井下人员定位系统概况及产业链研究

第一节 井下人员定位系统定义及分类

一、井下人员定位系统定义及类别划分

井下人员定位系统是矿山作业人员井下定位及动态监管系统的简称。井下人员定位系统以现代无线电编码通讯技术（RFID）为基础，应用现代无线电通讯技术中的信令技术及无线发射接收技术，结合目前流行的数据通讯、数据处理及图形展示软件等技术。

二、井下人员定位系统主要特点及应用

1、井下人员定位系统的工作原理

系统人员定位分站的无线收发数据板将低频的加密数据载波信号经发射天线向外发送；人员随身携带的KGE26标识卡进入低频的发射天线工作区域后被激活（未进入发射天线工作区域标识卡不工作），同时将加密的载有目标识别码的信息经卡内高频发射模块发射出去；接收天线接收到KGE26标识卡发来的载波信号，经分站主板接收处理后，提取出目标识别码通过通过DPSK或RS485远距离通讯线送地面监控计算机，完成矿井人员自动跟踪定位管理。：系统人员定位分站的无线收发数据板将低频的加密数据载波信号经发射天线向外发送；人员随身携带的KGE26标识卡进入低频的发射天线工作区域后被激活（未进入发射天线工作区域标识卡不工作），同时将加密的载有目标识别码的信息经卡内高频发射模块发射出去；接收天线接收到KGE26标识卡发来的载波信号，经分站主板接收处理后，提取出目标识别码通过通过DPSK或RS485远距离通讯线送地面监控计算机，完成矿井人员自动跟踪定位管理。

2、井下人员定位系统具体应用

1）定员管理

(1)实时统计考勤与井下人车查询功能：提供下井统计与报告、位置报告、工作时间报告等。

(2)安全保障功能：实现人员定位，阻止违章事件，并将违章人员记录在案。如出现人员丢失即时报警或发现井下人员超过规定时间，自动报警提示并提供相关人员的名单等。

2）应急救援

(1)事故救援：可对事故现场被埋人员进行搜寻和定位，与其进行简单通信，有效准确救援，最大限度的减少人员的损失，并且可以通过通讯手段指挥井下工作人员选择最合理的逃生路线及进行自救等。

(2)视频实时监控：可装备带图像编码的数字网络摄像机，对采矿现场进行实时高清晰度图像监控等。

第二节 井下人员定位系统基本属性阐述

井下人员定位系统能够及时、准确的将井下各个区域人员和移动设备情况动态反映到地面计算机系统，使管理人员能够随时掌握井下人员和移动设备的总数及分布状况；系统能跟踪干部跟班下井情况、每个矿工入井、出井时间及运动轨迹，以便于企业进行更加合理的调度和管理。当事故发生时，救援人员可以根据系统所提供的数据、图形，及时掌握事故地点的人员和设备信息，也可以通过求救人员发出呼救信号，进一步确定人员位置及数量，及时采取相应的救援措施，提高应急救援工作的效率。

第三节 井下人员定位系统发展历程回顾

国外研究矿井人员定位系统起源于２０世纪６０年代，而我国射频识别技术起步较晚。上世纪８０年代后期，随着各项技术的进步，基于矿井下的人员定位系统在我国的应用逐步得到推广。我国先后从波、法、德、英、美等国批量引进了安全监控系统并装备了部分煤矿，如美国的ＳＣＡＤＡ系统、英国的ＭＩＮＯＳ系统、德国的ＴＦ２００系统、法国的ＣＴＴ６３／４０／ｕ系统、加拿大森透里昂系统，这些系统在我国煤炭行业中发挥了作用，也为我国研制人员监控系统提供了很好的借鉴。我国在引进外国设备的同时，消化、吸收了制造技术，结合我国煤矿的实际情况，先后研制出自己的人员定位系统，如ＫＪｌ，ＫＪ２，ＫＪ４，Ｋ１１０，Ｋ１１１，Ｋ１２２，ＫＴ，Ｋ１９５及焦作工学院研制的Ｋ１９３矿井安全生产监控系统等，这些我国自主研制的定位系统在我国煤矿已经大批使用，有的系统已达到国际先进水平。基于化工企业安全管理的人员定位系统并不多见。总体来说国内井下人员定位系统已经经历了三个阶段。

