1、工程技术研究中心可行性研究报告附件2：郑州市工程技术研究中心可 行 性 研 究 报 告中心名称：郑州市矿难救援通信工程技术研究中心依托单位：河南中多科技发展有限公司（签章）推荐（主管）部门：中原区科技局 （签章）填报时间： 2012 年 03 月 14 日郑州市科学技术局编制一、建设本工程技术研究中心的目的和意义1、本技术领域在行业发展中的地位和作用我国是世界产煤大国，煤炭产量居世界首位，我国也是煤矿事故多发国；据权威部门统计，全国煤矿(包括国有重点煤矿、国营煤矿、乡镇煤矿、个体煤矿等)年死亡人数占世界煤矿事故年死亡人数的三分之二以上，仅次于交通运输事故，列第二位，因此必须对煤矿安全生产工作给
2、予充分和高度重视。对煤矿救护自身来讲，提高抗灾水平和能力，提高救灾效果，历来是业务范围之内经常研究的课题。通常情况下在矿井灾难发生之后，往往将原有的通信电话线和各种管路损坏，通信系统瘫痪将导致被困人员与地面救援人员无法联系，无法采取有效措施营救！这也是矿井救援工作目前面临的最大难题。目前常用的无线电通讯系统因为传递信息使用的电磁波无法穿透底层，不能在井下使用。“D”系统是一种新型的通信领域，它不同于现在世界上使用的无线电波通信方法（包括各种频率和波长），也不同于光纤通信，激光通信等。实践证明国内外频发的种种矿难，在上述通信设备损坏后，很难实施有效的通信和救援，本技术采用土质和水的导电性能、岩石
3、等固体的传声功能，将矿难人员的求救信号，经传感器电子放大电路放大后，进行编码，倍频，脉冲，功效等电路处理后，实现地面与地下的信息联络。由全方位“D”波发射器导入地下，以“D”波形式传输给地上接收器，完成“D”波求救信号的发射，信号由全方位“D”波接收器接收后，经高增益放大，滤波，降噪，编码，检波，功效等处理后，即完成求救信号的接收，即可迅速营救。本系统较好的解决了这个问题，将填补国内甚至国际地波通讯的空白。2、建设本工程技术研究中心的必要性目前，中国煤矿生产正走着一条高投入、高耗能、低产出、低回报的粗放型的经济增长道路，安全问题特别突出，经常发生矿难事故，国家安全生产监督管理总局近日称：近年我
4、国平均每7.4 天发生一起特大煤矿事故，远远高出世界平均水平，2003 年我国煤矿产量约占全球产量的35%，事故死亡人数则占近80%，我国采煤效率仅为美国的2.2%，南非的8.1%。百万吨死亡率是美国的100 倍，南非的30 倍，据统计，2001-2004 年10 月共发生一次死亡10 人以上的特大煤矿事故188 起。2002年至2009年这8年中，中国矿难死亡人数高达41064人，2001年10月7日阿富汗战争开战到2010年2月19日，这8年半中在阿富汗美军死亡人数整1000人，矿难人数是在阿富汗美军8年中死亡人数的41倍。在这个和平的年代，矿难带来的伤亡已远远高出战争带来的伤害。其中很多
5、的伤亡都是因为井上井下中断联系，没有及时的通信而带来的后果。目前，由于我国矿井救援设备比较落后, 救援技术发展比较缓慢, 致使救援指挥通信不畅, 在一定程度上影响了救援任务的指挥决策。在矿井救援工作中, 指挥调度状况在很大程度上决定着救援效果, 许多事故发生后出现救援工作开展不及时或进展不顺利的现象, 错过了最佳救灾时机。“D”系统是一种新型的通信领域，它不同于现在世界上使用的无线电波通信方法（包括各种频率和波长），也不同于光纤通信，激光通信等因为以上种种通信方法，在矿难发生后原有的通讯条件已经破坏，导致各种通讯方式无法实现地下与地面的信息联络 。实践证明国内外频发的种种矿难，在上述通信设备损
