礦山智慧定位的關鍵技術，可將定位系統(tǒng)的應用場景從傳統(tǒng)測量向工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)轉換，以實現(xiàn)井下安全監(jiān)測、設備狀態(tài)監(jiān)控、安全預警、人員定位、故障預測等功能。基于定位技術的智慧礦山可以實現(xiàn)多設備（風機、風門、通風、地錨等）遠程協(xié)同作業(yè)，提高安全生產水平。智能感知技術可廣泛應用于礦山生產管理、安全監(jiān)測與預警評價等場景的實時監(jiān)控中。本文重點介紹礦山智慧定位的方案設計與實施以及應用實例。
一、系統(tǒng)概述
在煤礦生產中，設備的運行狀況一直是影響安全生產的重要因素。為解決以上問題，基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術，以井下人員為核心，利用井下定位系統(tǒng)，對井下多個系統(tǒng)（風機、風門、通風、地錨、防煤車）進行實時數(shù)據(jù)監(jiān)測。同時對井下設備狀態(tài)進行分析，對設備進行故障預警，保障井下安全作業(yè)。
智慧定位解決了礦井多點監(jiān)測的難題，對煤礦井下各類傳感器以及通信網(wǎng)絡進行統(tǒng)一部署，對傳感器進行數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)。各系統(tǒng)可實現(xiàn)設備信息實時監(jiān)控，如水位，傳感器電量，風速、溫度等；同時，實現(xiàn)人員定位、應急救援中心與地面聯(lián)動指揮調度等作用。實現(xiàn)監(jiān)測與預警報警聯(lián)動，提高礦山監(jiān)控效率，降低安全風險。
二、功能
1、智慧定位系統(tǒng)：實時感知井下的人員位置信息，包括作業(yè)人員的數(shù)量、活動軌跡、危險源及危險等級等；
2、智能分析：及時感知各種設備運行狀態(tài)；
3、事故預警：系統(tǒng)可以設置報警閾值并對觸發(fā)事件進行實時處理，實現(xiàn)智能化分析預警，實時掌握井下環(huán)境設備信息，保障礦井安全發(fā)展。
4、智能定位：通過采用衛(wèi)星定位技術、基站天線及定位標簽結合方式，實現(xiàn)對井下移動設備定位；
5、應急救援：遇到突發(fā)事件時能夠及時定位，救援人員到達后立即向指揮部匯報。
三、定位方案
采用實時定位技術實現(xiàn)遠程生產指揮，實時了解現(xiàn)場的工作狀況，實現(xiàn)對礦山各設備的實時監(jiān)控，對關鍵部位的安全實時預警，及時發(fā)出指令，保證礦山安全穩(wěn)定生產。首先建設井下安全監(jiān)測系統(tǒng)平臺，實時采集各傳感器采集到的數(shù)據(jù)，通過智能算法進行分析研判，進而實現(xiàn)對井下作業(yè)人員的定位安全作業(yè)，從而提升了煤礦安全生產效率以及整個礦山安全智能管理水平。為礦井安全提供有效的解決方案。在井下定位系統(tǒng)中部署無線基站及地感探測器，采用毫米波技術定位精度達3米/秒；節(jié)點網(wǎng)關采用 TCP/IP協(xié)議，具有高安全性、抗干擾能力強、可靠性高，同時支持雙向通信兩種模式，支持不同通信協(xié)議；支持三種協(xié)議。采用高精度射頻技術作為定位發(fā)射端，定位精度小于1 m;采用 UWB天線作為接收單元，具有不受電磁干擾、信號傳輸速率高耐沖擊等優(yōu)點，適用于通信環(huán)境要求苛刻、通信距離較遠、信號差、環(huán)境復雜的煤礦井井環(huán)境。產品適用于礦井下安全監(jiān)測、通風、井下、通訊、設備監(jiān)控、視頻監(jiān)控/智能分析等領域。
四、應用實例
該系統(tǒng)以煤礦井下風機、風門（支架）、通風系統(tǒng)等重要設備為感知對象，通過定位技術實現(xiàn)對上述關鍵區(qū)域的遠程實時監(jiān)測。此外，系統(tǒng)還可實現(xiàn)監(jiān)測設備之間的精準定位與聯(lián)動，提高礦山企業(yè)安全生產管理水平。該項目中，設備監(jiān)測系統(tǒng)可實現(xiàn)對風機、風門等重要設備監(jiān)測，為人員定位、工作狀態(tài)提供實時參考；設備故障預警，能夠幫助及時準確診斷和排除故障，確保安全生產；故障信息同步推送到井下調度中心及安監(jiān)等部門；通過分析人員狀態(tài)、位置從而制定相應的方案處理。以監(jiān)測數(shù)據(jù)為例，可實時監(jiān)控礦燈狀態(tài)、風門狀態(tài)、風機、風門定位系統(tǒng)、電機轉速及風門狀態(tài)等關鍵參數(shù)；可實現(xiàn)井下設備監(jiān)測、定位、報警、故障預知等功能。系統(tǒng)可實現(xiàn)安全預警、遠程控制、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?，為全面推進智能化礦山建設提供技術支撐。應用案例分析：案例：通過該系統(tǒng)可實現(xiàn)礦長、安監(jiān)專員、設備維保人員在線作業(yè)；生產部門人員能夠實時查看系統(tǒng)中各設備溫度、時間和位置情況以及設備運轉情況等實時數(shù)據(jù)，并可與設備生產數(shù)據(jù)聯(lián)動；提高工作效率，實現(xiàn)對設備運行狀態(tài)及異常情況進行及時報警提醒；監(jiān)控人員下井作業(yè)情況和地點等。并可向地面安全管理人員、管理者進行反饋。減少事故次數(shù)，降低事故死亡率。
五、礦山智慧定位系統(tǒng)功能
礦山智慧定位系統(tǒng)具有定位精度高、覆蓋范圍廣等特點，能夠實時監(jiān)測煤礦井下各個設備的運行狀態(tài)，并及時掌握其運行狀態(tài)，及時采取預防措施，保障人身安全，提高管理水平，實現(xiàn)礦井智能化管理。隨著井下各種生產環(huán)境不斷變化，作業(yè)人員自身需要快速準確掌握井下情況，能夠及時定位井下位置并發(fā)出警報（報警或預警）。同時可以通過各種通信方式進行報警。當監(jiān)測到設備發(fā)生異常時，設備管理人員可以遠程調用該設備發(fā)出故障警報，保證設備能夠及時維修，避免設備故障影響其他正常作業(yè)，保障安全。對于人員定位、異常信息等進行處理，實現(xiàn)預警功能。當監(jiān)測到設備異常情況時，通過手機短信通知現(xiàn)場負責人，并可以直接登陸終端查看設備運行情況。當出現(xiàn)故障時立即采取應急措施避免事故擴大，還可以根據(jù)具體情況判斷處理，達到保障安全生產的目的。