第一阶段：主要是从国外引进现成井下人员定位产品，但由于其价格昂贵，维护费用高，只在山西少数几个大型煤矿试用，基本没有推广。

第二阶段：我国自主开发的第一代井下人员定位系统。我国自主开发的第一代井下人员定位系统主要以无缘射频识别技术为主，给每个井下工作人员配发一张无源卡，每次经过井下基站时需要工人自己拿到井下阅读基站上进行识别，或在井下巷道中做一个大型无线感应线圈，让井下人员从中钻过去，实现井下数据交换。这种方式的优点是系统开发简单，成本低。但系统使用不方便，且在人员进出矿井的高峰期容易发生堵塞，因此也只在少数煤矿试运行后反被淘汰。

第三阶段：我国自主研发的新型有源井下人员定位系统。随着我国射频识别技术的日趋发展。我们在射频识别系统的应用领域已经逐步跟上了国际水平，因此，我国自主开发的新型有源井下人员定位系统也已经达到国际水平。我国现在研发的新型人员定位系统主要以有源射频卡为基础，它既可加大井下人员阅读基站数据交换的有效范围（10-20米），又可提高射频卡的使用的方便性，解决多人同时经过井下同意射频阅读基站的人员堵塞和数据冲突问题，大大提高了系统的可靠性和实用性。

第四节 井下人员定位系统产业链构成

井下人员定位系统包括硬件和软件2块系统，硬件包括射频模块，网络传输模块，通信数据接口模块，软件系统主要包括信息采集及自动辨识定位等。

第五节 井下人员定位系统与上下游关联分析

一、上游行业简述

物联网在我国发展的重要应用基础，来自于国家金卡工程的推动。我国早在20世纪90年代，就开始了物联网产业的相关研究和应用试点的探索，国家金卡工程非接触式智能卡已广泛用于不停车收费，路桥管理，铁路机车识别管理，以及电子证照身份识别等方面，开展了成功试点和规模应用。特别是电信智能卡整合了电子钱包功能推出的移动支付应用，以及手机做为RFID的读写器开展的食品，药品安全管理与贵重物品的识别防伪等，以及遍布30个试点城市的“一卡通”工程应用，形成了一系列利民惠民工程，推动了社会信息化进程，并取得了明显成效。2004年金卡工程启动的物联网RFID行业应用试点主要涉及农业领域的生猪、肉牛的饲养及食品加工的实时动态，可追溯的管理；工业领域的煤矿安全生产，对矿工的安全监护；工业生产的托盘管理；药品及烟酒的动态可追溯监管；物流领域的邮政包裹、民航行李、铁路货车调度监管等、远洋运输集装箱等；工业钢瓶等危险品的跟踪管理，军用物资供给、军械及电子伤票动态管理，以及奥运会、世博会的大型会务综合管理等；在城市交通、公路、水运等交通管理以及涉车涉驾的智能交通综合应用等RFID应用初见成效，我国RFID市场规模已居全球第三位。

2008-2011年中国射频识别技术（RFID）市场规模及预测

                                                                           单位：亿元

中国物联网产业链初步形成，物联网应用逐步推进。统计显示，2009年，中国射频识别技术（RFID）市场规模已达85.1亿元人民币，同比增长29.3％，在全球居第三位，仅次于英国、美国。

研究显示：2010年物联网发展被正式列入国家发展战略，开始真正得到各级政府部门的高度重视和关注，这对中国物联网的发展具有里程碑的重要意义，也为中国RFID产业带来前所未有的良好发展机遇。在政府、行业组织和企业的共同努力下，2010年中国RFID产业进入了成长期的第一年，市场规模高速增长，达到121.5亿元人民币，比2009年增长了42.8%，首次突破百亿规模。预计2011年中国RFID市场将继续保持高速增长，市场规模将达到181亿元。

二、下游行业简述

（一）采矿业综述

井下人员定位系统主要应用于采矿业，随着国家逐渐加大对能源基础工业调整力度，目前采矿业投资增长平稳回落。具体数字显示，2011年1-11月全国采矿业固定资产投资总额为9944.8亿元，实现同比增长19.4%，较上年同期增幅回落0.2个百分点，所吸纳投资总额占全国固定资产投资总额3.69%，较上年同期比重下降0.13个百分点。与此同时，1-11月全国采矿业实际利用外资达5.68亿美元，较上年同期减少0.14亿美元，占实际利用外资总额的0.55%，外商投资在采矿业上项目数为83个，较上年同期增加4个，占合同总项目数的0.33%。从各子行业类别数据看：