6、坏后，很难实施有效的通信和救援，本系统较好的解决了这个问题建设“郑州市矿难救援通信工程技术研究中心”，将“D”波通信系统应用于矿难救援方面，可以有效地解决救援过程中通信系统瘫痪导致被困人员与地面救援人员无法联系、无法采取有效措施营救的局面。因此，建设本工程技术研究中心对于我国矿难救援方面的研究有着重要的作用和进步意义。3、建设本工程技术研究中心的可行性（1）河南中多科技发展有限公司在矿难救援技术研究方面具有雄厚的实力河南中多科技发展有限公司成立于2005年6月，是国家相关部门重点扶持企业，公司注册资金500万元，现在职工58人，大专以上学历45人，高科技研发人员18人。主要从事弱电电子方面的研
7、发生产。2006年，研发的“煤矿人员井下定位系统”是国家安全监管总局规定金属非金属地下矿山必须安装的安全避险“六大系统”之一，广泛用于河南省各大地下矿山企业，特别是在河南各大煤业集团广泛使用，并辐射到山西、安徽等重点煤炭采掘地区。公司一直秉承调研市场需求，研发生产适合市场需要的产品的战略发展目标，充分发挥了研发、生产、市场的完美结合和良性循环。针对国内矿难频繁，一旦矿难发生之后，地面与井下失去各种通讯联系的技术难题，我公司独辟蹊径独立研发了具有划时代意义的“矿难D波通信营救系统”。这套系统具有非常广阔的市场前景，可以广泛应用于矿山井下采掘、工程地下作业、科考、军事等各个特殊行业。公司十分重视研
8、究开发和科技成果转化的管理工作，成立了研发中心，并与郑州轻工业学院、河南省信息化重点实验室、解放军信息工程学院开展了产学研合作的研发工作，目前已成功地进行了“D”波通信营救系统、KJ282N井下人员安全应急调度系统中继站、KJ282N井下人员安全应急调度系统识别卡、KJ282N井下人员安全应急调度系统读卡分站等系列产品的开发。广泛应用矿山井下采掘、工程地下作业、科考、军事等各个特殊行业。（2）公司领导班子与科研队伍建设河南中多科技发展有限公司是一个依据现代化企业管理制度建立起来的新型企业，产权明晰，责任明确，公司十分注重自身管理素质，加强质量管理体系工作，建立健全了以公司总经理领导下的质量管理
9、体系和科研开发体系。使经营各个环节都有章可循，有序运行。公司管理人员具有先进的管理理念和丰富的管理经验，在公司内部积极实施管理创新和技术创新，提高技术队伍知识层次和业务水平。公司自成立以来，高度重视人力资源规划工作，把人才资源作为企业发展最重要的战略资源，不断创新人才工作机制，积极探索适应企业发展要求的人才队伍建设新途径，有力推进专业技术人才队伍的建设。公司现有员工58人，其中大专以上科技人员45人，占公司总员工数的78%；从事高科技研发人员18人，占公司人员总数的31%。公司员工专业领域涉及电子工程、计算机、机械工程、自动控制等，涉及领域广阔、专业结构合理。公司管理层90%以上为电子专业，具
10、有丰富的电子产品研发管理经验。（3）技术成熟性公司自主研发的“D”波通信营救系统，是国内独一无二的先进技术，在国际上也是遥遥领先的科技技术，已经获得国家实用新型专利（专利号：ZL201020509751.3），并通过国家煤安办煤矿井下人员位置监测和管理系统产品和国家安全监管总局认证。该技术采用土质和水的导电性能、岩石等固体的传声功能，将矿难人员的求救信号，经传感器电子放大电路放大后，进行编码，倍频，脉冲，功效等电路处理后，实现地面与地下的信息联络。由全方位“D”波发射器导入地下，以“D”波形式传输给地上接收器，完成“D”波求救信号的发射，信号由全方位“D”波接收器接收后，经高增益放大，滤波，降
11、噪，编码，检波，功效等处理后，即完成求救信号的接收，即可迅速营救。（4）现有生产及实验设施中多公司面积办公面积3000多平米，拥有4000多平方米的生产基地。在生产工艺、设备方面，工装设备齐全，测试手段完善。公司组建的研发团队拥有较为完备的工程技术试验条件和基础设施，拥有自动贴片机、回流焊机、高频信号源、专用变压器、高频示波器、周转箱、万用表、电烙铁（恒温）、频率计、振动试验台、高温试验箱、压力测试台、高空跌落试验台、底温试验箱16套，流水生产线5条，总值达到500多万元，培训中心面积150平方米，能够满足科研、开发、工程试验需要。（5）国家政策对组建本中心提供了支持与促进作用国家的“十二五”
