創羿科技訊，6月21日凌晨1時40分左右，平頂山市衛東區興東二礦發生井下火藥自燃爆炸事故，截至文章撰稿前已發現生還46人遇難，僅26人生還。礦難悲劇再次上演，又一次的礦難不禁讓我們陷入沉重的思考。對煤礦管理的思考，更是對生命尊重的深思。

近期礦難回顧：

2009年11月21日，黑龍江新興煤礦發生礦難事故，遇難人數達107人。
2009年11月22日，湖南辰溪縣郭家灣煤礦發生礦難事故，遇難人數11人。
2009年1月6日，江西萍鄉礦業集團宜萍煤業公司由中鼎礦建公司組織在斜風井-125米煤巷垱頭施工時，頂棚發生漏垮事故，6人死亡。
2009年1月10日，云南曲靖市富源縣煤炭經貿公司經營的大河鎮篆灣煤礦1號基建井，發生坍塌事故，5人死亡，5人受傷。
2009年1月14日，吉林市樺甸市卓隆礦業公司井下罐籠升井發生事故，4人死亡。
2009年1月16日，內蒙古自治區鄂爾多斯市準格爾旗，神華集團包頭礦業有限責任公司黑岱溝露天礦發生使有害氣體涌出事件，5人死亡，2人受傷。
2009年3月8日，四川省宜賓市高縣白廟鄉芙蓉村煤礦發生透水事故，5人死亡。
2009年3月9日，內蒙古鄂爾多斯市準格爾旗聚能煤炭有限責任公司路鑫聚煤礦井下發生中毒事故，6人死亡，3人受傷。
2009年3月12日，甘肅武威市天祝縣天祝隴德煤業有限公司發生瓦斯爆炸事故，6人死亡。
8月24日，貴州省六盤水市盤縣發生瓦斯窒息事故，4人死亡。
8月24日，山西省晉中市和順縣山西星光煤業有限責任公司發生瓦斯爆炸事故，14人死亡。
8月25日，云南省昭通市昭陽區季家老林發生瓦斯爆炸事故，4人死亡、1人受傷[48]。
8月25日，江西省萍鄉市上栗縣東源鄉虎塘沖煤礦發生透水事故，7人死亡。
8月26日，貴州畢節地區黔西縣江豐煤礦發生瓦斯爆炸事故，7人死亡，3人受傷（其中1人重傷）。
8月28日，湖南郴州市北湖區原魯塘鎮積財石墨礦發生中毒窒息事故，15人死亡。
8月30日，重慶天府礦務局三匯三礦發生煤與瓦斯突出事故，3人獲救，7人死亡。此前2008年10月27日，該礦曾發生過礦難[62]。
9月4日，廣東韶關樂昌市北鄉鎮大灣螢石礦發生中毒事故，4人死亡。
9月6日，湖南婁底市冷水江市鐸山鎮茶子山煤礦發生局部瓦斯爆炸事故，6人獲救，6人死亡。

中國煤炭資源豐富，但同時也是礦難多發國，造成礦難死亡率高居不下除了管理問題之外更需要面對解決的問題是信息化設備不夠完備。

創羿科技市場部稱，近幾年來，煤礦安全生產監控系統得到迅速發展。2010年建設重點是煤礦企業安全生產管理信息系統、煤礦數字化瓦斯遠程監控系統。 創羿實驗室分析數據

顯示，煤礦企業安全生產管理信息系統和煤礦數字化瓦斯遠程監控系統的預計投資將達到8.12億元，比2009年增長13.6%。
圖1：2010年煤礦安全信息化建設現狀



信息來源：創羿實驗室

RFID可助力煤礦安全系統完善
創羿科技認為，目前中國礦井尤其是國有重點煤礦在監測、監控系統的安裝比較完備，但是針對礦工本身的追蹤定位系統安裝使用率幾乎為零。

人員定位及追蹤就是將射頻識別技術（Radio Frequency Identification）（以下簡稱RFID）應用在煤礦安全管理系統中。RFID是上世紀90年代開始興起的一種自動識別技術，它利用射頻信號通過空間耦合（交變磁場或電磁場），實現無接觸信息傳遞，達到物品識別的目的。簡單地說，就是非接觸地識別物品，瞬間獲取物品的大量信息。
圖2：2006年-2011年RFID市場規模



數據來源：創羿實驗室
圖3：2007年-2010年RFID應用狀況



數據來源：創羿實驗室

RFID產品的主要應用市場為：身份識別、物流管理、車輛管理、生產統計、產品核心組件跟蹤識別等等。但人員定位、資產管理應用市場的增長率卻遠遠低于整體市場和其他應用市場。
創羿科技認為，整體RFID市場在2006年呈現出迅猛增長的態勢，原因是居民第二代身份證工程的實施，預計到2010年，隨著消費者認知的深入和經濟水平提高，資產追蹤、人員定位系統將成為RFID增長最強勁的市場，市場將迎來有一個發展高峰。RFID能夠給煤礦安全生產提供巨大幫助RFID在井下管理上的應用，主要是以煤礦計算機管理系統的子系統——井下管理系統為對象。將射頻識別技術應用于煤礦管理系統，通過建立一個具有完整性、實時和靈活性的井下管理系統，對包括煤礦開采面計算、井下作業工人的作業計劃安排、工人進出巷道的權限管理、巷道人員分布、作業工人資料、安全物資流動等進行管理，實現井下管理信息化和可視化，同時提高煤礦生產管理和作業安全水平。
圖4：RFID煤礦管理系統結構圖



