踐行生命至上，UWB高精度定位助力煤礦領(lǐng)域的安全生產(chǎn)管理！

12月4日，重慶吊水洞煤礦發(fā)生回收設(shè)備時(shí)發(fā)生重大火災(zāi)事故，造成23人死亡、1人重傷，直接經(jīng)濟(jì)損失2632萬元。據(jù)媒體報(bào)道，此次事故是因企業(yè)自行拆除井下設(shè)備時(shí)違規(guī)動(dòng)火作業(yè)引發(fā)火災(zāi)，發(fā)生一氧化碳超限而起。

近幾年，煤礦安全較大事故時(shí)有發(fā)生，像爆炸、冒頂、透水、中毒等諸如此類。就比如今年年初的“山東棲霞金礦爆炸”的事故，其救援實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，時(shí)刻牽動(dòng)著全國人民無數(shù)人的心。我們知道，井下作業(yè)環(huán)境雖然惡劣，會(huì)存在一些自然隱患，除卻客觀因素，企業(yè)對于安全防護(hù)、監(jiān)管等失責(zé)難逃其咎。

為提高礦山安全生產(chǎn)保障能力，國家強(qiáng)制要求全國煤礦以及非煤礦礦山都必須建立安全避險(xiǎn)六大系統(tǒng)，分別是：監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、井下人員定位系統(tǒng)、礦井供水施救系統(tǒng) 、礦井壓風(fēng)自救系統(tǒng)、礦井通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)、井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)。

并且在2016年更新的《煤礦安全規(guī)程》中也提到，煤礦企業(yè)必須建立入井檢查制度和出入井人員清點(diǎn)制度；必須掌握井下人員數(shù)量、位置等實(shí)時(shí)信息。由此可見，井下定位在煤礦安全生產(chǎn)過程中占據(jù)著重要的地位。

人員精準(zhǔn)定位系統(tǒng)為煤礦作業(yè)安全保駕護(hù)航 

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了近10年的時(shí)間，應(yīng)用前景十分廣闊，各類技術(shù)手段已經(jīng)在很多行業(yè)進(jìn)行危險(xiǎn)情況探測應(yīng)用中“大展拳腳”。

說到危險(xiǎn)監(jiān)測，當(dāng)然離不開位置信息技術(shù)。在室外環(huán)境中，一般使用北斗、GPS、GLONASS等衛(wèi)星定位方式，其民用定位精度可達(dá)10米以內(nèi)。但在一些沒有衛(wèi)星定位的區(qū)域，比如說隧道、煤礦等非露天的甚至是地下場所，依靠衛(wèi)星定位顯然行不通，這時(shí)候就需要室內(nèi)定位系統(tǒng)來完成高精度位置信息的提供任務(wù)。

1.室內(nèi)定位技術(shù)

隨著室內(nèi)定位需求的增加，涌現(xiàn)了一大批解決方案，其中以射頻識別（RFID）定位、藍(lán)牙定位、Wi-Fi定位、Zigbee定位、超寬帶（UWB）定位為主。射頻識別定位通過識別卡和讀卡器之間的讀卡與否，實(shí)現(xiàn)存在性檢測，并不能真正的實(shí)現(xiàn)定位。

藍(lán)牙定位早期采用讀卡器讀取表示卡信號的RSSI（接收信號強(qiáng)度指示）值，通過RSSI推算讀卡器和標(biāo)識卡之間的距離，這種方式的定位精度低，并且在有遮擋的環(huán)境中RSSI受影響非常大。近期基于藍(lán)牙的AOA、AOD定位技術(shù)慢慢發(fā)展起來，相比于原來基于RSSI的定位技術(shù)，定位精度大大提升。Wi-Fi、Zigbee定位和早期的藍(lán)牙定位一樣，也是基于RSSI，其精度比較有限，并且受環(huán)境影響較大。

UWB（Ultra-Wide Band）是一種無載波通信技術(shù)，通過發(fā)送和接收納秒級的非正弦窄脈沖來傳輸數(shù)據(jù)，利用ToF（時(shí)間到達(dá)）或TDoA（到達(dá)時(shí)間差）算法來計(jì)算人員或物品的位置信息，定位精度高達(dá)10厘米。與RFID、藍(lán)牙、Wi-Fi、Zigbee等傳統(tǒng)粗精度定位技術(shù)相比，UWB系統(tǒng)具有穿透能力強(qiáng)、功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統(tǒng)復(fù)雜度低、定位精度高等優(yōu)點(diǎn)。

2.煤礦人員定位系統(tǒng)的演變

早期煤礦中并沒有人員定位系統(tǒng)的強(qiáng)制要求，隨著國家對煤礦行業(yè)安全的重視，這一需求經(jīng)歷了從無到有，從非精確到精確的過程：

• 2009年12月，國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局發(fā)布了《中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) MT/T 1103--2009》。該文件明確了井下人員定位系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)，以及針對該系統(tǒng)需提供的功能和技術(shù)指標(biāo)，并于2010年開始實(shí)施。

• 2019年10月，山東煤礦安全監(jiān)察局發(fā)布了《山東煤礦人員精確定位系統(tǒng)技術(shù)要求（試行）》。該文件對井下人員定位系統(tǒng)的定位精度、實(shí)時(shí)性、覆蓋范圍提出了更為嚴(yán)格的要求。隨即對山東省內(nèi)的所有煤礦人員定位系統(tǒng)升級改造。

