生命至上UWB模块高精度定位助力煤矿安全生产管理

2022-04-15 1928

生命至上UWB模块高精度定位助力煤矿安全生产管理,近年来,煤矿安全事故不时发生,如爆炸、冒顶、透水、中毒等。例如,山东栖霞金矿爆炸事故,其实时救援动态,始终影响着全国无数人的心。我们知道,虽然地下作业环境恶劣,但会存在一些自然风险,除了客观因素外,企业对安全保护、监督等责任不可避免。

生命至上UWB模块高精度定位助力煤矿安全生产管理

为提高矿山安全生产保障能力,国家强制建立监测监测系统、地下人员定位系统、矿山供水救援系统、矿山压力自救系统、矿山通信联络系统、地下应急风险规避系统。2016年更新的《煤矿安全规定》还提到,煤矿企业必须建立入境检查制度和出入境人员清点制度;必须掌握地下人员数量、位置等实时信息。因此,地下定位在煤矿安全生产过程中起着重要作用。

1.人员精准定位系统护送煤矿作业安全

物联网技术已经发展了近10年,应用前景广阔。在许多行业的危险情况探测和应用中,各种技术手段都展示了自己的实力。

说到危险监测,当然离不开位置信息技术。在室外环境中,北斗、GPS、GLONASS等卫星定位方法一般用于其民用定位精度可达10米以内。然而,在一些没有卫星定位的地区,如隧道、煤矿等非露天甚至地下场所,卫星定位显然是不可行的。此时,室内定位系统需要完成提供高精度位置信息的任务。

黑科技-室内定位技术

随着室内定位需求的增加,出现了大量的解决方案,包括射频识别(RFID)定位、蓝牙定位、Wi-Fi定位、Zigbee定位和超宽带(UWB)定位。射频识别定位不能通过识别卡和读卡器之间的读卡来真正实现定位。

在蓝牙定位的早期阶段,读卡器用于读取表示卡信号的RSSI(接收信号强度指示)值,并通过RSSI计算读卡器与标志卡之间的距离。这种方法的定位精度低,RSSI在被屏蔽的环境中受到很大影响。基于蓝牙的AOA和AOD定位技术发展缓慢。与原来的RSSI定位技术相比,定位精度大大提高。与早期的蓝牙定位相同,Wi-Fi和Zigbee也基于RSSI。其精度相对有限,受环境影响较大。

UWB(ULTra-WideBand)是一种无载波通信技术,通过发送和接收二级非正弦窄脉冲传输数据,利用Tof(时间到达)或TDOA(到达时差)算法计算人员或物品的位置信息,定位精度高达10cm。与RFID、蓝牙、Wi-Fi、Zigbee等传统粗精度定位技术相比,UWB模块系统具有穿透能力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂性低、定位精度高等优点。

煤矿人员定位系统应用

对于煤矿,特别是井工煤矿,UWB模块人员定位系统可以获得地下人员、车辆和设备的实时位置,并呈现在地面的计算机系统中。管理者可以随时掌握地下人员、车辆位置信息和历史轨迹,以及设备的安装位置。

对于人员定位,可扩展出勤管理、危险区域出入记录、危险区域过度拥挤管理等功能。车辆定位可扩展车辆调度、交通灯自动控制等功能。事故发生时,救援人员还可以根据定位系统提供的人员、车辆、设备定位信息,快速了解现场情况,及时采取相应的救援措施,提供救援工作的效率。

煤矿井下人员定位系统的项目部署不仅保证了地下作业人员的安全,而且大大提高了信息管理水平,使管理调度更加透明高效。

2.介绍煤矿人员准确定位系统

作为国内专业的UWB模块定位服务解决方案提供商,近10年来一直为各行业的室内定位需求提供整体解决方法。对于煤矿业,地下人员定位系统经过近年来的演变,产品的稳定性、成熟度和易用性得到了保证。

设备架构

对于煤矿人员定位系统,我们的方案设备结构如下:

标志卡:如果被指定为物体佩带,可以是人员、车辆和设备。您可以通过按钮发出警报。当你收到警报时,有声、光和振动警告。功耗低,一次充电可以工作几个月。

读卡器:安装在井下巷道内,读取周围的标志卡信息和距离,并将标签的测距信息传递给地面服务器。

位置解算引擎:根据读卡器提供的测距信息,计算标识卡位置的软件。

业务服务器:基于位置解算引擎提供的位置信息,实现考勤、实时位置显示、历史轨迹查询、设备报警显示等相关业务。

手持式仪器:搜索附近的识别卡,以获得设备之间的距离。可与地面服务器分离,实现便携式定位仪。

标志卡:可由人员、车辆和设备佩戴。您可以通过按钮发出警告。当你收到警告时,有声、光和振动警告。功耗低,一次充电可以工作几个月。

本方案中读卡器覆盖半径超过600米(视距),定位精度可达0.3米(视距),单区域标签并发量超过400张。

UWB模块技术优势

实时位置显示:通过人员定位系统实时定位地下人员位置信息及分布,实时监控人员轨迹。

井下人员数量统计:实时统计井下人员数量。发生严重事故时,可迅速聚集员工进行点名统计,确认未达到员工实时位置,实施救助,避免人员伤亡。

出入口考勤管理:制定考勤任务,统计人员出入口时间、工作时间等。管理层可以快速查询值班情况,月度统计时间可以直接根据平台数据进行考勤审计参考。

异常紧急警告:在紧急情况下,管理人员可以在指挥撤离时发出紧急指示,提醒人员撤离。人员佩戴的标签会振动,提示人员远离该区域。

SOS主动报警:遇到危险时,现场人员可通过一键求救按钮及时发出求救报警信息。管理人员收到报警信号后,可通过人员定位确定涉险人员位置,及时实施现场应急处置。

3.煤矿安全,重于泰山

安全生产不是一件小事,只有在安全生产的前提下,企业才能持续发展。希望未来UWB模块室内定位技术能尽快应用于更多的行业,结合传感技术、大数据等高科技技术,更大程度地保障人民的生命财产安全,为安全生产管理提供强有力的支持。

煤矿的安全生产还有很长的路要走,比泰山更重要。它与每个煤矿人和企业密切相关,应该给予足够的重视。希望煤矿安全,人矿安全!