近年來，隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快，大量煤炭企業(yè)面臨著生產(chǎn)效率低、污染嚴(yán)重、生產(chǎn)成本高、安全事故頻發(fā)等諸多問題。因此，智慧礦山建設(shè)勢(shì)在必行，而要實(shí)現(xiàn)智慧礦山建設(shè)目標(biāo)，首要解決的問題就是定位技術(shù)。煤礦作為我國重化工業(yè)，安全事故頻發(fā)，且事故多發(fā)點(diǎn)多、面廣、情況復(fù)雜，數(shù)據(jù)交換和共享難是制約礦山安全生產(chǎn)的重要因素。因此，智慧礦山建設(shè)成為了解決這些問題的主要手段之一。那么多的企業(yè)都想要快速高效地完成生產(chǎn)任務(wù)，那么這個(gè)時(shí)候定位技術(shù)就成為了企業(yè)必須要考慮的問題。
一、智慧礦山定位系統(tǒng)的組成
智慧礦山定位系統(tǒng)是基于衛(wèi)星定位系統(tǒng)和北斗定位系統(tǒng)組成的信息采集平臺(tái)系統(tǒng)。/基于北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)，將地面通信基站和地面無線基站形成網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)井下人員位置、車輛位置和軌跡信息的監(jiān)測(cè)與跟蹤；同時(shí)利用有線通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)井下通信數(shù)據(jù)和自動(dòng)化監(jiān)控能力的實(shí)時(shí)顯示和管理平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)礦山井下巷道全覆蓋；遠(yuǎn)程控制；設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)；事故報(bào)警；監(jiān)控管理；通信的一套安全、應(yīng)急管理體系；監(jiān)控與分析的綜合性和全面性為一體的綜合性監(jiān)控平臺(tái)。
智慧礦山定位系統(tǒng)主要由以下組成：視頻監(jiān)控系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理平臺(tái)、系統(tǒng)管理軟件和管理平臺(tái)構(gòu)成。
主要功能為視頻圖像實(shí)時(shí)采集與分析及傳輸；視頻監(jiān)控系統(tǒng)采集視頻圖像采集與存儲(chǔ)；遠(yuǎn)程控制及通信等功能。同時(shí)將信息發(fā)布到井下監(jiān)控指揮中心進(jìn)行管理：井下實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控、設(shè)備報(bào)警處理、視頻圖像回傳、視頻會(huì)議、信息交流展示等內(nèi)容。視頻監(jiān)控平臺(tái)通過對(duì)井下人員、車輛及其他重要基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)時(shí)監(jiān)控以及數(shù)據(jù)分析處理等功能對(duì)煤礦安全生產(chǎn)進(jìn)行有效監(jiān)管及調(diào)度指揮，通過分析及預(yù)警做出安全決策部署及管理決定。為礦井指揮調(diào)度決策提供有力的信息支持。通過煤礦指揮系統(tǒng)整合各類資源、提高安全生產(chǎn)水平；推進(jìn)信息化建設(shè)步伐；提高礦山管理水平；推進(jìn)信息化礦山建設(shè)目標(biāo)和任務(wù)的完成及相關(guān)工作。實(shí)現(xiàn)礦山管理向精細(xì)化、科學(xué)化、高效化和智能化的轉(zhuǎn)變！
二、主要功能
1.井下作業(yè)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：通過傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下工作面位置和通風(fēng)狀況，利用無線信號(hào)，結(jié)合定位基站，通過 GPRS/LTE-V2X傳輸，為井下安全實(shí)時(shí)監(jiān)控提供高精度高速率的定位、通信與監(jiān)控信息。
2.智能預(yù)警：可根據(jù)傳感器信號(hào)強(qiáng)弱自動(dòng)分析環(huán)境變化對(duì)設(shè)備進(jìn)行安全預(yù)警提醒。
3.數(shù)據(jù)分析：可實(shí)時(shí)將井下現(xiàn)場(chǎng)情況實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行展示及分析展示。實(shí)時(shí)采集采掘工作面通風(fēng)系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等各種傳感器的運(yùn)行狀態(tài)。采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理和存儲(chǔ)；實(shí)時(shí)監(jiān)控井下各個(gè)生產(chǎn)區(qū)域的人員安全情況；實(shí)時(shí)采集采掘工作面的生產(chǎn)情況與環(huán)境變化情況；可視化顯示井下設(shè)備分布情況；井下設(shè)備參數(shù)等信息；通過 GPRS通信設(shè)備可將礦用車載通信模塊及地面接收端模塊的定位信號(hào)傳輸?shù)皆破脚_(tái)。
4.人員軌跡分析：可直接向調(diào)度指揮中心顯示井下工人的定位信息以及安全實(shí)時(shí)狀態(tài)；通過手機(jī)實(shí)時(shí)查看井下職工的生產(chǎn)情況及安全情況等。
三、主要優(yōu)勢(shì)
(1)定位精度高：北斗定位技術(shù)是以高精度、高可靠的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)為基礎(chǔ)，采用高精度衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)與移動(dòng)通信系統(tǒng)相結(jié)合的方式組建一體產(chǎn)品體系，具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，且定位精度優(yōu)于1米，具有良好的抗干擾能力。
