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國家煤監(jiān)部門重點(diǎn)扶持企業(yè) 咨詢熱線:
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踐行生命至上,UWB高精度定位助力煤礦領(lǐng)域的安全生產(chǎn)管理!

作者:中多科技 日期:2022-04-26 點(diǎn)擊:607
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12月4日,重慶吊水洞煤礦發(fā)生回收設(shè)備時(shí)發(fā)生重大火災(zāi)事故,造成23人死亡、1人重傷,直接經(jīng)濟(jì)損失2632萬元。據(jù)媒體報(bào)道,此次事故是因企業(yè)自行拆除井下設(shè)備時(shí)違規(guī)動火作業(yè)引發(fā)火災(zāi),發(fā)生一氧化碳超限而起。


圖片來源于網(wǎng)絡(luò)


      近幾年,煤礦安全較大事故時(shí)有發(fā)生,像爆炸、冒頂、透水、中毒等諸如此類。就比如今年年初的“山東棲霞金礦爆炸”的事故,其救援實(shí)時(shí)動態(tài),時(shí)刻牽動著全國人民無數(shù)人的心。我們知道,井下作業(yè)環(huán)境雖然惡劣,會存在一些自然隱患,除卻客觀因素,企業(yè)對于安全防護(hù)、監(jiān)管等失責(zé)難逃其咎。

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煤礦安全關(guān)鍵詞出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)聚類表


      為提高礦山安全生產(chǎn)保障能力,國家強(qiáng)制要求全國煤礦以及非煤礦礦山都必須建立安全避險(xiǎn)六大系統(tǒng),分別是:監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、井下人員定位系統(tǒng)、礦井供水施救系統(tǒng) 、礦井壓風(fēng)自救系統(tǒng)、礦井通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)、井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)。

      并且在2016年更新的《煤礦安全規(guī)程》中也提到,煤礦企業(yè)必須建立入井檢查制度和出入井人員清點(diǎn)制度;必須掌握井下人員數(shù)量、位置等實(shí)時(shí)信息。由此可見,井下定位在煤礦安全生產(chǎn)過程中占據(jù)著重要的地位。

 

1.人員精準(zhǔn)定位系統(tǒng)為煤礦作業(yè)安全保駕護(hù)航


      物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了近10年的時(shí)間,應(yīng)用前景十分廣闊,各類技術(shù)手段已經(jīng)在很多行業(yè)進(jìn)行危險(xiǎn)情況探測應(yīng)用中“大展拳腳”。

      說到危險(xiǎn)監(jiān)測,當(dāng)然離不開位置信息技術(shù)。在室外環(huán)境中,一般使用北斗、GPS、GLONASS等衛(wèi)星定位方式,其民用定位精度可達(dá)10米以內(nèi)。但在一些沒有衛(wèi)星定位的區(qū)域,比如說隧道、煤礦等非露天的甚至是地下場所,依靠衛(wèi)星定位顯然行不通,這時(shí)候就需要室內(nèi)定位系統(tǒng)來完成高精度位置信息的提供任務(wù)。


黑科技-室內(nèi)定位技術(shù)


      隨著室內(nèi)定位需求的增加,涌現(xiàn)了一大批解決方案,其中以射頻識別(RFID)定位、藍(lán)牙定位、Wi-Fi定位、Zigbee定位、超寬帶(UWB)定位為主。射頻識別定位通過識別卡和讀卡器之間的讀卡與否,實(shí)現(xiàn)存在性檢測,并不能真正的實(shí)現(xiàn)定位。

      藍(lán)牙定位早期采用讀卡器讀取表示卡信號的RSSI(接收信號強(qiáng)度指示)值,通過RSSI推算讀卡器和標(biāo)識卡之間的距離,這種方式的定位精度低,并且在有遮擋的環(huán)境中RSSI受影響非常大。近期基于藍(lán)牙的AOA、AOD定位技術(shù)慢慢發(fā)展起來,相比于原來基于RSSI的定位技術(shù),定位精度大大提升。Wi-Fi、Zigbee定位和早期的藍(lán)牙定位一樣,也是基于RSSI,其精度比較有限,并且受環(huán)境影響較大。