12、规划中，提倡通过自主创新和集成创新的模式推动煤矿重大灾害防治关键技术的研究，坚持以人为本，提高发展质量，建设高产高效的现代化矿井。煤矿的安全生产被提高到了一个新的高度，其中矿井安全调度与应急通信保障是首先需要解决的问题。河南省工程技术研究中心管理办法中指出，要面向企业规模生产的需要，提高现有科技成果的成熟性、配套性和工程化水平，发挥其辐射与扩散作用，促进行业技术进步和经济增长；围绕重点和优势行业，以加速科技成果工程化和产业化的目标，有重点的支持一批科技水平高、对经济和社会发展有重大贡献的工程中心，使之成为带动行业整体技术水平提高，推动高新技术产业发展的主力军。因此，充分利用宏观政策支持，组建郑
13、州市矿山救援通信工程技术研究中心，是推动企业发展，尽而推动行业健康发展的启动器，形势迫在眉睫。4、本工程技术研究中心对行业进步的带动作用成立“郑州市矿难救援通信工程技术研究中心”，是推动企业技术进步，提高企业技术创新能力，促进研发项目转化生产力，充分发挥科技是第一生产力的需要。本中心的组建可以有效地提升矿难救援的效率，保障人民生命安全，提高企业经济效益。本工程技术研究中心作为行业科技创新体系的重要内容，目标是成为行业重大科技成果工程化、集成化和产业化的基地，成为行业关键共性技术的集散地、扩散源和转化的平台，积极对行业提供服务，发挥对行业的技术辐射、转移和扩散作用，发挥骨干带动和示范效应，形成行
14、业、领域的技术创新平台，带动本行业和领域技术水平提升。采用信息化、利用数字化技术手段对传统的矿难救援系统进行技术提升，提高救援效率及管理水平。是当前我国矿业开采行业技术发展中迫切需要解决的共性技术难题，也是关键问题。围绕这些难题，本工程技术研究中心将研发矿难救援技术，开发提高生产效率、保证人民生命安全、降低生产成本的矿山安全产品，开发具有较高通用性、实用性、开放性和可靠性的新型信息化设备，将本工程技术研究中心组建为拥有国内一流水平的对行业技术进步具有重要带动作用，具有自我良性循环发展机制的工程中心。根据我国矿山安全产品设计、生产、制造行业经济建设和市场需要，本中心对上述重大关键共性技术问题进行
15、攻关，在自主创新和引进技术基础上，持续不断地将具有重要应用前景的科研成果进行系统化、配套化和工程化开发，为行业内企业规模化生产提供成熟、配套的技术、工艺、装备和新产品。同时，运用工程技术研究开发优势，接受行业有关企业委托的工程技术研究、设计和试验任务，积极开展国内外技术装备的引进与创新，成为我市行业内企业吸收先进技术和提高产品质量的技术依托。为我国矿山开采行业企业培养、聚集高水平的工程技术人才和管理人才，为行业内企业提供工程技术培训，积极参与本行业技术标准规程制订工作。与郑州轻工业学院、河南省电气信息化重点实验室、解放军信息工程大学等科研机构等高等院校及相关企业紧密联系，在工程技术研究开发方面
16、全方位开展多种形式的国内外技术合作与交流，为我国矿山开采行业的发展提供技术信息咨询服务。二、国内外发展趋势及国内、省、市需求状况1、国内外技术发展水平与差距：国内外在此领域技术尚不成熟，如美国、澳大利亚而过尚在使用传统的“无线通讯”技术，设备成本高，不易安装，仅天线长达几十公里，才能普及使用。目前国内外主要采用的技术主要有以下几种：低频透地通信、中频感应通信、漏泄电缆通信和超高频通信、小区蜂窝无线通信等通信系统等。(1)超低频透地通信系统超低频透地通信是以大地为电磁波传播媒介、无线电波穿透大地的无线电通信方式。透地通信系统主要由澳大利亚MST 矿山技术公司开发的超低频PED 井下无线通信与急救
