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博士毕业论文:新桥硫铁矿人员定位系统的运行维护与管理研究

  • 发布日期:2018-03-23
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本文是一篇博士毕业论文,博士毕业论文是硕士研究生所撰写的学术论文,具有一定的理论深度和更高的学术水平,更加强调作者思想观点的独创性,以及研究成果应具备更强的实用价值和更高的科学价值。共分为12大类。(以上内容来自百度百科)今天为大家推荐一篇博士毕业论文,供大家参考。
 
第1章 绪论
 
1.1 课题研究背景及意义
当今矿山开采多为井下开采,井下采场巷道多狭窄,井下工人工作环境较差,不能够杜绝井下事故的发生。作为地表调度人员,如不能够及时掌握井下人员的详细信息,当有意外情况出现时,实施施救工作时就会极为不便。近几年发生的矿山井下事故中,因不能准确知道井下事故人员的具体位置,耽误了施救时机的事情时有发生。井下矿山的安全生产已成为社会课题,怎样正确的处理安全、生产和经济收益的关系,怎样确切、及时地实施矿山安全在线监测功能,加强矿山工人的管理,确保救灾,安全高效运行尤显关键而紧急。根据国家安监总局关于《金属非金属地下矿山安全避险“六大系统”安装使用和监督检查暂行规定》的要求,新桥硫铁矿于2013年7月完成“六大系统”建设,其中就包括了井下人员定位系统建设。该系统建成后能够准确、实时、快速的反映矿山井下人员的实时位置、井下人数,为矿山安全生产提供了保障。但通过一年多的运行维护及管理情况发现,仍有不足之处,这也是其他矿山企业在运行维护管理中普遍存在的问题。本文整理出系统运行管理发现的一些问题,并提出解决方案,为矿山的安全生产提供支持。
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1.2 国内外研究现状
 
1.2.1 国外概况及现状
1991年南非 De Beer 公司的 Finsch 矿山对于铲运机采用实践运用的自动测位系统为定位系统研究的最早研究。该系统的原理如下:在铲运机活动区域的重要位置点都布置一组红外线邻近效应探测器,当铲运机经过某探测器附近区域时,安置于铲运机上的红外线发射器即向此探测器发射一条用于识别此铲运机车的代码,代码随机被传送至控制计算机进行软件定位。但该系统缺点较明显,其投资费用较高,灵活性不高。澳大利亚芒特艾萨矿业公司在1995年开发运行了一种人员探测系统,该系统基于射频识别(RFID)技术,用以监视工人是否进入危险特殊地带。该系统运用在危险特殊地带巷道顶板上装置的天线,通过天线监测矿工安全帽上的微型无源信标,然后通过计算机处理统计出各位置天线所覆盖范围内的人员数目等信息。研究室内定位技术成为近年来研究的新课题。剑桥大学所研究的Active Badge(1992)系统为此新课题的先行者。该系统运用红外(IR)技术,人员须佩戴定位标签,并在特殊位置安装接收器阵列组,接收器阵列接收来自人员定位标签每隔十秒所发出的红外信号,计算机接受接收器发送过来的信息进行人员位置计算。但红外技术有很大局限性,射频(Radio Frequency,RF)技术成为新的研究重点。华盛顿大学SpotON(2000)系统和微软研究院的 RADAR(2000)系统等都是如今运用射频技术进行室内定位研究的系统。为精准定位,超声与射频电磁波相融合的定位技术应运而生。像麻省理工学院的Cricket 室内定位系统和AT&T实验室的Active Bats(2004)系统等。该定位技术利用标识有人员信息编码的射频信号和精确位置的超声波两种信息载体模式进行人员的精确定位。国外矿山对于以上系统的研究运用已较广泛,效果显著。在人员定位系统的日常运行维护及管理过程中,已形成较完善的精细化管理模式和规范的规章制度。二十世纪八十年代信息技术设施库(ITTL)概念开始出现,在项目实施者、行业专家及相关顾问的共同努力下,该概念已然成为信息技术也包括人员定位系统维护管理服务领域最好的实践国际标准,值得国内企业推广运用。
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第2章 新桥硫铁矿人员定位系统运行维护与管理概述
 
根据新桥硫铁矿与厦门矿通科技有限公司签订的《人员定位系统升级改造建设承包合同》,厦门矿通科技有限公司自 2013 年 4 月份开始进入安装矿井安全避险“六大系统”,依照合同要求完成了系统的建设。其中包括人员定位系统的建设。
 
2.1 系统概况
新桥硫铁矿人员定位系统的建设主要由井下-180m、-230m、-270m、-300m、-330m等五个中段工作面、中段分层及地面基站的建设组成。系统建成后,井下人员考勤、定位跟踪、报警呼救、日常管理、灾后救急等功能皆可实现。井下各中段区域内下井人员的统计信息能及时准确的传输到地面调度中心控制计算机上,使调度人员可以随时知晓井下人员实时分布状况及单个人员的历史轨迹,以便进行更合理的调度管理。
 