      UWB(Ultra-Wide Band)是一種無載波通信技術(shù),通過發(fā)送和接收納秒級的非正弦窄脈沖來傳輸數(shù)據(jù),利用ToF(時(shí)間到達(dá))或TDoA(到達(dá)時(shí)間差)算法來計(jì)算人員或物品的位置信息,定位精度高達(dá)10厘米。與RFID、藍(lán)牙、Wi-Fi、Zigbee等傳統(tǒng)粗精度定位技術(shù)相比,UWB系統(tǒng)具有穿透能力強(qiáng)、功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統(tǒng)復(fù)雜度低、定位精度高等優(yōu)點(diǎn)。


煤礦人員定位系統(tǒng)的演變


      早期煤礦中并沒有人員定位系統(tǒng)的強(qiáng)制要求,隨著國家對煤礦行業(yè)安全的重視,這一需求經(jīng)歷了從無到有,從非精確到精確的過程:

    ○ 2009年12月,國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局發(fā)布了《中華人民共和國煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) MT/T 1103--2009》。該文件明確了井下人員定位系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu),以及針對該系統(tǒng)需提供的功能和技術(shù)指標(biāo),并于2010年開始實(shí)施。

    ○ 2019年10月,山東煤礦安全監(jiān)察局發(fā)布了《山東煤礦人員精確定位系統(tǒng)技術(shù)要求(試行)》。該文件對井下人員定位系統(tǒng)的定位精度、實(shí)時(shí)性、覆蓋范圍提出了更為嚴(yán)格的要求。隨即對山東省內(nèi)的所有煤礦人員定位系統(tǒng)升級改造。

    ○ 2020年10月,國家煤礦安監(jiān)局辦公室對外發(fā)布了關(guān)于征求《煤礦井下人員定位系統(tǒng)通用技術(shù)條件(征求意見稿)》意見的函,并附文件《煤礦井下人員定位系統(tǒng)通用技術(shù)條件(征求意見稿)》。該文件和山東煤礦安全監(jiān)察局發(fā)布的文件類似,都針對煤礦井下人員定位系統(tǒng)提出了更嚴(yán)格的要求。


煤礦人員定位系統(tǒng)的應(yīng)用


      對煤礦來說,尤其是井工煤礦,人員定位系統(tǒng)可以獲取井下的人員、車輛、設(shè)備的實(shí)時(shí)位置,并呈現(xiàn)在地面的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。管理人員可以隨時(shí)掌握井下人員、車輛的位置信息和歷史軌跡,掌握設(shè)備的安裝位置。

      對于人員定位來說,可以延伸出考勤管理、危險(xiǎn)區(qū)域出入記錄、危險(xiǎn)區(qū)域超員管理等功能。對于車輛定位可以延伸出車輛調(diào)度、紅綠燈自動控制等功能。當(dāng)事故發(fā)生時(shí),救援人員也可根據(jù)定位系統(tǒng)提供的人員、車輛、設(shè)備定位信息迅速了解現(xiàn)場的情況,及時(shí)采取相應(yīng)的救援措施,提供救援工作的效率。

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      煤礦井下人員定位系統(tǒng)的項(xiàng)目部署,不僅保障井下作業(yè)人員的安全,而且大幅提升了信息化管理水平,讓管理調(diào)度更加透明、高效。

 

2.沃旭煤礦人員精確定位系統(tǒng)介紹


      南京沃旭通訊科技有限公司作為國內(nèi)專業(yè)的定位服務(wù)解決方案商,近10年來,一直為各個(gè)行業(yè)室內(nèi)定位的需求提供整體的解決方案。針對煤礦行業(yè),在2018年開始推出了井下人員定位系統(tǒng),經(jīng)過這幾年的演變,產(chǎn)品的穩(wěn)定性、成熟度、易用性得到保證。


設(shè)備架構(gòu)