定位系統主要實現井下人員及設備安全監測工作。在坑道、作業面的交叉道口安裝監控節點,入井工作人員按照要求佩戴安裝電子標簽的腰帶,或佩戴裝有電子標簽的安全帽。RFID讀寫器通過固定頻率的射頻載波向電子標簽傳送信號,電子標簽(工作人員隨身佩戴)進入讀寫器的天線工作區域后被激活, 并將載有個人信息的射頻信號經卡內收發模塊發射出去; 讀寫器天線接收到電子標簽發來的射頻信號, 經過處理后, 提取出個人信息, 通過現場總線送至井上監控中心, 記錄井下工作人員經過地點、時間、活動軌跡等實時信息。系統實現的最主要功能就是安全保障功能，系統根據數據庫中存儲的歷史數據信息，可迅速了解井下人員記重要設備的分布情況，一旦有可能引起礦難的信息會馬上報警，假使出現礦難，更可對現場被困人員進行定位和搜尋，最高程度的減少人員及經濟損失。

RFID技術在其他國家煤礦中已得到廣泛應用

創羿實驗室分析數據顯示，美國國會在2006年，通過了《2006年煤礦改善與新應急響應法》，要求2009年以前所有煤礦必須為礦工配備基于RFID技術的人員定位及無線追蹤系統。此外，佛吉尼亞州還制定了自己的立法，要求煤礦在2007年7月前必須訂購無線及追蹤系統。英國的監管措施更為嚴格，國家煤礦委員會制定了完備的“巡視員”制度，每個煤礦都有一名政府安全巡視員進行監督，并通過人員定位及追蹤系統對地下作業人員進行隨時追蹤，監督煤礦開采面及人員分布狀況。

中國RFID技術推進得到國家政策支持

目前，中國政府已經通過制定扶持政策，實施科技專項，制定技術標準，組織產業隊伍，啟動應用試點等工作，積極推動RFID技術和產業的發展。
2006年，國家金卡辦增設并成立了RFID應用工作組，目前有23個部委（行業）參加了該工作組，共同推動金卡工程RFID應用工作。2008年，RFID又被列入《國家金卡工程（2008—2013年）發展規劃》。為了從宏觀上規范和引導我國RFID的研發和應用工作，2006年國務院15個相關部門達成共識并聯合頒布了《中國射頻識別（RFID）技術政策白皮書》，白皮書研究分析了國內國際RFID技術發展現狀與趨勢，提出了我國的RFID技術戰略、中國RFID技術發展及優先應用領域、推進產業化戰略和宏觀環境建設。2007年，RFID技術又被列入《當前優先發展的高技術產業化重點領域指南》和《高技術產業發展“十一五”規劃》。
在政府對RFID技術的高度重視下，未來RFID產品在人員定位中的應用會得到更好的發展，煤礦產業應該提高自身的認知水平，積極把RFID應用在安全生產中，以減少礦難數量及人員傷亡。

煤礦井下解決方案

創羿科技礦山井下人員定位及井下工作環境監控方案

總體考慮：
以盡可能低的成本，先有效可靠地實現井下人員定位和工作環境監控的基本功能，在此基礎上再進一步以改進和增加系統的功能。因而，本方案將盡可能利用井下現有的通信設施和條件。另外，為了減少讀寫定位基站的使用數量以降低成本，人員定位采用了分區段考勤定位的方式（這也是目前煤礦井下人員定位普遍采用的方式）當然也可采用全信號覆蓋的精確定位方式（需要更多的讀寫器基站）。

系統的總體方案和功能：

根據井下的具體情況，將井下分為若干個區段，每個區段兩端皆設有一個讀寫器基站，每一個基站通過現有井下通信電纜和礦山通信系統與監控中心相連，在沒有鋪設通信電纜的地方，使用無線中繼的方式與井下通信系統相連；讀寫器基站對每一個經過或停留在其信號覆蓋區內的的無線身份卡進行讀寫，并通過無線的方式對附近幾百米范圍內的瓦斯，溫度，濕度，風速等傳感器進行數據采集和監控，同時通過無線的方式指揮報警喇叭，廣播傳達來自監控中心的報警和呼叫（參見附圖）： 無線身份卡：使用一節一次性5# 鋰電池驅動（煤礦井下需要使用防暴電池）電池壽命可達兩年以上。每一個無線身份卡可以有不同的封裝外型，例如別在腰帶上的BB機式，非煤礦礦山還可考慮安裝在頭盔上，無線身份卡上還可安裝一個報警按鈕，緊急情況時，工作人員可按按鈕報警，報警信號將通過讀寫器基站傳往管理控制中心；傳感器：傳感器也使用電池驅動（非金屬礦可使用1 -2 節 一次性5#鋰電池），除了每隔一定時間，例如5秒或10秒向讀寫器基站發送數據信號外，當傳感器測量的值，超過預先設定的限值時，傳感器將立即向讀寫器連續發送預警或正式報警信號；讀寫器：讀寫器通過井下供電系統取電，讀寫器定時（例如每隔30秒鐘）將所采集到的無線身份卡號，（還可包括用于進一步精確定位所需的信號強度值）以及傳感器的編號及物理量信息，打包傳往監控中心，或采用由控制中心輪巡的方式來讀取。通過發送數據包的讀寫器基站的編號和傳感器的編號，我們就能確定礦工的位置，以及不同位置，不同時間的瓦斯濃度，溫度，濕度等信息。讀寫器一接收到來自礦工或傳感器的報警信號，將立即轉發給監控中心。