17、系统，主要应用于地面和井下应急救援人员通信。该系统信道容量小，且无线通信速率低，传输带宽较窄，易受低频电磁干扰。此外，PED 系统部署比较繁琐、灵活性较差。（2）中频感应通信系统中频感应通信系统主要是借助专用感应线缆，利用无线电波感应场引导电磁波传输，且系统工作频率通常选择在中低频段。系统投资费用低，靠近感应体通信效果较好，但远离感应体时信道就不稳定。其感应距离一般不超过2 m，可用于井下救援局部范围通信。（3）漏泄通信系统矿山漏泄通信系统主要是利用漏泄同轴电缆的无线电信号辐射漏泄原理实现无线通信的。电磁波在漏泄电缆中，既沿内外导体纵向传输，也通过开孔向外辐射传播。典型的如国内引进的加拿大FL
18、EXCOM 系统，工作在150 MHz 频段，提供了32 个语音或数据信道，16 个图像信道，既可以与光纤网络连接，又可以与使用普通电线的电话和数据系统连接。然而该系统中继节点覆盖范围有限，通信抗干扰能力较差，且电缆成本昂贵，设备移动性支持能力较弱。（4）小区蜂窝移动通信系统小区蜂窝移动通信系统是一种在第二代GSM公共无线移动通信系统基础上，将其大区域通信机制改为小区通信制的全双工移动通信系统。其本质上是将地面蜂窝移动通信技术移植到煤矿井下应用，并用微小区概念来将井下巷道进行划分，然后根据无线电波衰耗大小将全矿井服务范围化为若干个较小服务范围，各个小区无线电全程衰耗大致相同，每个微小区设一个小
19、区中继站，每个小区工作在指定的信道上，几个相邻小区为1 个区群，区群内频率不同，区群间频率一一对应，从而实现频率复用，形成蜂窝无线通信系统，解决了漏泄或感应通信中频道数较少的缺陷。然而，该系统在规划井下部署和工作频率时十分繁琐，而且系统只支持语音，不支持图像等视频传输应用，也不具有自组织网络的功能。结合国内外技术情况，建立“郑州市矿难救援通信工程技术研究中心”，本中心专注于研究“D”波通信系统，为矿难营救提供了有效手段。本技术采用土质和水的导电性能、岩石等固体的传声功能，将矿难人员的求救信号，经传感器电子放大电路放大后，进行编码，倍频，脉冲，功效等电路处理后，实现地面与地下的信息联络。由全方位
20、“D”波发射器导入地下，以“D”波形式传输给地上接收器，完成“D”波求救信号的发射！信号由全方位“D”波接收器接收后，经高增益放大，滤波，降噪，编码，检波，功效等处理后，即完成求救信号的接收，即可迅速营救。2、国内需求状况根据有关部门的数据，从2001年到2011年底，我国共发生一次死亡10人以上的特大煤矿事故256起，平均4到7天一起。2004年1月至11月间，我国共有5286名煤矿工人死于事故。2005年上半年，全国煤矿事故死亡人数就达到2672人，同比上升3.3，其中特大事故死亡704人，上升114.6。横向比较，2003年世界煤炭产量约50亿吨，我国煤炭产量为16.7亿吨，约占全球的3
21、5，全球煤矿事故死亡人数约8000人，我国为6434人，占全球近80，我国的百万吨死亡率接近4，是美国的100倍，南非的30倍。 目前，在国内，由于矿山开采条件复杂、井下环境十分恶劣，以及电磁干扰复杂、作业人员密集等因素，矿山灾害和事故隐患多，特别是重大灾害和安全生产事故给国家和人民造成了巨大损失。为改变矿山安全和应急救援面临的严峻形势，全面提高瓦斯爆炸等灾害防治与应急装备的整体水平，加快新兴矿山无线技术理论和技术研究势在必行。近年来基于无线网络技术的灾害防治和应急救援通信系统，已成为矿山安全技术装备等行业广泛关注的热点。本技术在国内市场潜力巨大。3、省、市需求状况近年来河南省矿山救护体系日趋
22、完善，救援力量日益增强，装备水平不断提高，但卖矿开采技术仍需改进，矿难发生情况仍然不容乐观，重特大事故仍然多发。从2007年到2011年期间，河南省发生20起，死亡人数达到300多人。2008年河南洛阳新安县发生煤矿发生透水事故，10人遇难，登封郑州贤工贸有限公司2矿井发生瓦斯爆炸，37人遇难，2009年河南灵宝一煤矿发生透水事故，13人遇难，平顶山新华四矿发生瓦斯爆炸25人遇难，2010年伊川国民煤业矿井发生瓦斯爆炸，造成46人遇难。从这些矿难发生后，事故救援情况看，很多矿难都是在事故发生后缺乏一种有效的通信工具，一些矿工无法联系，而不能确定遇难矿工所在位置，造成最终无法营救，错过了营救的最