      針對煤礦人員定位系統(tǒng),我們的方案設(shè)備架構(gòu)如下:

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    ○ 標(biāo)識卡:有被定為物體佩戴,可以是人員、車輛、設(shè)備,可以通過按鍵上發(fā)告警,接收到下發(fā)告警時(shí),有聲、光、震動警告。低功耗,一次充電可工作數(shù)月。

    ○ 讀卡器:安裝于井下巷道,讀取周邊標(biāo)識卡信息和距離,并將標(biāo)簽的測距信息傳遞至地面服務(wù)器。

    ○  位置解算引擎:根據(jù)讀卡器提供的測距信息,計(jì)算標(biāo)識卡位置的軟件。

    ○  業(yè)務(wù)服務(wù)器:基于位置解算引擎提供的位置信息,實(shí)現(xiàn)相關(guān)業(yè)務(wù),包括:考勤、實(shí)時(shí)位置顯示、歷史軌跡查詢、設(shè)備告警顯示等。

    ○  手持儀:搜索附近標(biāo)識卡,可獲取標(biāo)識卡的距離該設(shè)備的距離。可脫離地面服務(wù)器,實(shí)現(xiàn)便攜式定位儀。

標(biāo)識卡:有被定為物體佩戴,可以是人員、車輛、設(shè)備,可以通過按鍵上發(fā)告警,接收到下發(fā)告警時(shí),有聲、光、震動警告。低功耗,一次充電可工作數(shù)月。

該方案中讀卡器的覆蓋半徑超過600米(視距),定位精度可達(dá)0.3米(視距),單區(qū)域標(biāo)簽并發(fā)量超過400張。


技術(shù)優(yōu)勢

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業(yè)務(wù)功能


      ○ 實(shí)時(shí)位置顯示:通過人員定位系統(tǒng)實(shí)時(shí)定位井下人員位置信息及分布情況,實(shí)時(shí)監(jiān)測人員的軌跡。

      ○ 井下人員數(shù)量統(tǒng)計(jì):實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)下井人員的數(shù)量,當(dāng)遇到嚴(yán)重事故的時(shí)候,可快速集合員工進(jìn)行點(diǎn)名統(tǒng)計(jì),并且確認(rèn)未到達(dá)員工的實(shí)時(shí)位置,實(shí)施救助,避免人員傷亡。

      ○ 出入井考勤管理:制定考勤任務(wù),統(tǒng)計(jì)人員出入井時(shí)間、在崗工作時(shí)長等。管理層可快速查詢在崗情況,月度統(tǒng)計(jì)工時(shí)可直接依據(jù)平臺數(shù)據(jù)做考勤的審核參考。

      ○ 異常緊急告警:管理人員在遇到緊急情況時(shí),可以在指揮撤離時(shí)發(fā)出緊急指令提示人員撤離。人員佩戴的標(biāo)簽會震動提示人員遠(yuǎn)離此區(qū)域。

      ○ SOS主動告警:遇到危險(xiǎn)時(shí),現(xiàn)場人員可通過一鍵求救按鈕,及時(shí)發(fā)出求救報(bào)警信息,管理人員收到報(bào)警信號后,可通人員定位確定涉險(xiǎn)人員位置,及時(shí)實(shí)施現(xiàn)場應(yīng)急處置。

 

3.煤礦安全,重于泰山!


      安全生產(chǎn)無小事,只有做到安全生產(chǎn)的前提,企業(yè)才可能持久發(fā)展。希望未來室內(nèi)定位技術(shù)能夠盡快運(yùn)用到更多行業(yè),結(jié)合傳感技術(shù)及大數(shù)據(jù)等高新技術(shù)以更大程度保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全,給安全生產(chǎn)管理提供強(qiáng)大后盾。

      煤礦的安全生產(chǎn)任重而道遠(yuǎn),重于泰山,是與每一位煤礦人、企業(yè)息息相關(guān),應(yīng)得到足夠的重視。冀望煤礦安全,人礦平安!

上一條:深耕智能化 聚力再出發(fā)

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