智慧矿山方案 | 四相科技高精度定位系统，协同保障井下人员安全

导语

6月，全国第20个“安全生产月”来了。

对环境高危的矿山行业而言，安全是生产不容逾越的红线。

稳步推进的智慧矿山建设，重中之重就是通过高新技术手段健全安全生产管控体系。

上期详细介绍了四相科技的出入井唯一性检测识别系统，展示了四相科技智能煤矿建设整体解决方案的井上部分。

本期文章将以井工矿的井下部分为出发点，详细介绍高精度定位系统在井下安全管控体系建设中的应用价值。

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高危井下作业，定位建设必不可少

受到恶劣地质条件的影响，煤矿井下作业环境高危，不仅毒害气体、燃爆气体等时刻威胁着井下人员安全，长时间在高温、高湿、粉尘悬浮的井工矿中作业，对人员健康也有极大的损害。同时，井下复杂巷道多、人员作业区域分散，部分员工不规范作业行为时有发生，如遇事故突发，复杂狭窄的地下空间会让搜救工作很棘手。无法精确获取被困员工的实时位置，也就无法及时进行施救，很大程度上会延误救援逃生的时间。

随着矿山信息技术的发展，为了践行安全生产的原则，建立一套井下人员定位管理系统，搭建完善的井下人员管理生态平台，既能提高井下作业的安全性及井下人员的管理效率，对我国矿山数字化转型升级也有重大意义。

早在2011年，为进一步加强企业安全生产，国家安全监管总局、国家煤矿安监局就研究颁发《煤矿安全规程》及《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范》，明确提出要建设人员定位系统。

进入十四五发展新时期，智慧矿山建设步伐加快。2021年2月底，国家矿山安监局综合司发布的《“十四五”矿山安全生产规划（征求意见稿）》中再次强调要“实时采集矿山安全监控、人员位置监测、视频监控等数据，建成一个连接各级用户、各类角色的矿山安全生产综合信息系统”。

由于矿井下空间内卫星信号几近于无，定位系统的建设需要依赖室内定位技术。但在复杂的矿井巷道中，信号屏蔽物较多、电磁环境复杂多变，蓝牙、WiFi等技术定位精度普遍较差，无法满足煤矿智能化建设中对高精度定位的新要求。

那么面对复杂的煤矿井下空间，该如何选择合适的定位技术呢？

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UWB高精度定位技术

复杂井下空间里的“GPS”导航

与其他无线定位技术相比，UWB超宽带定位技术具有定位精度高、功耗低、覆盖距离远、成本适中、多径分辨能力强、穿透能力强、抗干扰能力强、隐蔽性好等优点，非常符合复杂矿井环境下对定位技术的高要求。在近两年的煤矿定位系统招投标信息中，煤矿企业对定位技术的精度要求也在不断提高，某大型煤矿集团更是明确要求“以UWB为主，其他技术为辅”。

随着智慧矿山建设的不断推进，UWB定位技术成为多数井下人员定位系统的技术首选，其优越性能也成为传统井下人员定位系统向着“高精度”转型升级的关键驱动力之一。

*四种无线定位技术比较

立足位置信息服务，四相科技拥有行业领先的厘米级高精度UWB定位技术。

在同等硬件开销下，四相科技充分利用UWB物理层特征，创新性实现了多基站多跳高精度无线同步。通过高精度的无线同步，在没有新增硬件成本支出的情况下，既保证了高精度的定位效果，同时也大大降低了系统搭建维护成本以及工程实施成本。

除此之外，四相科技在硬件产品（基站、标签）中均采用UWB（定位）+ZigBee（通讯）进行创新融合组 （*ZigBee是一种低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术）。对于重要指令如呼叫、撤离，系统采用双通信技术下发模式，优先ZigBee下发，若ZigBee下发失败转UWB链路下发，为井下撤离、呼叫增设双保险，确保意外发生时后台能够与被困者进行通讯。

UWB（定位）+ZigBee（通讯）融合组 优势：

基于UWB定位技术，四相科技配套开发出一条包含精确定位分站、智能矿灯、智能腰卡、智能灯绳卡等种类丰富的矿用产品线，轻松满足井下差异化需求。

利用井下高精度定位系统，四相科技能够实现对井下全空间、全要素的安全管理。从人到物，该系统不仅能辅助企业获取井下人员精确定位，还能扩展应用于机电设备、有轨运输车、无轨胶轮车等井下设备的管理上。

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井下高精度定位系统

紧贴“场景”和“痛点”

四相科技采用厘米级高精度UWB定位技术，通过防爆定位基站、定位标签、引擎软件等核心模块搭建煤矿“六大系统”之一的人员定位系统，对井下作业人员进行实时精确的定位。同时利用开放的定位数据、GIS引擎、地图管理、视频联动等接口对接其他井下业务系统，在软件上可视化呈现井下人员实时位置、查询井下人员的移动轨迹，并为井下人员提供求救 警及紧急撤离等应急功能，打造出一个以人员定位系统为核心的井下安全管控平台，助力建设统一的智能化矿井平台。

四大安全管理系统，全方位保障井下安全。

01.人员安全管理

02.生产安全管理

03.物资车辆安全管理

04.系统设备安全管理

深耕位置物联 领域，四相科技一直以来都致力于用定位技术服务工业安全。

在未来，随着矿山智能化建设的稳步发展，新一代高新技术与煤矿产业的融合也会持续加深。四相科技将紧跟矿山智能化发展走向，不断精进现有技术方案，为数字化矿山建设“添砖加瓦”！