23、佳时机。目前，河南省境内有独立矿山救援单位26个，目前尚无一家配备新型救援通信技术，部分仍在使用我公司此前研发的无线通讯和有线通讯技术，因此省内市场尚处于空白阶段，需求潜力巨大。4、本技术领域的成果及分布状况目前，虽然国内外许多专家及科研单位一直在对矿难救援设备进行研究，但仍然仅仅停留在传统的有线或无线设备的研发上，救援效率有待于进一步提升。本工程技术研究中心研发的“D”波通信救援系统，摒弃了传统设备的不足和弊端，本技术采用土质和水的导电性能、岩石等固体的传声功能，将矿难人员的求救信号，经传感器电子放大电路放大后，进行编码，倍频，脉冲，功效等电路处理后，实现地面与地下的信息联络。由全方位“D”
24、波发射器导入地下，以“D”波形式传输给地上接收器，完成“D”波求救信号的发射！信号由全方位“D”波接收器接收后，经高增益放大，滤波，降噪，编码，检波，功效等处理后，即完成求救信号的接收，即可迅速营救。目前本技术已经获得国家实用新型专利。5、国内从事本技术领域研究、开发和设计等的优势单位及水平比较目前，在国内外技术领域中，从事矿难救援装备研究的单位非常多，特别是从事矿难救援信息化技术研究的单位大多都属于科研院所，如南昌工程学院信息工程学院研发的基于WiFi 的矿井通信系统，中国矿业大学信电学院研发的矿井无线电通信技术、煤炭科学总院重庆研究院矿难无线救援技术等，虽然技术理念具有一定的先进性，但由于
25、技术相对简单，在应用方面存在很多不足，很难适应当前矿难应急救援的需要。本技术产品“矿难D波通信营救系统”是一种新型的通信设备，它不同于现在世界上使用的无线电波通信方法（包括各种频率和波长），也不同于光纤通信，激光通信等因为以上种种通信方法，在矿难发生后原有的通讯条件已经破坏，导致各种通讯方式无法实现地下与地面的信息联络 。本技术采用土质和水的导电性能、岩石等固体的传声功能，将矿难人员的求救信号，经传感器电子放大电路放大后，进行编码，倍频，脉冲，功效等电路处理后，实现地面与地下的信息联络。由全方位“D”波发射器导入地下，以“D”波形式传输给地上接收器，完成“D”波求救信号的发射！信号由全方位“D
26、”波接收器接收后，经高增益放大，滤波，降噪，编码，检波，功效等处理后，即完成求救信号的接收，即可迅速营救。实践证明国内外频发的种种矿难，在以往的通信设备损坏后，很难实施有效的通信和救援，本系统较好的解决了这个问题。三、依托单位已具备的基本条件1、依托单位基本概况中多公司成立于2005年6月，是国家煤监部门重点扶持企业，公司注册资金500万元，现在职工58人，大专以上学历45人，高科技研发人员18人。公司占地面积办公面积3000多平米，拥有4000多平方米的生产基地。在生产工艺、设备方面，工装设备齐全，测试手段完善。主要从事弱电电子方面的研发生产。2011年公司拥有资产1000多万元，实现销售收
27、入9000多万元。2006年，研发的“煤矿人员井下定位系统”是国家安全监管总局规定金属非金属地下矿山必须安装的安全避险“六大系统”之一，广泛用于河南省各大地下矿山企业，特别是在河南各大煤业集团广泛使用，并辐射到山西、安徽等重点煤炭采掘地区。结合国家的节能减排的政策，2008年研发的“ZD-JZM型全自动智能照明节电柜”，也受到了相关政府部门的重点推崇。公司一直秉承调研市场需求，研发生产适合市场需要的产品的战略发展目标，充分发挥了研发、生产、市场的完美结合和良性循环。针对国内矿难频繁，一旦矿难发生之后，地面与井下失去各种通讯联系的技术难题，我公司独辟蹊径独立研发了具有划时代意义的“矿难D波通信营