• 2020年10月，國家煤礦安監(jiān)局辦公室對外發(fā)布了關(guān)于征求《煤礦井下人員定位系統(tǒng)通用技術(shù)條件（征求意見稿）》意見的函，并附文件《煤礦井下人員定位系統(tǒng)通用技術(shù)條件（征求意見稿）》。該文件和山東煤礦安全監(jiān)察局發(fā)布的文件類似，都針對煤礦井下人員定位系統(tǒng)提出了更嚴(yán)格的要求。

3.煤礦人員定位系統(tǒng)的應(yīng)用

對煤礦來說，尤其是井工煤礦，人員定位系統(tǒng)可以獲取井下的人員、車輛、設(shè)備的實(shí)時(shí)位置，并呈現(xiàn)在地面的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。管理人員可以隨時(shí)掌握井下人員、車輛的位置信息和歷史軌跡，掌握設(shè)備的安裝位置。

對于人員定位來說，可以延伸出考勤管理、危險(xiǎn)區(qū)域出入記錄、危險(xiǎn)區(qū)域超員管理等功能。對于車輛定位可以延伸出車輛調(diào)度、紅綠燈自動(dòng)控制等功能。當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，救援人員也可根據(jù)定位系統(tǒng)提供的人員、車輛、設(shè)備定位信息迅速了解現(xiàn)場的情況，及時(shí)采取相應(yīng)的救援措施，提供救援工作的效率。

煤礦井下人員定位系統(tǒng)的項(xiàng)目部署，不僅保障井下作業(yè)人員的安全，而且大幅提升了信息化管理水平，讓管理調(diào)度更加透明、高效。

沃旭煤礦人員精確定位系統(tǒng)介紹

南京沃旭通訊科技有限公司作為國內(nèi)專業(yè)的定位服務(wù)解決方案商，近10年來，一直為各個(gè)行業(yè)室內(nèi)定位的需求提供整體的解決方案。針對煤礦行業(yè)，在2018年開始推出了井下人員定位系統(tǒng)，經(jīng)過這幾年的演變，產(chǎn)品的穩(wěn)定性、成熟度、易用性得到保證。

1.設(shè)備架構(gòu)

• 標(biāo)識卡：有被定為物體佩戴，可以是人員、車輛、設(shè)備，可以通過按鍵上發(fā)告警，接收到下發(fā)告警時(shí)，有聲、光、震動(dòng)警告。低功耗，一次充電可工作數(shù)月。

• 讀卡器：安裝于井下巷道，讀取周邊標(biāo)識卡信息和距離，并將標(biāo)簽的測距信息傳遞至地面服務(wù)器。

• 位置解算引擎：根據(jù)讀卡器提供的測距信息，計(jì)算標(biāo)識卡位置的軟件。

• 業(yè)務(wù)服務(wù)器：基于位置解算引擎提供的位置信息，實(shí)現(xiàn)相關(guān)業(yè)務(wù)，包括：考勤、實(shí)時(shí)位置顯示、歷史軌跡查詢、設(shè)備告警顯示等。

• 手持儀：搜索附近標(biāo)識卡，可獲取標(biāo)識卡的距離該設(shè)備的距離。可脫離地面服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)便攜式定位儀。

該方案中讀卡器的覆蓋半徑超過600米（視距），定位精度可達(dá)0.3米（視距），單區(qū)域標(biāo)簽并發(fā)量超過400張。

2.業(yè)務(wù)功能

實(shí)時(shí)位置顯示：通過人員定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)定位井下人員位置信息及分布情況，實(shí)時(shí)監(jiān)測人員的軌跡。

井下人員數(shù)量統(tǒng)計(jì)：實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)下井人員的數(shù)量，當(dāng)遇到嚴(yán)重事故的時(shí)候，可快速集合員工進(jìn)行點(diǎn)名統(tǒng)計(jì)，并且確認(rèn)未到達(dá)員工的實(shí)時(shí)位置，實(shí)施救助，避免人員傷亡。

出入井考勤管理：制定考勤任務(wù)，統(tǒng)計(jì)人員出入井時(shí)間、在崗工作時(shí)長等。管理層可快速查詢在崗情況，月度統(tǒng)計(jì)工時(shí)可直接依據(jù)平臺數(shù)據(jù)做考勤的審核參考。

異常緊急告警：管理人員在遇到緊急情況時(shí)，可以在指揮撤離時(shí)發(fā)出緊急指令提示人員撤離。人員佩戴的標(biāo)簽會(huì)震動(dòng)提示人員遠(yuǎn)離此區(qū)域。

SOS主動(dòng)告警：遇到危險(xiǎn)時(shí)，現(xiàn)場人員可通過一鍵求救按鈕，及時(shí)發(fā)出求救報(bào)警信息，管理人員收到報(bào)警信號后，可通人員定位確定涉險(xiǎn)人員位置，及時(shí)實(shí)施現(xiàn)場應(yīng)急處置。

煤礦安全，重于泰山！

安全生產(chǎn)無小事，只有做到安全生產(chǎn)的前提，企業(yè)才可能持久發(fā)展。希望未來室內(nèi)定位技術(shù)能夠盡快運(yùn)用到更多行業(yè)，結(jié)合傳感技術(shù)及大數(shù)據(jù)等高新技術(shù)以更大程度保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，給安全生產(chǎn)管理提供強(qiáng)大后盾。 

煤礦的安全生產(chǎn)任重而道遠(yuǎn)，重于泰山，是與每一位煤礦人、企業(yè)息息相關(guān)，應(yīng)得到足夠的重視。冀望煤礦安全，人礦平安！