煤礦井下定位系統方案

1、煤礦井下人員定位系統簡介
　　煤礦井下人員定位系統也叫做礦井人員定位管理系統或者礦井定位系統，一般集人員考勤、區域跟蹤定位、日常管理、軌跡追溯、電子圍欄為一體的綜合性運用系統。每個礦工攜帶一個定位標簽，在井下作業時能為預先安裝在礦道內的定位基站，定位基站采集人員的移動位置信息，并上傳到定位引擎系統進行計算和呈現，使管理人員能夠隨時掌握人員的運動軌跡，以便于進行合理的調度管理。一旦意外事故發生，救援人員可根據該系統所提供的人員分布數據、圖形，迅速了解有關人員的精確位置情況，及時采取相應的救援措施，提高應急救援工作的效率。目前該系統已經逐步從人員識別擴展到設備識別等方面。
       煤礦井下定位系統采用的技術種類很多，以前有采用RFID定位和WIFI定位。的技術是采用UWB或者UWB復合定位技術，采用UWB定位技術的原因是UWB定位的高精度性，能夠達到10cm的級別，所以一旦出現異常的事故的時候，定位的準確性事關求援的成功率。
2、煤礦井下定位系統方案設計
　　礦山人員定位(煤礦定位)管理系統包括定位標簽、定位基站、UWB腕帶、定位引擎、大數據平臺等。因此，在設計方案時，除了考慮其功能外，在穩定性、可靠性、抗*力、容錯能力及異常保護等方面也進行了充分考慮。項目方案采用現有成熟的以太網和POE供電的方式為主傳輸平臺，和相應的定位基站、人員UWB定位標簽等設備與系統掛接，通過將采集的定位標簽的位置信息進行后臺數據交換從而實現作業人員的跟蹤定位和安全管理。系統總體設計主要體現在：
　　實現礦山作業人員進出的有效識別和監測監控，使管理系統充分體現“人性化、信息化和高度自動化”，實現數字化礦山/隧道人員管理的目標。
　　為礦山管理人員提供人員進出限制、考勤作業、監測監控、軌跡圖、電子圍欄、位置告警等多方面的管理信息，一旦發生安全事故，可以迅速定位到工作人員最后的精確定位地點及其數量，保證搶險救災和安全救護工作的高效運作。
　　系統設計的安全性、可擴容性、易維護性和易操作性。
　　輕松聯網，BS結構，輕松實現廣闊地域聯網監控
2.1 UWB煤礦定位系統原理
　　礦山人員定位(煤礦定位)管理系統是由地面監控中心主計算機在系統軟件支持下，通過數據傳輸接口和沿巷道鋪設的通訊光/電纜，定時對安裝的UWB定位基站進行數據巡檢和信息采集，定位基站將自動采集有效識別距離內的UWB標簽的信息，并根據系統指令，通過傳輸網絡將相關數據傳送至地面中心站。數據信息經分析處理后，將人員（或機車等移動目標）動態分布在主計算機界面中得以實時反映，從而實現安全狀態在礦井數字化管理的目的。
　　遵循“統一發卡、統一裝備、統一管理”的原則，將UWB標簽視為必要工牌 ，按準許上崗人員實行“一人一卡”制。
　　根據礦井監測需求，在坑道、作業面等地點安裝具有進出方向、時間識別能力的定位基站，并通過光纖數據傳輸接口相互連接為高速工業以太網，從而構成完整通訊線路。
　　礦井生產單位輸入工作人員相關信息后，向工作人員頒發UWB標簽卡。
　　系統記錄該UWB標簽卡相對應人員的基本信息，包括姓名、年齡、性別、所屬班組、所屬工種、職務、本人照片、有效期等基本信息。
　　進入坑道的工作人員必須隨身定位標簽，當持卡人員經過設置定位基站的地點時被系統識別，系統將讀取該標簽號信息，通過系統傳輸網絡，將工作人員通過的路段、時間、坐標信息等資料傳輸到地面監控中心進行數據管理，并可同時在地理信息大屏幕墻上出現提示信息，顯示通過人員的姓名。對進入電子圍欄區域的工作人員，系統將自動報警，安全監控中心值班人員接到報警信號，立即執行相關安全工作管理程序。
　　生產單位可根據生產計劃，對該標簽卡進行管理。范圍包括：該員工可以準入的坑道或作業面。為防止無關人員和非法人員進入坑道或作業面，系統設置該卡準入坑道或作業面的時效管理模塊及卡的失效、報失等。
　　坑道一旦發生安全事故，監控中心在時間內可以知道被困人員的基本情況，救險隊使用接受裝置，在10-30米的范圍內方便探測遇險人員的位置，便于救護工作的安全和高效運作，便于事故救助工作的開展。
　　系統可自動生成工作流程的統計與管理等方面的報表資料，提高管理效益。
2.2 煤礦井下定位系統功能及特點
2.2.1系統功能
2.2.1.1實時人員動態顯示
　　任一時間查詢并顯示某個地點的人數、分布情況及身份。
　　查詢一個或多個人員現在的實際位置、活動軌跡。
　　記錄有關人員在任一地點的到/離時間和總工作時間等一系列信息，可以督促和落實重要巡查人員是否按時、到點的進行實地查看，或進行各項數據的檢測和處理，從根本上盡量杜絕因人為因素而造成的相關事故。
2.2.1.2人員礦井考勤統計功能
　　可對出入井人員進行統計，實現礦礦井人員考勤記錄，建立并打印人員出入井的各種信息報表（如：礦井時間報表、出勤月報表、加班報表、缺勤報表等等），方便管理人員的查詢與管理。
2.2.1.3信息多點共享
　　定位平臺和定位基站可以局域網方式聯網運行，使網上所有終端在使用權限范圍內實現信息多點共享，供多個礦井各部門及同時在不同地點共享監測信息、系統綜合分析信息、查詢各類數據報表。
2.2.1.4電子圍欄報警功能
　　對于的電子圍欄，如果有非人員進入，實時聲音報警，并顯示進入的人數及身份，人員軌跡。
2.2.1.5災后急救信息
　　一旦發生各類事故，監控中心上立即能顯示出事故地點的攜卡人員數量、人員信息，人員位置等信息，大大提高搶險效率和救護效果。
2.2.1.6標簽應急功能
　　UWB標簽與定位基站失去聯系時，仍能獨立工作，自動存儲人員監測數據。

