Наблюдение за персоналом
Система беспроводной информационной инфраструктуры Granch SBGPS
Система связи ГРАНЧ, объединяющая все устройства, входящие в состав автоматизированной системы оперативно-диспетчерского управления (АСОДУ), представляет собой локальную информационно-вычислительную сеть (LAN), использующую Internet - протокол (IP) на всех своих уровнях. Универсальность этого протокола позволяет применять стандартизированную аппаратуру и программное обеспечение для доступа к любому узлу системы - от датчика и исполнительного механизма до сервера. До настоящего времени в качестве физической среды передачи сигнала в этой системе использовались только проводные линии связи - медные либо оптические. Причем, скорость передачи информации по стандартному подземному телефонному кабелю в системе связи ГРАНЧ почти в тысячу раз выше, чем в любой другой существующей сегодня подземной системе, даже использующей специализированные медные пары. Это стало возможным благодаря использованию оригинальной технологии Granch SBNI - передачи данных по проводам. Такой скорости передачи информации более чем достаточно для решения любой подземной технологической задачи, что сделало нецелесообразным применение сложных в обслуживании оптических линий. Проблемой оставались только сами провода, привязывающие устройство или абонента к определенному месту. Сегодня мы предлагаем беспроводное расширение этой подземной локальной сети - Wireless-LAN ("WLAN"). Система основана на технологии WiFi (IEEE 802.11), как наиболее популярной и стремительно развивающейся технологии беспроводной связи.

Назначение системы:

  • непрерывное наблюдение за точным местоположением людей и механизмов,
  • непрерывное наблюдение за точным состоянием людей и механизмов в шахте,
  • управление работой людей под землей,
  • оповещение людей под землей,
  • поиск и спасение людей под землей,
  • связь рабочих с диспетчером,
  • контроль газовой обстановки в зоне работы людей
  • контроль и ограничение доступа на объект.
При этом для управления и оповещения людей применяется набор голосовых команд и система обратной связи, что гарантирует их прием, правильность восприятия и интерпретации.

Система предназначена для оснащения персонала, занятого на подземных работах, а также подвижных машин и механизмов современными средствами коммуникации. Кроме того, система предоставляет возможность передавать речь, видеоизображение, управляющую и телеметрическую информацию из одной произвольной точки угледобывающего предприятия в другую.

Более того, из ряда представленных на российском рынке систем данная система оказывается единственной, полностью удовлетворяющей требованиям пункта 41 ПБ 05-618¬03.

Структура системы

Подземная инфраструктура SBGPS представляет собой предствляет собой структурированную систему базовых станций (БС, Access Points), связанные между собой как по проводам, так и по технологии Mesh-Net. Сеть учитывает непрерывные подключения и изменения конфигурации сети при возникновении проблем (неисправный узел или блокированный путь), выбирая оптимальный путь ("прыгая" от узла до узла, пока не будет достигнут адрес назначения). В Сети Mesh узлы связаны друг с другом, это полносвязанная сеть. Работа сетей Mesh - это подкласс мобильной сети, использующий принцип доступа к узлам в зависимости от сложившейся ситуации. Таким образом, при пропадании сигнала по проводной линии связи БС включает режим Ad-Hoc, и связывается с ближайшей работоспособной БС по беспроводному каналу.

Клиентская часть SBGPS может быть оборудована как стандартными устройствами связи в стандарте WiFi, так и специализированными устройствами оповещения SBGPS Light, представляющий собой индивидуальны шахтовый светильник, оборудованный голосовым процессором, датчиком метана и сетевым модулем WiFi, обеспечивающим постоянную связь с инфраструктурой. Для определения положения используется технология RTLS (Real Time Location Service) - определение координат в реальном времени.

Thumbnail image

Применение беспроводной подсистемы комплекса «Умная шахта» ® - ГОРНАСС производства НПФ «Гранч» для поиска людей, застигнутых при аварии, в соответствии с требованиями пункта 41 ПБ 05-618-03

  1. Содержание пункта 41 ПБ 05-618-03

    Шахта должна быть оборудована системами:

    • наблюдения (за местонахождением персонала);
    • оповещения об авариях людей независимо от того, в каком месте шахты они находятся;
    • средствами поиска застигнутых аварией людей;
    • а также прямой телефонной и дублирующей ее альтернативной связью с аварийно-спасательной службой, обслуживающей шахту.
  2. Исполнение требований пункта 41 ПБ 05-618-03 системой Granch SM WLAN
    • 2.1.Наблюдение (за местонахождением персонала)
    • Система позволяет определить нахождение любого человека между базовыми станциями, измеряя уровень приема сигнала вдоль всех выработок. Точность определения координат местоположения человека не хуже ±20 м в любом месте предприятия, покрываемом сетью Granch SM WLAN.
    • 2.2. Оповещения об авариях людей независимо от того, в каком месте шахты они находятся
    • Оповещение происходит в любом месте предприятия, покрываемом сетью Granch SM WLAN. Причем, происходит так называемая «гарантированная доставка» оповещения. То есть система требует подтверждения получения оповещения от каждого абонента. Подтверждение происходит на двух уровнях. Первый уровень - автоматический, на уровне аппаратуры; он подтверждает исправность аппаратуры и ее нахождение в зоне приема, а также то, что сигнал оповещения получен. Второй уровень - субъективный; при этом человек, получивший сигнал оповещения, должен нажать на кнопку ответа на своем автономном аппарате, подтверждая получение сигнала оповещения, что отслеживается оператором на мониторе.
    • 2.3. Средства поиска застигнутых аварией людей Поиск людей, застигнутых аварией, осуществляется в два этапа. Первый этап -прогнозирование координат местонахождения человека и его состояния на время начала спасательных работ; второй - непосредственно поиск человека с учетом этих прогнозов. Оба этапа спасения обеспечиваются заложенными в систему возможностями.
      • 2.3.1. Регистрация последнего местонахождения человека
      • Система позволяет прогнозировать местонахождение людей после аварии и оптимизировать план их спасения. Точность определения - ±20 м. Даже, если шахтёр работает на неохваченном сетью участке, система коммуникации всегда знает станцию, с которой шахтёр связывался в последний раз, и время, когда это было. Это позволяет предположить место, где он находится в настоящее время.
      • 2.3.2. Поиск людей под завалами Granch SM WLAN оборудована двумя поисковыми системами - микроволновой и акустической.
        • 2.3.2.1. Микроволновая система поиска
        • Штатное приемопередающее устройство, имеющееся во всех абонентских устройствах, можно использовать для пеленгации местоположения человека под завалами. Завал, под которым обнаруживается человек с помощью данной системы поиска, по размерам сопоставим с завалами, диагностирование которых на присутствие людей осуществляется посредством других радиочастотных поисковых устройств. Для обнаружения пострадавшего достаточно иметь специальный приемник, в качестве которого может служить мобильная базовая станция спасателя.
        • 2.3.2.2. Акустическая система поиска
        • Приемопередающее устройство, расположенное в индивидуальном светильнике горнорабочего, оборудовано акустическим излучателем большой мощности, предназначенным для привлечения внимания шахтера к вызову диспетчера или сигналу оповещения об аварии. При аварийной ситуации это устройство без дополнительных действий владельца светильника переходит в режим маяка и посылает в окружающее пространство периодические мощные акустические сигналы, указывающие на местонахождение человека.
    • 2.4.Прямая телефонная и дублирующая связь
    • В соответствии со своим основным назначением, система Granch SM WLAN является микросотовой высокоскоростной системой связи, обеспечивающей голосовую и высокоскоростную цифровую (телеметрическую) форму общения абонентов.
    • 2.5.Возможность организации аварийной связи при спасательных работах.
    • В случае обрыва проводов связи между базовыми станциями, они автоматически переходят на беспроводную связь с ближайшими доступными станциями. В случае разрушения всей аппаратуры вдоль выработки имеется возможность восстановить полноценное функционирование канала связи замещением вышедших из строя участков мобильными ретрансляторами с автономным питанием. Скорость восстановления равна скорости продвижения спасателей. При этом спасательное подразделение может быть оснащено специализированным телеметрическим оборудованием в соответствии с требованиями ВГСЧ.

Кроме того, стандарт 802.11, который лежит в основе работы беспроводной части системы, является наиболее быстро развивающимся и самым популярным в мире. Это означает, что в ближайшее время большинство устройств будут содержать интерфейс этого стандарта, что позволит включать их в систему автоматически.

