基于UWB技术性的矿山开采人员精准定位系统

计划方案环境及总体目标：

伴随着智能技术的持续发展趋势，矿山开采生产模式不断创新，翠绿色、绿色生态、智能化慢慢变成煤业的追求完美。煤业智能化系统、智能化针对矿山开采而言十分关键，不但可以产生生产量的提升，还能够协助减少资金投入和产品成本，提高安全防范措施。因而，发展趋势智能化系统、智能化开采技术性，创新矿山开采方式、降低矿井工作人员，是将来全世界煤业的必然选择。

智能化矿山开采基本建设和运用对于矿井人员选用UWB技术性，定位精密度不得超过0.3m（较大静态数据定位偏差），完成矿井人员和车子的考勤管理、定位、警报、运动轨迹等信息的实时监测、历史时间追朔与调查剖析，合理提高煤矿人员的调度指挥和突发事件应对。

矿山开采UWB系统介绍：

矿山开采定位管理方法系统是运用UWB技术性开展的矿山开采人员定位管理方法系统，集人员考勤管理、地区追踪定位、日常管理方法、运动轨迹追朔、电子巡更为一体的综合型应用系统。每一个挖矿带上带上一个UWB标签，在矿山开采安全作业可以为事先组装在矿道内的定位通信基站，定位通信基站收集人员的挪动部位信息，并提交至定位模块系统开展测算和展现，使管理方法人员可以随时随地把握人员的轨迹，便于于开展科学合理的生产调度管理方法。一旦寓意安全事故产生，援救人员可依据该系统所给予的人员遍布数据信息、图型，快速掌握相关人员的准确部位状况，立即采取有效的救护对策，提升抢险救援工作中的高效率。

系统设计方案：

矿山开采人员定位（煤矿业定位）管理方法系统包含定位标签、定位通信基站、UWB标签、定位模块、数据管理平台等。因而，在方案设计时，除开考虑到其作用外，在可靠性、稳定性、抗干扰性、容错机制工作能力及出现异常维护等领域也开展了考虑到。项目实施方案选用目前完善的以太网接口和POE供电的方法为主导传送服务平台，和相对应的定位通信基站、人员UWB定位标签等机器设备与系统建空，根据将收集的定位标签的部位信息开展后台数据互换进而保持安全作业人员的追踪定位和安全工作。

3.1系统整体架构

系统牵涉到无载波通信技术性、嵌入式系统、通信网络技术性、数据库系统和电子信息技术等层面。系统以TCP/IP通信网络做为传输方式，根据安裝子站完成矿井全覆盖，让监管目标配置对应的标志卡来完成与系统的建空。精准定位系统积极获得各子站提交的标志卡可视化数据，根据一系列的计算、剖析与较为，最后完成人员的精准追踪及定位，与此同时将数据储存在运用系统的数据库查询中，客户可以根据交互的页面对矿井标志卡实时监控系统及管理方法。系统整体架构图如下所示：

3.2系统设计方案总体目标

系统总体方案设计总体目标关键反映在：

● 完成矿山开采安全作业人员出入的合理鉴别和监测监控，使管理方法系统集中体现“个性化、信息化和高宽比自动化技术”，完成数字矿山/隧道施工人员管理方法的总体目标。

● 为矿山开采管理方法人员给予人员出入限定、考勤管理安全作业、检验监管、轨迹图、电子巡更、部位报警等各个方面的管理方法信息，一旦产生安全生产事故，可快速定位到工作中人员最终的精准定位地址以及总数，确保抢险救援和防护抢救工作中的高效率运行。

● 系统设计方案的安全系数、可扩充性、易维护性和容易可操作性。

● 轻轻松松连接网络，BS构造，轻轻松松完成宽阔地区连接网络监管。

3.3系统步骤

矿山开采人员定位（管理方法系统是由路面监控系统主电子计算机在系统APP适用下，根据传输数据插口和沿斜井铺装的通信光/电缆线，定位对组装的UWB定位通信基站开展数据信息安全巡检和信息收集，定位通信基站将全自动收集合理鉴别间距内的UWB定位标签的细信息，并依据系统命令，根据传送互联网将有关数据信息传输至后台管理。数据信息信息经剖析解决后，将人员动态性遍布在主电子计算机页面核心得到即时体现，进而完成安全性情况在煤矿信息化管理中的运用。