原則上，現有井下的通信系統可以不變，我們所提供的人員定位和環境監控系統，只不過通過現有的井下通信系統，向礦井管理監控中心定時提供了人員的位置信息，和井下不同位置的工作環境條件信息而已。

關鍵技術問題：
1．讀寫距離

按照2007年國家頒布的煤礦井下人員定位系統的最新規定：要求能將以5米/秒速度，同時經過一個讀寫器基站的80個礦工的無線身份卡號，完全記錄下來。這就是說，讀寫器必須要在80個礦工經過其信號覆蓋區域的有限時間內，完成所有電子標簽ID號的采集任務。因而，讀寫器的讀取速度必須要快，同時讀寫器基站的信號覆蓋范圍（與電子標簽的通信距離）要遠，讀寫可靠性要高（減少讀寫器讀寫出錯時，重新讀寫的次數）并能很好地解決信號碰撞問題。

2．電池壽命
由于無源電子標簽系統只能使用方向性要求極高的近距離讀寫方式，顯然不適用于這種應用場合，而有源電子標簽，涉及到電池的使用壽命問題和卡的價格成本問題，如果使用可充電電池（注意在存在瓦斯爆炸風險的煤礦中，對所使用的電池的種類還有一定的要求），則無疑將增加無線身份卡的生產成本和維護使用成本，如果使用一次性電池，則對卡的平均功耗有較高的要求，這就要求無線身份卡實際工作時間越少越好，這也就增加了滿足前述要求的難度。成都西谷曙光數字技術有限公司利用自身的技術優勢和專利節電技術，不僅能夠完全滿足以上讀寫速度的要求，而且能夠做到使用一節一次性5號鋰電池，可以3年不更換（相關規定為兩年），這就大大降低了整個系統的安裝成本和運營成本，并方便了使用。

3．礦工行走方向判別
由于國家在井下人員定位管理系統的規定中，表述的是分區段定位的方式，即采用記錄進出某個特定區域的井下工作人員的辦法，來確定哪些人員某個時刻在某個區域內的定位方法，因而，這就要求讀寫器基站能夠判別井下工作人員經過基站時的行走方向。使用我公司自己研制生產的袖珍定向天線，可以很容易解決這個問題。

一些具體細節：
1． 讀寫器基站的具體布置，應參照國家2007年相關文件中的規定來執行。

2． 在有通信線攬的地方，讀寫器基站直接通過線纜與系統計算機相連接，在個別沒有通信線纜的地方，可以利用基站讀寫器的無線中繼功能，來與井下通信系統相連接。我們的讀寫器基站都具有RS232接口或RS485接口，或者可以通過RS232/RS485 轉以太網轉換接器，與以太網相連接。

3． 我們讀寫器與無線身份卡電子標簽在井下的可靠通信距離為100 - 150米左右，視井下的具體情況而定，在實際應用時，當無線身份卡采用某些遮擋較強的防暴封裝時，不低于80米，采用袖珍定向天線（便于判別礦工經過基站時的行走方向），通信距離大于150 米。這樣一個讀寫器可以覆蓋150 – 200米的通信距離；在可視情況下，讀寫器與傳感器之間的通信距離大于500米；讀寫器與讀寫器之間的通信距離大于1000米。

4． 由于采用了我們獨有的節電專利技術，無線身份卡的電池使用壽命可達三年以上，這一點已經在我們高速公路上的項目得到證實。

5． 無線身份卡上有一個報警按鈕，身份卡平常處于周期性工作狀態；在緊急情況下，礦工也可通過連續按壓按鈕發送報警信息。

6． 需要說明的是：我們向客戶提供的僅僅是通信模塊和讀寫器基站，和相應的人員定位以及傳感器數據采集軟件，以及與此模塊相關的功能保證，我們只保證我們的產品能夠按照客戶預先提出的人員位置信息采集，和傳感器數據采集方式工作，并不負責整個系統的集成，系統安裝和系統維護，模塊的防爆封裝以及申請本安認證等工作，都是由用戶自己來承擔的。在我們產品的價格中，只包括了對客戶通過電話，以及在本公司所在地進行的技術培訓服務（但不包括前往用戶所在地進行的現場技術支持的服務）。