(2)定位精度高：采用定位技術(shù)代替了傳統(tǒng)的定位系統(tǒng)中采用 GNSS和北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位服務(wù)功能；在衛(wèi)星授時(shí)通信技術(shù)方面與衛(wèi)星具有通信能力，具備覆蓋范圍廣、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)、抗電磁干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。
(3)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)費(fèi)用低：目前國內(nèi)已形成了以移動(dòng)、聯(lián)通等運(yùn)營(yíng)商為主導(dǎo)、電信運(yùn)營(yíng)商共同參與的融合網(wǎng)絡(luò)建設(shè)運(yùn)營(yíng)格局；通過利用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)與運(yùn)營(yíng)維護(hù)服務(wù)系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)等先進(jìn)技術(shù)服務(wù)于礦山企業(yè)。
(4)傳輸速度快：采用北斗定位技術(shù)直接將 GPS及北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號(hào)傳送至地面基站中用于地面設(shè)備監(jiān)測(cè)并將定位信息反饋到井下監(jiān)控系統(tǒng)中來。實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井內(nèi)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、安全管理、遠(yuǎn)程控制和綜合決策控制。實(shí)現(xiàn)礦井生產(chǎn)過程中的全程安全監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中安全自動(dòng)控制以及異常報(bào)警等功能。提升礦井管理效率.實(shí)現(xiàn)礦井生產(chǎn)管理信息化。
(5)擴(kuò)展性強(qiáng)：采用北斗技術(shù)定位系統(tǒng)建立并管理煤礦井下監(jiān)控中心和礦井調(diào)度中心統(tǒng)一信號(hào)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)礦井井筒實(shí)時(shí)定位。
四、智慧礦山定位系統(tǒng)的特點(diǎn)
1.定位精度高：可達(dá)到1 m,定位精度±1 m以內(nèi)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下的實(shí)時(shí)狀態(tài)，包括姿態(tài)、速度及狀態(tài)。
2.實(shí)時(shí)定位：井下信號(hào)傳輸不間斷。
3.移動(dòng)支付：井下現(xiàn)場(chǎng)安裝多個(gè)定位終端，實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的通信聯(lián)系溝通；
4.遠(yuǎn)程控制：調(diào)度員可以通過遠(yuǎn)程操作打開井下現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的開關(guān)；
5.報(bào)警可聯(lián)動(dòng)：一旦有發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)，可以通過平臺(tái)進(jìn)行報(bào)警信息的上報(bào)。也可以通過短信方式反饋給值班人員。一旦有事故發(fā)生時(shí)可以根據(jù)信息向井下的相關(guān)人員提供幫助；
5.遠(yuǎn)程控制：礦井調(diào)度中心通過定位終端可以實(shí)現(xiàn)對(duì)井下各個(gè)區(qū)域的信息查詢、查看、報(bào)警、調(diào)度室與值班室之間的聯(lián)系；可以對(duì)井下發(fā)生的重大安全事故的信息聯(lián)動(dòng)中心事故現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)視頻顯示系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示在井下傳感器采集到的數(shù)據(jù)可以通過手機(jī)實(shí)時(shí)查看到井下人員的位置以及現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)。在監(jiān)測(cè)到危險(xiǎn)物的時(shí)候它會(huì)自動(dòng)報(bào)警并且提醒礦主及時(shí)處理。
五、其他問題解決方案
1、地面定位：通過搭建在井下的無線網(wǎng)絡(luò)與地面無線網(wǎng)絡(luò)對(duì)接，通過衛(wèi)星定位設(shè)備接收信號(hào)并傳輸?shù)奖O(jiān)控系統(tǒng)等。
2、地面實(shí)時(shí)監(jiān)控：使用設(shè)備在井下監(jiān)測(cè)點(diǎn)與監(jiān)控中心建立實(shí)時(shí)信息通信，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)作業(yè)情況和安全事故信息。當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在異常情況時(shí)即自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并由礦方人員第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)、處理。
3、地面?zhèn)鬏敚?/strong>利用北斗衛(wèi)星定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)地面通信設(shè)施與井下監(jiān)控系統(tǒng)的通信。
4、地面控制：通過煤礦井下監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了井下人員移動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備的控制數(shù)據(jù)采集傳輸以及顯示。利用數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，及時(shí)反饋給井下工作人員。從而達(dá)到提高生產(chǎn)效率、降低人員成本、提高安全管理水平的目的。