28、救系统”，技术水平在国内外均处于领先水平，2011年 月已获得国家“实用新型”专利，同年，荣获香港国际专利博览会“金奖”。系统具有非常广阔的市场前景，可以广泛应用于矿山井下采掘、工程地下作业、科考、军事等各个特殊行业。2、科研成果（1）已取得的科研成果序号获奖项目名称成果名称及等级取得时间1.KJ282N井下人员安全应急调度系统中继站国家煤安办AQ6210-2007及AQ1048-2007认证2010-022KJ282N井下人员安全应急调度系统识别卡国家煤安办AQ6210-2007及AQ1048-2007认证2011-053KJ282N井下人员安全应急调度系统读卡分站国家煤安办AQ6210-2
29、007及AQ1048-2007认证2011-054智能语音鉴别系统已申请国家专利审核阶段5“矿难D波通信营救系统”（专利号：ZL201020509751.3）香港国际专利博览会金奖2011-11-9（2）在研项目情况序号项目名称项目级别研究起止时间1智能语音鉴别系统2010年4月至今2“矿难D波通信营救系统”2010年7月至今 3、科研队伍情况公司自成立以来，高度重视人力资源规划工作，把人才资源作为企业发展最重要的战略资源，不断创新人才工作机制，积极探索适应企业发展要求的人才队伍建设新途径，有力推进专业技术人才队伍的建设。公司现有员工58人，其中大专以上科技人员45人，占公司总员工数的78%；
30、从事高科技研发人员18人，占公司人员总数的31%。由博士、硕士、本科、大专组成的多层次的人才结构非常合理，电子工程、计算机、机械工程、自动控制等专业技术人员门类齐全。拥有改革意识强、敢于创新、注重科研开发、高效精干、科学化管理的领导班子，具有3名研发能力强、技术水平较高和工程化实践经验丰富的工程技术带头人；有能够承担工程试验任务的熟练技术工人队伍。为了广纳高科技人才，中多公司和省内以及全国十几所重点院校签订了引进人才的协议，并在省内一些院校设立了联合研发机构，以促进高技术基础研究。为了把握发展的战略方向和实现科研开发的高起点，公司聘请了多名省内著名煤矿安全领域专家、学者为常年技术顾问，在研究方
31、向、研发技术、研发组织等方面进行指导，有力地保证了促进了公司科研开发工作的先进行、高效性。4、科研条件平台建设中多公司现有科研场地1000多名方米，具有良好的软硬件开发环境。已经建立了良好的工程开发环境，用于多套工程研发的各种研发、检测、实验设备。检测设备齐备，具备了较为完备的工程技术试验条件和基础设施，中试基地面积在500平方米以上；培训场地面积150平方米以上，研发中心内测试间、工艺室、研究室、学术报告厅等非常齐备。同时，公司与郑州轻工业学院电气信息工程学院和河南省信息化电器实验室进行产学研合作，签订了研发设备共享协议，直接共享这些科研单位的研发设备。5、科研投入和经济实力中多公司注册资本
32、500万元，2011年末总资产 元，负债率 %，实现销售收入 元，信用等级为 级；中多公司重视科研投入，企业技术研发费用占销售收入的比例达到 %；总体而言，中多公司财务状况良好,拥有较强的技术资产和经济实力，具有筹措资金的能力和信誉。6、主要合作单位情况郑州市矿难救援通信工程技术研究中心是由中多公司和郑州轻工业学院、河南省信息化电器重点实验室合作共建的，郑州轻工业学院师资力量雄厚，科研开发能力强，在同行业中影响大,是我省著名工科高校。轻院科研队伍年龄结构、学历层次合理，研究人员相对固定，都长期工作在科研活动第一线，科研能力强，科研成果丰硕。重视科研的开发，在实现产业化方面进行了积极的探索，现承担十多项国家项目，数十项省级科研项目。河南省信息化电器实验室是省级重点实验室，主要从事信息化、网络化、智能化等方面的工作。具有先进的设备和雄厚的科研实力，具有工程技术研究的设计基础。四、工程技术研究中心的主要目标和任务1、总
