生命至上，锦沃科技UWB高精度定位矿井方案守护煤矿安全
2023-09-18
长期以来，我国能源生产消费结构以煤为主，煤炭行业是我国国民经济的重要组成部分。目前，从生产侧来看，原煤占一次能源生产的比重在75%左右（按电热当量法计算）；从消费侧来看煤炭占能源消费总量的65%左右（按电热当量法计算）；从国家能源资源和能源安全战略来看，在可预见的几十年内，我国能源仍将主要依靠煤炭保障。
近几年，煤矿安全事故如爆炸、冒顶、透水、中毒等时有发生，实时掌握井下人员位置和动态，第一时间保障人员生命安全和进行救援，尤为重要。在此背景下，对于智慧矿山重要组成部分的井下人员定位系统，国家频频出台相应管理要求。
◆ 2019年10月，山东煤矿安全监察局发布了《山东煤矿人员精确定位系统技术要求（试行）》。该文件对井下人员定位系统的定位精度、实时性、覆盖范围提出了更为严格的要求。随即对山东省内的所有煤矿人员定位系统进行升级改造。
◆ 2020年3月，国家能源局加强顶层设计和政策支持，联合国家发展改革委、教育部、科技部、工业和信息化部、财政部、应急管理部、国家矿山安监局印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，建立了煤矿智能化发展协调机制，以提高煤炭保供能力为目标，以示范项目为抓手，边健全制度边推进工作，煤矿智能化建设全面铺开。
◆ 2020年10月，国家煤矿安监局办公室对外发布了关于征求《煤矿井下人员定位系统通用技术条件（征求意见稿）》意见的函，并附文件《煤矿井下人员定位系统通用技术条件（征求意见稿）》。该文件针对煤矿井下人员定位系统提出了更严格的要求：煤矿井下人员精确定位系统*静态定位误差应不大于0.3m。
◆ 2021年5月，国家能源局联合国家矿山安监局印发《关于支持鼓励开展煤矿智能化技术装备研发与应用的通知》，全力加快煤矿智能化技术装备研发与应用，提升我国煤矿智能化建设水平。
◆ 2021年6月，国家能源局联合国家矿山安监局印发《煤矿智能化指南（2021年版）》，提出了煤矿智能化建设的原则、目标、技术架构和建设内容，为智能化煤矿建设提供技术路径与方向指引。
室内主流定位技术对比
目前，室内定位技术主要以蓝牙、RFID、WiFi、Zigbee、UWB等定位为主，对比如下：
UWB是一种无线载波通信技术，利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，该窄脉冲在频域上很宽，所以叫超宽带。UWB的定位原理和卫星定位很相似，通过布置已知坐标的定位基站，需要定位的人或物携带定位标签，标签按照一定的频率发送脉冲，不断和已知位置的基站进行测距，软件系统通过TOF三角定位算法/TDOA时差定位算法就能定出标签的位置。UWB时域信号脉冲较窄，在时间、空间上有较大分辨力，比较容易抵抗室内信号传输常见的多径效应的影响，因此测距和定位精度能高达0.1-0.3m。
锦沃科技UWB高精度定位矿井解决方案，助力矿井安全保障
锦沃科技响应国家智慧矿山建设需要，围绕煤炭矿井的各项问题，建设基于UWB技术的煤矿人员精确定位系统，静态定位精度达0.1m，传输速率高、抗干扰能力强。联合AI、4G、5G等技术，为煤炭矿井下作业人员、井下车辆、各类型煤矿设备等建立高速通信数据传输通道，在采掘工作面评价为中等及以上冲击危险的巷道实现信号全覆盖，采煤面及顺槽、掘进面定位精度高达1m。
具备工作面限员限入、超时超员触发语音广播报警、支持多系统融合、井下真三维空间人车移动目标定位和跟踪等功能，可以获取井下的人员、车辆、设备的实时位置，并呈现在地面的计算机系统上。管理人员可以随时掌握井下人员、车辆的位置信息和历史轨迹，掌握设备的安装位置，保障煤矿安全生产。
当事故发生时，救援人员也可根据UWB高精度定位系统提供的人员、车辆、设备定位等信息，迅速了解现场情况，及时采取相应的救援措施，提高救援工作效率。
方案组成架构
方案优势
★ 定位精度高：定位精度可达0.1m
★ 覆盖范围大：单个基站有效覆盖范围400米以上
★ 系统容量大：单基站可容纳80个标签
★ 抗干扰能力强：纳秒级极窄脉冲；与其他通信设备不在同一频段
★ 自主研发：电路、板卡完全自主研发设计
★ 场景匹配度高：深入业务场景设计解决方案
★ 易于二次开发：提供api接口及开发支持
