井下人員定位系統(tǒng)主要應用于采礦業(yè)，隨著國家逐漸加大對能源基礎工業(yè)調(diào)整力度，目前采礦業(yè)投資增長平穩(wěn)回落。具體數(shù)字顯示，2011年1-11月全國采礦業(yè)固定資產(chǎn)投資總額為9944.8億元，實現(xiàn)同比增長19.4%，較上年同期增幅回落0.2個百分點，所吸納投資總額占全國固定資產(chǎn)投資總額3.69%，較上年同期比重下降0.13個百分點。與此同時，1-11月全國采礦業(yè)實際利用外資達5.68億美元，較上年同期減少0.14億美元，占實際利用外資總額的0.55%，外商投資在采礦業(yè)上項目數(shù)為83個，較上年同期增加4個，占合同總項目數(shù)的0.33%。從各子 行業(yè) 類別數(shù)據(jù)看：
2011年1-11月全國煤炭開采和洗選業(yè)固定資產(chǎn)投資為4280.8億元，同比增長25.6%，較上年同期增幅擴大2.9個百分點，是目前采礦業(yè)重點投資方向；1-11月石油和天然氣開采業(yè)投資額為2181.9億元，同比增長4.2%，較上年同期增幅回落1.6個百分點；1-11月黑色金屬礦采選業(yè)投資為1145.3億元，同比增長19.5%；有色金屬礦采選業(yè)投資為1135.4億元，同比增長20.8%，隨著國內(nèi)外有色金屬市場價格上漲及宏觀經(jīng)濟回暖影響，其固定資產(chǎn)投資增長一直呈現(xiàn)兩位數(shù)的穩(wěn)定增長態(tài)勢，截至目前累計增幅高出同期采礦業(yè)平均固定資產(chǎn)投資增幅1.4個百分點，較上年同期增幅回落7.2個百分點；非金屬礦采選業(yè)投資為1160.8億元，同比增長31%，但較上年同期投資增長有所回落，1-11月其投資增幅高出同期采礦業(yè)平均固定資產(chǎn)投資增幅11.6個百分點；其他采礦業(yè)投資共完成40.5億元，同比下降4.9%，較上年同期投資增幅回落73.7個百分點。
上述數(shù)據(jù)可以看到，石油、天然氣和煤炭 行業(yè) 依然是采礦業(yè)固定資產(chǎn)投資重點，其中對石油和天然氣投資占采礦業(yè)投資總額21.94%，投資完成比重較上年同期下降5.32個百分點；對煤炭 行業(yè) 投資占采礦業(yè)投資總額43.05%，該比重較上年同期上升3.19個百分點。
（二）煤炭產(chǎn)業(yè)
2011年我國煤炭經(jīng)濟運行總體保持平穩(wěn)，煤炭需求旺盛，供給總量增加，市場供需基本平衡，價格波動。近期，煉焦煤市場需求放緩，煤炭價格整體回落。預計2012年一季度煤炭市場供需總體將呈現(xiàn)基本平衡、略顯寬松的態(tài)勢。
一、2011年我國煤炭產(chǎn)量平穩(wěn)增長。
大型煤炭企業(yè)煤炭產(chǎn)量為21.8億噸，同比增長10.9%（中國煤炭工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計直報口徑）。主要產(chǎn)煤?。ㄗ灾螀^(qū)）煤炭產(chǎn)量增長較快，山西省全年煤炭產(chǎn)量8.72億噸、內(nèi)蒙古為9.79億噸、陜西省為4億噸，三?。ㄗ灾螀^(qū)）合計產(chǎn)量約22.5億噸。
煤炭運量方面，2011年全國鐵路發(fā)運煤炭22.69億噸，同比增長13.4%。煤炭運量占貨運總量的57.9%，比2010年提高3.3個百分點。主要運煤通道中，大秦線完成運量4.4億噸，同比增長8.7%；侯月線完成1.84億噸，同比增長3%。全年主要港口預計轉(zhuǎn)運煤炭6.5億噸，同比增長17%。
2011年我國煤炭凈進口增加。前11個月，全國累計進口煤炭1.61億噸，同比增長9.4%；出口煤炭1385萬噸，同比下降21.2%，凈進口煤炭1.47億噸（不含褐煤3436萬噸），同比增長13.5%。預計2011年凈進口煤炭1.6億噸左右（不含褐煤，預計近4000萬噸）。
煤炭消費量繼續(xù)增長。主要耗煤 行業(yè) 中，預計電力 行業(yè) 2011年消費煤炭19.5億噸，同比增長10.8%；鋼鐵 行業(yè) 消費煤炭5.7億噸，同比增長6.3%；建材 行業(yè) 消費煤炭5.1億噸，同比增長7.9%；化工 行業(yè) 消費煤炭1.6億噸，增長13.5%。
煤炭庫存增加。2011年12月末，全國社會煤炭庫存為2.53億噸，比年初增加3609萬噸，增長16.6%。其中，煤炭企業(yè)庫存為5240萬噸，比年初增加140萬噸，增長2.8%。重點發(fā)電企業(yè)存煤8165萬噸，比年初增加2558萬噸，增長45.6%，電廠存煤平均可用19天。
煤炭價格和成本均有上升，煤炭企業(yè)應收賬款增加。2011年前11個月，全國90家大型煤炭企業(yè)（集團）原選煤平均售價為464.61元/噸，同比增加30.27元/噸，增長6.97%；原選煤單位成本為379.47元/噸，同比增加26.98元/噸，增長7.66%；煤炭企業(yè)應收賬款凈值為1516億元，同比增長41.9%，比年初增加629億元，增長70.9%。
二、2011年市場煤價呈現(xiàn)波動態(tài)勢，2011年11月以后回落。
2011年煤炭 行業(yè) 固定資產(chǎn)投資繼續(xù)保持較快增長。“十一五”期間，煤炭 行業(yè) 完成固定資產(chǎn)投資1.25萬億元，2011年前11個月累計完成4281億元，同比增長25.6%，全年預計完成4700億元。6年來煤炭 行業(yè) 累計完成投資近1.7萬億元。
綜合 分析 ，全國煤炭產(chǎn)能較快增長，凈進口增加，供應總量充足，有力地保障了國民經(jīng)濟和社會發(fā)展對煤炭的需求。全國煤炭市場供需基本平衡，價格波動，區(qū)域發(fā)展不平衡和企業(yè)發(fā)展不平衡的問題依然突出，并呈擴大態(tài)勢。
對于2012年煤炭經(jīng)濟運行走勢，中國煤炭工業(yè)協(xié)會預測，我國煤炭需求仍將適度增加，但增速將放緩，形勢不容樂觀。全國煤炭產(chǎn)能將繼續(xù)增長，煤炭進口仍將保持高位，煤炭供應能力將進一步提高。預計全年煤炭供求整體呈現(xiàn)總量基本平衡、略有寬松、結(jié)構(gòu)性過剩與區(qū)域階段性偏緊并存的態(tài)勢。
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