2.2.2 系統性能特點
2.2.2.1 強大的系統處理能力
●　采用TDOA定位算法優化系統數據處理能力；
●　高度自動化，自動監測、統計、分析信息，整個過程無需人為干涉；
●　基于GIS技術的地理信息顯示、查詢系統；
●　完善的數據分析能力；
2.2.2.2  的識別性能
●　高度的識別可靠性，的前端識別率；
●　識別距離遠（地面識別距離可達100米）；
●　*的防沖突性（每個檢測點可最多同時識別10000個人員）；
●　高度的識別穩定性；
●　快速的識別速度
●　定位精度高，達到10cm
2.2.2.3 現場優勢
●　環境適應性：高抗干擾性，對干擾源、周界環境無特殊要求；
●　安裝方便性：定位基站一體化結構設計，采用POE供電；
●　運行可靠性：內部電路高度集成化，器件故障率最小化。
2.2.2.4  電氣特性
●　超低功耗，無線標簽在不更換電池的情況下可連續正常工作3年；
●　方便性、安全性，定位標簽無須外接礦燈電源，超長待機時間；
●　*，對人體和環境無任何影響，更安全更健康

綜述：煤礦井下定位系統是UWB在人員定位系統上的一個應用，對解決井下人員的安全生產問題具有重要的意義，所以非常值得煤礦、有色金屬礦等礦業公司采用，為安全生產保駕護航。