煤礦井下人員定位系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展

孟兆穎

摘 要：為減少煤礦安全事故頻發(fā)的情況發(fā)生以及地下人員救援難度大的問題，綜合對比分析如今的煤礦井下作業(yè)人員的定位技術(shù)。對WIFI無線通信技術(shù)的人員定位系統(tǒng)和射頻識別技術(shù)的人員定位系統(tǒng)進(jìn)行重點(diǎn)分析，制定井下無線通信技術(shù)和井下作業(yè)人員定位系統(tǒng)的發(fā)展策略。

關(guān)鍵詞：定位；FRID；WIFI；MESH；GIS

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.065

0 引言

近幾年來，中國煤礦事故發(fā)生情況日益嚴(yán)峻，人人都對煤礦安全問題提出質(zhì)疑。而煤礦安全事故頻發(fā)的最主要原因是井下作業(yè)人員無法和井上監(jiān)督管理人員進(jìn)行實(shí)時(shí)的信息交流，很難即時(shí)了解井下作業(yè)人員的具體情況和人員分布，無法對井下人員的位置精確掌握。所以，要實(shí)現(xiàn)管理技術(shù)的與時(shí)俱進(jìn)就要對管理技術(shù)積極革新，高效安全的進(jìn)行搶險(xiǎn)救災(zāi)，如此才能夠快速準(zhǔn)確的履行實(shí)時(shí)監(jiān)督煤礦安全的職能。

1 基于RFID的定位系統(tǒng)

（1）RFID技術(shù)。從20世紀(jì)80年代開始，射頻識別技術(shù)（RFID）就成為了當(dāng)時(shí)最為有效的信息識別技術(shù)。利用各類科技設(shè)備實(shí)現(xiàn)了人們識別以及交換信息的最初想法，此類技術(shù)不同于早期的接觸式識別技術(shù)，接觸式識別技術(shù)需要進(jìn)行接觸才能夠進(jìn)行識別認(rèn)證，而利用射頻技術(shù)來完成雙向通信的過程。實(shí)現(xiàn)雙向通信的射頻識別技術(shù)有以下特點(diǎn)：

1）識別距離長，操作便捷，對移動(dòng)目標(biāo)也能進(jìn)行快速識別；2）使用壽命長，因?yàn)闆]有進(jìn)行接觸操作，所以避免了機(jī)械接觸帶來的各種損傷；3）射頻識別卡具有良好的防塵、防水、防磁、防污損、防靜電性能，全依賴于射頻識別卡良好的密封性能，適用于各種惡劣環(huán)境條件下進(jìn)作業(yè)；4）制造商在出廠前卡內(nèi)編號固化，所以卡內(nèi)序列號是唯一的，安全性高。而且還有自己的一套周密保密通信協(xié)議，對數(shù)據(jù)的傳輸渠道進(jìn)行加密；5）能夠快速準(zhǔn)確識別多個(gè)移動(dòng)目標(biāo)。

（2）系統(tǒng)功能。射頻識別系統(tǒng)的構(gòu)成主要是讀卡器系統(tǒng)以及射頻識別卡，這是射頻技術(shù)的標(biāo)配。技術(shù)原理是在井下安置多個(gè)讀卡器系統(tǒng)來識別井下作業(yè)人員攜帶的具有唯一識別碼的識別卡并對信息進(jìn)行處理傳送。

2 基于WIFI的定位系統(tǒng)

（1）WIFI技術(shù)。Wireless Fidelity是WIFI定位系統(tǒng)的全稱，信息運(yùn)輸速度快是WIFI技術(shù)相比于同期技術(shù)最大的亮點(diǎn)，其信息傳輸速度最高可達(dá)55Mps，而且能夠和多種設(shè)備進(jìn)行兼容，具有很長的傳輸有效信息距離等，主要表現(xiàn)在幾個(gè)方面：

1）WIFI定位系統(tǒng)的無線電波覆蓋半徑達(dá)100m相比于藍(lán)牙技術(shù)的電波覆蓋面積有很大的提升空間；2）即使在嘈雜的環(huán)境中，WIFI手機(jī)的無線信號也有非常高的質(zhì)量，并且有很強(qiáng)的過濾功能；3）WIFI技術(shù)很適合個(gè)人的信息化交流，因?yàn)槠鋫鬏斔俾屎芸?，最高能達(dá)到12Mbps；4）在網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用讓其使用效率更高，WIFI手機(jī)的數(shù)據(jù)變相通信通過TCP/IP等協(xié)議。