2.1.1 系统描述
地面信息机房内安装光纤核心交换机及服务器等设备,利用工业环网,在各个副井马头门、措施井马头门及井下重要位置分别安装矿用本安型读卡分站,这样就可实现人员定位区域的划分,结合矿方提供的图纸本矿需要读卡分站共 46 台。系统拓扑图如图 2-1 所示。
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2.2 系统运行维护和管理概况
自 2013 年 7 月下旬人员定位系统建成投入正常使用以后,新桥矿业有限公司的人员定位系统运行情况良好,能够实现对人员上下井记录的查询登记、准确掌握井下各个区域作业人员数目的基本功能。人员定位系统的建设主要由井下-180m、-230m、-270m、-300m、-330m 等五个中段工作面、中段分层及地面基站的建设组成。合计46 台人员定位基站设备。定位设备通过井下各中段及各分层的的工业光纤环网网络相连接,数据集中传输至地面信息中心办公大楼一楼服务器机房双机热备数据库服务器上。并在副井井口安装了一台LED 显示屏,滚动刷新最新井下具体的人员信息,固定显示实时井下总人数、各主要单位部门的人员数量等信息。系统软件运行情况良好,能够按照建设规范要求,实现各项功能。调度管理人员可在调度中心的控制主机上查询实时井下总人数、具体区域的人员信息、个人行动轨迹及历史记录等信息、能够实时知晓井下突发情况时,人员报警信息提示,并可向井下人员发出回电、撤离及警示信息。信息管理人员可在人员定位服务器端对系统进行日常操作。包括日常人员信息管理、定位卡信息管理、定位基站设备管理、数据库数据备份等操作。人员定位系统建成并投入使用后,新桥矿业有限公司就专门制订了相关的管理规定,包括《井下安全避险“六大系统”运行管理部门、单位职责》及《安全避险“六大系统”规章制度》。明确了各部门单位对于人员定位系统维护管理的职责分工,以及人员定位系统维护管理相关人员的岗位责任制及操作维护保养制度等,如:人员定位系统值班人员岗位责任制、人员定位系统值班人员交接班制度、人员定位系统维护与维修人员岗位责任制、人员定位系统操作规程、人员定位系统日维修及维护管理制度及调度中心机房管理制度等相关管理制度。
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第 3 章 人员定位系统运行维护与管理存在的问题和不足........19
3.1 人员定位系统本身存在的不足....19
3.1.1 硬件系统存在的不足........19
3.1.2 软件系统存在的不足........19
3.2 人员定位系统运行维护与管理中存在的不足..............20
第 4 章 人员定位系统运行维护管理完善对策和管理优化........23
4.1 人员定位系统更新优化 .........23
4.2 人员定位系统运行维护井下现场线缆优化.....28
4.3 人员定位系统运行维护与管理....30
4.3.1 人员定位系统运维与管理体系框架.......30
4.3.2 人员定位系统运维的组织....33
第 5 章 新桥硫铁矿人员定位系统管理优化总结.....37
5.1 人员定位系统优化成效总结......37
5.1.1 硬件故障率降低、稳定性提高...........37
5.1.2 软件操作便捷化、稳定性提高...........37
5.1.3 人员定位系统管理维护系统化、标准化..............38
5.1.4 维护成本大幅降低..........38
5.2 人员定位系统后期展望 .........38
 
第5章 新桥硫铁矿人员定位系统管理优化总结
 
矿山井下人员定位系统建成后能够准确、实时、快速的反映矿山井下人员的实时位置、井下人数,为矿山安全生产提供了保障。新桥硫铁矿人员定位系统在初级建成并使用过程中,由于矿山井下实际情况,发现了系统软件、硬件及整个系统运行维护管理中存在的不足及问题,并通过软件的更新优化、硬件的更新及运行维护管理的优化处理,有效的提高了人员定位系统的运行稳定性、技术可靠性、维护便捷性,并用事实证明人员定位系统的维护管理成本大幅降低。展望未来,随着新桥硫铁矿露天转井下项目的实施,井下巷道将会大幅增加,人员定位系统亦会随之铺开扩充建设,该公司将运用现有的人员定位系统的可扩展性,在此基础上运用前期系统优化经验对后期工程进行标准化的延伸建设,某种程度上讲前期的优化管理亦是后期建设投入成本的节约,并使矿山人员定位系统更好的为矿山建设服务!
 
5.1 人员定位系统优化成效总结
人员定位系统定位板更新后,硬件自身故障率大幅降低,半年多来,由于定位板自身故障引起的设备不在线故障没有发生,稳定性有所提高。人员定位系统软件系统更新、使用 B/S 架构后,软件直接可在矿山任意一台联网的电脑主机上访问,通过不同的权限对软件进行查看或修改操作。操作界面简介且不失功能,操作便捷,能够及时反应井下实际下井人员信息及人员定位系统设备信息等,系统软件稳定性较高,半年多来,该系统运行情况良好。通过有效的对井下线缆的优化整改布放及系统管理维护执行力的科学运维管理提升,人员定位系统日常运行管理维护形成了系统化、标准化维护制度,定期井下线缆巡检;发现故障及时处理、形成处理记录台帐;建立设备现场编号及库存进出库台帐;建立系统维护合同台帐;建立系统维护费用年度报表等等举措有力的保障了人员定位系统的正常运行,为矿山安全建设保驾护航。
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结论
 
通过有效的运行维护管理优化后,该系统日常维护的费用大幅降低。系统优化前,在保证系统井下人员定位基站设备故障率小于 10%(即实时故障数目≤5)的要求下,每年的人员定位系统因井下卸矿漏斗处放炮损伤线缆及机车撞损线缆而发生的维护经费平均需10万元。系统优化后,在保证系统井下人员定位基站设备故障率小于 2%(即实时故障数目≤1)的要求下,一年多来没有发生因井下卸矿漏斗处放炮损伤及机车撞损而导致的线缆故障情况发生,维护费用为0,大大减少了维护成本,为矿山的降本增效做出贡献。展望未来,随着新桥硫铁矿露天转井下项目的实施,井下巷道、中段及分层将会大幅增加,人员定位系统亦会随之按照建设标准铺开扩充建设,该公司将运用现有的人员定位系统的可扩展性,在此基础上运用前期系统优化经验对后期工程进行标准化的延伸建设,某种程度上讲,前期的运行维护优化管理亦是对后期建设投入建设及维护成本的节约,使矿山人员定位系统更好的为矿山安全建设服务!
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