近幾年，煤礦安全較大事故時有發(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，其救援實時動態(tài)，時刻牽動著全國人民無數(shù)人的心。我們知道，井下作業(yè)環(huán)境雖然惡劣，會存在一些自然隱患，除卻客觀因素，企業(yè)對于安全防護、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，國家強制要求全國煤礦以及非煤礦礦山都必須建立安全避險六大系統(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制度；必須掌握井下人員數(shù)量、位置等實時信息。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。

　　一、人員精準(zhǔn)定位系統(tǒng)為煤礦作業(yè)安全保駕護航

　　物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了近10年的時間，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)進行危險情況探測應(yīng)用中“大展拳腳”。

　　說到危險監(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）黑科技-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，實現(xiàn)存在性檢測，并不能真正的實現(xiàn)定位。

　　藍牙定位早期采用讀卡器讀取表示卡信號的RSSI（接收信號強度指示）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（時間到達）或TDoA（到達時間差）算法來計算人員或物品的位置信息，定位精度高達10厘米。與RFID、藍牙、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、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。

　　（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、實時性、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。

　?。?）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)備的實時位置，并呈現(xiàn)在地面的計算機系統(tǒng)。管理人員可以隨時掌握井下人員、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、危險區(qū)域出入記錄、危險區(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、紅綠燈自動控制等功能。當(dāng)事故發(fā)生時，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。

　　二、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。

　?。?）設(shè)備架構(gòu)

　　針對煤礦人員定位系統(tǒng)，我們的方案設(shè)備架構(gòu)如下：

　　○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，有聲、光、震動警告。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，實現(xiàn)相關(guān)業(yè)務(wù)，包括：考勤、實時位置顯示、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?？擅撾x地面服務(wù)器，實現(xiàn)便攜式定位儀。

　　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，有聲、光、震動警告。低功耗，一次充電可工作數(shù)月。

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

　　（2）技術(shù)優(yōu)勢

　?。?）業(yè)務(wù)功能

　　○實時位置顯示：通過人員定位系統(tǒng)實時定位井下人員位置信息及分布情況，實時監(jiān)測人員的軌跡。

　　○井下人員數(shù)量統(tǒng)計：實時統(tǒng)計下井人員的數(shù)量，當(dāng)遇到嚴(yán)重事故的時候，可快速集合員工進行點名統(tǒng)計，并且確認(rèn)未到達員工的實時位置，實施救助，避免人員傷亡。

　　○出入井考勤管理：制定考勤任務(wù)，統(tǒng)計人員出入井時間、在崗工作時長等。管理層可快速查詢在崗情況，月度統(tǒng)計工時可直接依據(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，可以在指揮撤離時發(fā)出緊急指令提示人員撤離。人員佩戴的標(biāo)簽會震動提示人員遠(yuǎn)離此區(qū)域。

　　○SOS主動告警：遇到危險時，現(xiàn)場人員可通過一鍵求救按鈕，及時發(fā)出求救報警信息，管理人員收到報警信號后，可通人員定位確定涉險人員位置，及時實施現(xiàn)場應(yīng)急處置。

　　三、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產(chǎn)安全，給安全生產(chǎn)管理提供強大后盾。

　　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！