★ 专业化服务：一次实施，长期售后服务
此外，相比于市场同类方案，锦沃科技UWB高精度定位矿井方案具备技术、成本以及系统三大优势，使系统落地具备更大可能性。
技术优势：拥有成熟的研发团队，电路、模块、算法完全自主研发。
成本优势：无论是硬件的模块化设计，还是软件便于二次开发的特性，锦沃科技都为UWB高精度定位矿井方案在成本把控上提供了更大的可能性。
系统优势：针对不同场景，不同的监管需求，提供深度的定制服务，锦沃科技UWB高精度定位矿井方案具备更强的拓展性。
方案功能与应用
1、人车精确位置实时定位展示
★ 支持二维/三维显示模式
★ 人员乘车后，显示为乘车状态
★ 实时统计车辆状态、车辆人数
★ 基于ArcGIS API构建显示地图
★ 针对人员的职务、工种不同，显示不同状态
★ 实时展示井下人员、车辆、设备的分布状况
★ 实时统计各区域、单位、工种的井下人员及分布状态
2、井下安全报警监控与提示
★ 支持双向呼叫
★ 支持多种报警类型
★ 井上井下联动声光报警
★ 区域限员报警（电子围栏）
★ 根据基站距离设置区域边界
★ 支持声光报警装置，报警发生后快速响应
★ 支持接入短信猫，向监管领导发送短信通知
★ 可根据工作面位置搬移基站，无需重复设置
3、作业面区域限员管理
★ 自动设置区域边界
★ 区域入口通信设备与调度指挥中心联动
★ LED显示屏、声光报警器、井上监控多维度警告提示
★ 监控、预警、报警三重管理机制，实现井上、井下快速联动
4、巡检人员工作监督管理
★ 井上井下联动
★ 手持终端录入巡检记录
★ 月度巡检报表自动生成
★ 根据巡检计划、员工到岗情况判断巡检工作情况
5、井口唯一性检测系统
★ 入井人员唯一性检测
★ 人员定位识别卡工作正常与否检测
★ 人卡不符、一人多卡、无卡入井等检测和报警
★ 无定位系统厂家限制，适应性良好
6、历史轨迹记录与回放
★ 支持多人历史轨迹同时回放
★ 支持速率调整，高速状态下可以连续播放多段动画
★ 针对人车历史移动轨迹、区域经过进行查询和动画回放
★ 回放历史时刻人员轨迹时，自动切换成历史矿图，播放连贯
此外，还可根据矿井全面信息化建设需要，扩展嵌入车辆管理系统、井下“滴滴打车”、井下设备全生命周期管理等功能 。
方案核心设备
1、矿用UWB定位分站板卡GK-001
为锦沃科技自研的定位分站专用UWB板卡，支持TOF、TDOA技术，可满足集成商、终端用户实现巷道一维定位、硐室二维定位以及存在性检测等场景的定位需求。
2、矿用UWB人员标识卡板卡GK-T100
为锦沃科技自研的矿用人员标识卡专用UWB定位板卡，支持TOF、TDOA技术，适用于煤矿井下各类场景需要，具备双向通信、心跳监测、休眠机制、声光报警等功能。
3、本安型矿灯UWB定位板卡GK-K100
为锦沃科技自研的矿灯专用UWB定位板卡，支持TOF、TDOA技术，可插入矿灯电池盒内使用，适用于煤矿井下各类场景需要，具备双向通信、心跳监测、休眠机制、声光报警等功能。
方案应用
锦沃科技UWB高精度定位矿井解决方案和核心设备已在黑龙江省某煤矿、山东省某煤矿、内蒙某煤矿的人员精确定位系统中成功应用，为煤矿安全生产管理提供强大后盾。
黑龙江某煤矿人员精确定位系统项目
山东省某煤矿人员精确定位系统项目
内蒙古某煤矿人员精确定位系统项目
生命至上，安全生产，精确把控，防患未然！是我们煤矿人义不容辞的责任。
推荐新闻
项目案例|锦沃科技UWB+RTK室内外融合定位技术，助力新疆某露天矿实现智能化生产
项目背景国家能源局在《国家矿山安全监察局关于印发<煤矿单班入井(坑)作业人数限员规定>的通知》》(矿安〔2023]129号)和《关于印发<新疆维吾尔自治区煤矿智能化建设三年行动计划(···
锦沃科技：步履不停，共创辉煌，卓越生产铸造智慧未来
近期，随着我司几项重大项目的签约，订单量不断增长，生产任务也随之加重。我们团队以坚定的步伐，齐心协力确保项目成功交付。5月7日，走进锦沃科技的工厂一线，眼前产销两旺的景象令人为之一振。“4月份出货量环···
锦沃科技受邀参加“2024年智慧电厂论坛会议”，助力智慧电厂创新发展
2024年4月25-26日，锦沃科技受邀出席了由华北电力大学技术转移转化中心和中关村华电能源电力产业联盟携手共同举办的“2024年智慧电厂论坛会议”。此次会议旨在探讨智慧电厂的发展趋势、技术创新以及未···