● 遵循“统一开卡、统一武器装备、统一管理方法”的标准，将UWB标签视作必需武器装备，按准予入岗人员完成“一人一卡”制。

● 依据煤矿检验要求，在矿坑、工作面等区域安裝具备出入方位、時间鉴别功能的定位通信基站，并根据金属传输数据插口互相连接为快速工业以太网，进而形成详细通信路线。

● 煤矿生产制造企业键入工作中人员有关信息后，向工作中人员授予UWB标签卡。

● 系统纪录该UWB标签卡相对应人员的基本上信息，包含名字、年纪、性別、隶属队组、隶属技术工种、职位、本人照片、有效期限等基本上信息。

● 进到矿坑的工作中人员务必随身携带定位标签，当刷卡人员通过设定定位通信基站的位置时被系统鉴别，系统将载入该标签号信息，根据系统传送互联网，将工作中人员根据的道路、時间、座标信息等材料传送到路面监控系统开展数据库管理，并可与此同时在自然地理信息显示屏墙壁发生提醒信息，表明根据人员的名字。对进到电子巡更地区的工作中人员，系统将自行警报，安全防范核心值勤人员收到报警系统，立即执行有关安全工作管理流程。

● 生产制造企业可依据生产规划，对该标签卡开展权限管理。受权范畴包含：该职工可以准入条件的矿坑或工作面。为避免不相干人员和不法人员进到矿坑或工作面，系统设定此卡准入条件矿坑或工作面时的无效管理方法控制模块及卡的无效、挂失等。

● 矿坑一旦产生安全生产事故，监控系统在第一时间内可以了解受困人员的基本情况，救险队应用接纳设备，在10-30米的范畴内便捷检测遇难人员的部位，有利于抢救工作中的安全可靠和有效运行，有利于安全事故救济工作中的进行。

3.4系统作用

● 即时人员动态展示

任一时间间隔并表明某一地址的总数、遍布状况及真实身份。

查看一个或好几个人员如今的具体部位、活动轨迹。

纪录相关人员在任一地址的到/离時间和总上班时间等一系列信息，可以催促和贯彻落实关键巡视人员是不是准时、到点的开展现场查询，或开展各类数据信息的检验和解决，从无法跟上尽可能避免因人为要素而产生的有关安全事故。

● 人员煤矿考勤管理统计分析作用

可对进出井人员开展统计分析，完成煤矿人员考勤表，创建并打印人员进出井的各种各样信息财务报表，如煤矿時间财务报表、出勤率月财务报表、加班加点财务报表、出勤财务报表这些，便于管理人员的查看与管理方法。

● 信息多一点分享

定位服务平台和定位通信基站可以局域网络方法连接网络运作，使在网上全部终端设备在应用管理权限范畴内完成信息多一点分享，供好几个煤矿各单位及领导干部与此同时在差异地址分享检测信息、系统综合分析信息、查看各种数据分析表。

● 电子巡更警报作用

针对特定的电子巡更雷区，如果有非受权人员进到，即时响声警报，并表明进到雷区的总数及真实身份，人员运动轨迹。

● 灾后重建抢救信息

一旦产生各种安全事故，监控系统马上能表明出安全事故地址的携卡人员总数、人员信息、人员部位等信息，进一步提高抢险救灾高效率和抢救实际效果。一旦矿井产生紧急状况，矿井人员可根据带上标签上的呼救信号通告管理处，也可与管理处开展立即对讲系统，即时报告矿井状况，巨大提升了援救高效率，降低灾难损害。

● 标签紧急作用

UWB标签与定位通信基站丧失联络时，仍能单独工作中，全自动储存人员检验数据信息。

3.5系统特性特性

● 强劲的系统解决工作能力

选用TDOA定位算法优化系统数据处理方法工作能力；

高宽比自动化技术、自动识别、统计分析、剖析信息，全部全过程不用人为因素干预；

根据GIS技术的自然地理信息表明、查看系统；

健全的大数据分析工作能力；

● 非凡的鉴别特性

高宽比的鉴别稳定性，100%的前面准确率；

鉴别距离较远（路面鉴别间距可达100米）；

挺高的防冲突性（每一个监控点可较多与此同时鉴别1000个人员以上）；

高宽比的鉴别可靠性；

迅速的鉴别速率；

定位高精度，做到50cm；

● 当场优点

自然环境适应能力：高抗干扰能力，对干扰信号、周边自然环境无特别要求；

安裝便捷性：定位通信基站一体化产品结构设计，选用POE供电；

运作稳定性：內部电源电路高宽比一体化，元器件设备故障率降到最低；

● 电气设备特点

超功耗低，无线网络标签在没有换电池的情形下可持续一切正常工作中大半年以上；

便捷性、安全系数，定位标签不必外接探照灯开关电源，待机王時间；

没有辐射，对身体和自然环境无其他危害，更为安全性更为身心健康。

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审核编辑：符乾江