（2）系統(tǒng)功能。通過在井下建造多個(gè)基站，實(shí)現(xiàn)井下以太網(wǎng)的覆蓋，能夠讓W(xué)IFI無線通訊系統(tǒng)或者固定電話等設(shè)備分布在井下每個(gè)地方，通信效率大大提高，完成井上與井上、井下與井下、井下與井上的信息雙向交換，在管理調(diào)整生產(chǎn)方面以及經(jīng)濟(jì)救援和安全把控方面提供強(qiáng)大保障。

3 GIS結(jié)合的定位系統(tǒng)

（1）GIS技術(shù)。一種依靠計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)定位的工具，它叫作地理信息定位系統(tǒng)（GIS），能夠?qū)Φ厍蛏险诎l(fā)生的或已經(jīng)發(fā)生的以及地表存在的事物進(jìn)行分析和構(gòu)圖，運(yùn)用GIS技術(shù)生成一種獨(dú)特的平面效果，此系統(tǒng)結(jié)合地理分析功能和數(shù)據(jù)庫操作等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對廣大的公眾或個(gè)別單位進(jìn)行結(jié)果預(yù)測、戰(zhàn)略規(guī)劃、事件解釋等具體的使用價(jià)值。

（2）系統(tǒng)功能。井下情況可以利用GIS技術(shù)實(shí)時(shí)把控監(jiān)督，地理信息一目了然。其主要作用就是對井下某一地點(diǎn)有多少人，都有誰，在某一時(shí)間每個(gè)人都在哪個(gè)地點(diǎn)活動(dòng)等信息進(jìn)行采集整理，尋找多個(gè)或一個(gè)井下作業(yè)人員的具體方位，讓管理中心能夠更加快速準(zhǔn)確地聯(lián)系每一個(gè)井下人員；尋找相關(guān)作業(yè)人員在某一地點(diǎn)的具體時(shí)間和總工作時(shí)間等一連串的準(zhǔn)確信息，只有做到這樣，才能夠真正落實(shí)井下人員的安全保障工作。比如像溫度檢測工作者、通風(fēng)檢測工作者、瓦斯檢測工作者等能否實(shí)時(shí)的到達(dá)指定地點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的檢測、上傳、處理，從源頭上解決因?yàn)槿藶橐蛩乜赡馨l(fā)生的安全隱患；同時(shí)該信息還可實(shí)時(shí)分享給不同地方的多個(gè)領(lǐng)導(dǎo)監(jiān)督查看。

4 煤礦井下人員定位系統(tǒng)的發(fā)展

定位系統(tǒng)的核心技術(shù)是為井下人員提供實(shí)時(shí)通信功能，而井下的通信設(shè)備發(fā)展經(jīng)歷了兩個(gè)階段：有線通信和無線通信。在現(xiàn)代信息化技術(shù)快速發(fā)展的今天，無線通信的方式將逐漸取代有線通信方式。

無線通信方式的優(yōu)點(diǎn)在于運(yùn)用從射頻識別系統(tǒng)到WIFI識別系統(tǒng)再到MESH網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)為井下的作業(yè)人員提供更加可靠的定位功能。并且井下人員定位系統(tǒng)在今后的發(fā)展方向會(huì)越來越向精確、快速的趨勢進(jìn)行研究，這些技術(shù)的實(shí)現(xiàn)都需要通過GIS信息提供支持。

5 結(jié)束語

要想實(shí)現(xiàn)煤礦井下作業(yè)人員的工作安全保障，井下人員定位系統(tǒng)是其重要的技術(shù)后盾。本文著重分析和比較了一些煤礦井下工作人員的定位系統(tǒng)功能及原理后，筆者認(rèn)為當(dāng)今的煤礦人員定位系統(tǒng)的發(fā)展主流應(yīng)該是以RFID技術(shù)為核心的煤礦井下人員定位系統(tǒng)，并且已經(jīng)能夠通過實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)理論的正確性，且達(dá)到了預(yù)期的效果。RFID井下人員定位系統(tǒng)能夠基本實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)掌握對煤礦井下工作人員的安全管理和信息整合，將安全隱患盡早排除，為快速指揮疏導(dǎo)礦井發(fā)生的突發(fā)性災(zāi)難救護(hù)工作，并為考勤提供管理功能等技術(shù)支持。所以GIS定位技術(shù)和FRID定位技術(shù)相結(jié)合為井下作業(yè)人員提供精確定位的技術(shù)支持。而如今的手機(jī)定位技術(shù)也日漸成熟，WIFI手機(jī)在井下環(huán)境能夠發(fā)揮其良好的通訊效果，這讓井下人員的定位更加精確，其靈敏識別的表現(xiàn)相比于同期產(chǎn)品更令人覺得可靠，使得定位系統(tǒng)能夠更好的服務(wù)于煤礦的安全生產(chǎn)。

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