  1. Краткий перечень характеристик и возможностей системы:
    • 1.1. Протокол передачи информации IEEE802.11.
    • 1.2. Скорость передачи информации - до 56 Мбит/с.
    • 1.3. Связь с персоналом в зависимости от типа абонентского устройства у шахтера:
      • 1.3.1. При наличии светильника с радиопейджером - двухсторонняя кодовая связь с диспетчером, оповещение при аварии;
      • 1.3.2. При наличии микросотового телефона - двухсторонняя голосовая связь с любым абонентом телефонной сети, включая диспетчера;
      • 1.3.3. При наличии карманного микрокомпьютера (PDA) - двухсторонняя голосовая связь с любым абонентом телефонной сети, включая диспетчера, получение графической информации, управление любыми устройствами, включенными в систему Granch SM WLAN.
    • 1.4. Дистанционное управление подвижными механизмами на опасных участках.
    • 1.5. Организация табельного учета.
    • 1.6. Отслеживание местоположения любого объекта, оснащенного устройством радиосвязи с точностью ±20 м с отображением на пульте диспетчера и записью информации в базу данных.
    • 1.7. Выдача спасательным подразделениям координат последнего положения объекта перед разрушением системы.
    • 1.8. Быстрое восстановление разрушенного канала связи средствами спасательного подразделения ВГСЧ.
  2. Структура системы
    • 2.1. Основой системы является инфраструктура базовых станций (БС), обеспечивающая непрерывную зону радиопокрытия вдоль всех выработок. На прямых участках базовые станции располагаются через каждые 200...500 м. Базовые станции по проводным соединениям подключаются к контроллерам базовых станций, образуя кластер. Максимальное удаление базовых станций от контроллера кластера составляет до 2,5 км при питании от контроллера и до 10 км при подключении базовых станций к дополнительным источникам питания. Система может иметь произвольное количество кластеров, а также использовать гибридный способ соединения (чередование проводного и беспроводного соединений), то есть покрывать любое количество горных выработок.
    • 2.2. Электропитание базовых станций осуществляется искробезопасным напряжением от контроллеров кластера БС. БС также оснащены резервными аккумуляторами, обеспечивающими автономную работу не менее 24 часов. Исполнение базовых станций РО. Удаление БС от контроллера кластера до 2000 метров.
    • 2.3. Контроллер кластера базовых станций питается искроопасным напряжением 127 вольт. Исполнение РВ/РО.
    • 2.4. Возможно применение беспроводных базовых станций-ретрансляторов с автономным электропитанием. Это позволяет развернуть или восстановить связь после аварии в кратчайшие сроки, например, при выполнении спасательных операций. Работа в этом направлении ведется совместно с ЦШ ВГСЧ.
    • 2.5. Оборудование личного состава.
      • 2.5.1. Двунаправленный радиопейджер. Устройство встроено в шахтовый индивидуальный головной светильник. Реализует следующие функции:
        • Передача набора речевых персональных команд и речевой команды общего оповещения;
        • получение подтверждений о получении сигнала от каждого вызываемого;
        • вызов со стороны шахтера «Мне нужна помощь»;
        • определение и отслеживание местонахождения каждого человека на основе анализа информации об уровне сигнала относительно базовых станций (RSSI);
        • табельный учет;
        • контроль доступа в опасные помещения защита от проезда места схода с ленты конвейера;
        • контроль метана в месте нахождения человека (при наличии встроенного датчика);
        • акустический сигнал, автоматически включающийся при пропадании связи с базовой станцией;
        • применяется при поиске человека под завалами;
        • голосовое меню и подсказки пользователю.
      • 2.5.2. Микросотовый телефон. Обеспечивает двухстороннюю голосовую связь с любым абонентом телефонной сети предприятия.
      • 2.5.3. Карманный микрокомпьютер (PDA). Обеспечивает двухстороннюю голосовую связь с любым абонентом телефонной сети, включая диспетчера, получение графической информации, управление любыми устройствами, включенными в систему Granch SM (WLAN).
      • 2.5.4. Мобильная видеокамера. Обеспечивает передачу видеоизображения для проведения инспекций и поисковых операций, для контроля опасных механизмов и участков.
    • 2.6. Для горноспасателей дополнительно предусмотрен индивидуальный биометрический контроль (тема разрабатывается совместно с ЦШ ВГСЧ).
  3. Система беспроводной связи Granch SM WLAN является подсистемой общей информационной системы «Умная шахта» ® - ГОРНАСС и может быть использована в качестве: альтернативной системы передачи данных вдоль горных выработок, системы связи с подвижными объектами, системы управления шахтным транспортом и прочее. Имеется возможность оснастить радиометками любое имущество, например - датчики из системы АГЗ. В этом случае при попытке хищения диспетчеру (или на пульт охраны) поступает сигнал о том, что данное имущество покинуло свое место и в настоящий момент движется в таком - то направлении в таких - то координатах.