2011年1-11月全国煤炭开采和洗选业固定资产投资为4280.8亿元，同比增长25.6%，较上年同期增幅扩大2.9个百分点，是目前采矿业重点投资方向；1-11月石油和天然气开采业投资额为2181.9亿元，同比增长4.2%，较上年同期增幅回落1.6个百分点；1-11月黑色金属矿采选业投资为1145.3亿元，同比增长19.5%；有色金属矿采选业投资为1135.4亿元，同比增长20.8%，随着国内外有色金属市场价格上涨及宏观经济回暖影响，其固定资产投资增长一直呈现两位数的稳定增长态势，截至目前累计增幅高出同期采矿业平均固定资产投资增幅1.4个百分点，较上年同期增幅回落7.2个百分点；非金属矿采选业投资为1160.8亿元，同比增长31%，但较上年同期投资增长有所回落，1-11月其投资增幅高出同期采矿业平均固定资产投资增幅11.6个百分点；其他采矿业投资共完成40.5亿元，同比下降4.9%，较上年同期投资增幅回落73.7个百分点。

上述数据可以看到，石油、天然气和煤炭行业依然是采矿业固定资产投资重点，其中对石油和天然气投资占采矿业投资总额21.94%，投资完成比重较上年同期下降5.32个百分点；对煤炭行业投资占采矿业投资总额43.05%，该比重较上年同期上升3.19个百分点。

（二）煤炭产业

2011年我国煤炭经济运行总体保持平稳，煤炭需求旺盛，供给总量增加，市场供需基本平衡，价格波动。近期，炼焦煤市场需求放缓，煤炭价格整体回落。预计2012年一季度煤炭市场供需总体将呈现基本平衡、略显宽松的态势。

一、2011年我国煤炭产量平稳增长。

大型煤炭企业煤炭产量为21.8亿吨，同比增长10.9%（中国煤炭工业协会统计直报口径）。主要产煤省（自治区）煤炭产量增长较快，山西省全年煤炭产量8.72亿吨、内蒙古为9.79亿吨、陕西省为4亿吨，三省（自治区）合计产量约22.5亿吨。

煤炭运量方面，2011年全国铁路发运煤炭22.69亿吨，同比增长13.4%。煤炭运量占货运总量的57.9%，比2010年提高3.3个百分点。主要运煤通道中，大秦线完成运量4.4亿吨，同比增长8.7%；侯月线完成1.84亿吨，同比增长3%。全年主要港口预计转运煤炭6.5亿吨，同比增长17%。

2011年我国煤炭净进口增加。前11个月，全国累计进口煤炭1.61亿吨，同比增长9.4%；出口煤炭1385万吨，同比下降21.2%，净进口煤炭1.47亿吨（不含褐煤3436万吨），同比增长13.5%。预计2011年净进口煤炭1.6亿吨左右（不含褐煤，预计近4000万吨）。

煤炭消费量继续增长。主要耗煤行业中，预计电力行业2011年消费煤炭19.5亿吨，同比增长10.8%；钢铁行业消费煤炭5.7亿吨，同比增长6.3%；建材行业消费煤炭5.1亿吨，同比增长7.9%；化工行业消费煤炭1.6亿吨，增长13.5%。

煤炭库存增加。2011年12月末，全国社会煤炭库存为2.53亿吨，比年初增加3609万吨，增长16.6%。其中，煤炭企业库存为5240万吨，比年初增加140万吨，增长2.8%。重点发电企业存煤8165万吨，比年初增加2558万吨，增长45.6%，电厂存煤平均可用19天。

煤炭价格和成本均有上升，煤炭企业应收账款增加。2011年前11个月，全国90家大型煤炭企业（集团）原选煤平均售价为464.61元/吨，同比增加30.27元/吨，增长6.97%；原选煤单位成本为379.47元/吨，同比增加26.98元/吨，增长7.66%；煤炭企业应收账款净值为1516亿元，同比增长41.9%，比年初增加629亿元，增长70.9%。

二、2011年市场煤价呈现波动态势，2011年11月以后回落。

2011年煤炭行业固定资产投资继续保持较快增长。“十一五”期间，煤炭行业完成固定资产投资1.25万亿元，2011年前11个月累计完成4281亿元，同比增长25.6%，全年预计完成4700亿元。6年来煤炭行业累计完成投资近1.7万亿元。

综合分析，全国煤炭产能较快增长，净进口增加，供应总量充足，有力地保障了国民经济和社会发展对煤炭的需求。全国煤炭市场供需基本平衡，价格波动，区域发展不平衡和企业发展不平衡的问题依然突出，并呈扩大态势。

对于2012年煤炭经济运行走势，中国煤炭工业协会预测，我国煤炭需求仍将适度增加，但增速将放缓，形势不容乐观。全国煤炭产能将继续增长，煤炭进口仍将保持高位，煤炭供应能力将进一步提高。预计全年煤炭供求整体呈现总量基本平衡、略有宽松、结构性过剩与区域阶段性偏紧并存的态势。

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