井下人員精準定位的應(yīng)用

張無病

摘 要：煤炭資源作為社會經(jīng)濟發(fā)展中重要的應(yīng)用資源，煤炭資源的穩(wěn)定生產(chǎn)對于社會經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展影響重大。在此過程中關(guān)于煤炭資源采掘中的井下人員精準定位問題，則引起了煤礦企業(yè)管理人員及技術(shù)研究人員的重視。文章針對井下人員精準定位的應(yīng)用，進行簡要的分析研究。

關(guān)鍵詞：煤炭采掘;井下人員;精準定位;技術(shù)應(yīng)用

煤炭資源在采掘中通常采掘深度較深，因此井下作業(yè)人員在采煤的過程中，存在必然性的安全隱患現(xiàn)象。該類現(xiàn)象下應(yīng)用精準定位技術(shù)，進行井下采掘人員的精準定位，對于采掘人員的生命安全保障，以及相關(guān)安全管理工作的實施意義重大。筆者簡要分析井下人員精準定位的應(yīng)用，以盼能為相關(guān)煤炭企業(yè)發(fā)展中的井下人員精準定位技術(shù)的應(yīng)用提供參考。

1 常用的煤礦井下人員精準定位技術(shù)分析

1.1 WiFi定位技術(shù)

WiFi定位技術(shù)為當前井下人員精準定位技術(shù)中的常用技術(shù)，WiFi定位技術(shù)在實際應(yīng)用中，從其定位原理方面分析，其通過在井下巷道內(nèi)設(shè)置WiFi基站熱點，連接井下作業(yè)人員的WiFi個人終端，之后通過WiFi個人終端與WiFi基站網(wǎng)絡(luò)熱點的連接，通過信號處理終端，識別ID以及分析RSSI信息的方式，進行井下人員的作業(yè)位置的計算。從WiFi定位技術(shù)的硬件結(jié)構(gòu)方面分析，其整體上分為三部分：信息處理中心部分，基站熱點部分，個人終端部分。其中在實際應(yīng)用中WiFi定位技術(shù)的定位精度，受限于井下信號傳輸現(xiàn)狀，以及基站設(shè)置數(shù)量，信號傳輸穩(wěn)定傳輸率高時，其定位精度能夠達到3m左右，如信號干擾現(xiàn)象較為嚴重，則定位數(shù)據(jù)誤差較大甚至出現(xiàn)無法定位的現(xiàn)象。

1.2 RFID射頻定位技術(shù)

RFID射頻定位技術(shù)在井下人員精準定位中的應(yīng)用較為多見，實際應(yīng)用中RFID射頻定位技術(shù)在實際應(yīng)用中，主要由讀寫裝置，定位裝置，中心服務(wù)器三部分構(gòu)成。其運行原理為讀寫裝置在運行中發(fā)射無線電波，進行定位裝置中的身份信息識別讀取，讀取數(shù)據(jù)傳輸至中心服務(wù)器，中心服務(wù)器根據(jù)讀取數(shù)據(jù)進行人員身份信息的識別，并且獲取井下人員的作業(yè)動態(tài)，實現(xiàn)精準定位的效果。其中定位裝置為個人終端部分，讀寫裝置為中間節(jié)點部分，其通常安裝于煤礦巷道的關(guān)鍵節(jié)點部分，以此實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀寫量的最大化，以及讀寫范圍的有效覆蓋，中心服務(wù)器設(shè)置在井上。其中RFID射頻定位技術(shù)在實際應(yīng)用中，由于網(wǎng)絡(luò)信號傳輸模式的差異性，其較之WiFi定位技術(shù)的精準度較高。理想狀態(tài)下RFID定位技術(shù)的定位精度，能夠達到厘米級別。但同時也因為其網(wǎng)絡(luò)傳輸方式的差異性，RFID定位技術(shù)無法進行大范圍的覆蓋，以及大面積的應(yīng)用，因此如需大面積應(yīng)用該技術(shù)則存在應(yīng)用成本較高的現(xiàn)象。

1.3 ZigBee定位技術(shù)

ZigBee定位技術(shù)在井下人員精準定位中的應(yīng)用，主要通過協(xié)調(diào)器，路由器，終端三部分構(gòu)成。其在實際應(yīng)用中具備低能耗，雙向無線通信，低成本的應(yīng)用特點。該技術(shù)在實際應(yīng)用中，通過終端目標的RSSI值計算與目標之間的距離值，之后通過最小二乘法，進行目標節(jié)點在坐標中的坐標值計算，最終得出終端的具體位置。其中分析ZigBee定位技術(shù)在硬件架構(gòu)中，主要通過在井下安裝無線采集設(shè)備，人員攜帶定位裝置，安裝巷道信號傳輸裝置，連接顯示終端的方式，進行井下作業(yè)人員的作業(yè)動態(tài)監(jiān)管及定位數(shù)據(jù)獲取，另外該技術(shù)在實際應(yīng)用中的定位精度在2m左右。

2 煤礦井下人員精準定位技術(shù)的設(shè)計重點事項分析

2.1 網(wǎng)絡(luò)傳輸問題

網(wǎng)絡(luò)傳輸問題為井下人員精準定位技術(shù)應(yīng)用中的難點問題，其中分析在定位技術(shù)及硬件裝置的研發(fā)設(shè)計中，網(wǎng)絡(luò)傳輸問題在井下定位應(yīng)用中主要體現(xiàn)為：受磁場，距離，諧波信號的影響，以及其他因素的影響，巷道內(nèi)網(wǎng)絡(luò)傳輸存在較大的限制。因此在實際發(fā)展中提升網(wǎng)絡(luò)信號傳輸質(zhì)量，對于井下人員的精準定位質(zhì)量提升意義重大。具體實施中關(guān)于井下定位中的網(wǎng)絡(luò)傳輸問題的改善，應(yīng)用單位可通過提升基站熱點功率，安裝信號放大裝置，實施諧波信號屏蔽的方式，最大化的提升井下網(wǎng)絡(luò)信號的傳輸質(zhì)量，同時提升井下人員精準定位精度。

2.2 精度問題

井下人員精準定位技術(shù)的實施，定位精度問題為影響技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量，以及井下人員定位實際效果的主要因素，同時分析也為井下人員精準定位技術(shù)的設(shè)計重點。從當前各類定位技術(shù)的實際應(yīng)用現(xiàn)狀方面分析，關(guān)于定位精度問題的強化，應(yīng)用單位可通過兩方面進行改善，其一選擇定位精準度較高的定位技術(shù);其二加強定位技術(shù)應(yīng)用中的網(wǎng)絡(luò)信號強化，落實設(shè)施設(shè)備維護，加強設(shè)備更新方面進行發(fā)展。

2.3 終端能耗問題

從網(wǎng)絡(luò)信號傳輸效率方面分析，理論情況下基礎(chǔ)功率越大，信號覆蓋面積越大，傳輸距離越長。但由于井下人員精確定位技術(shù)應(yīng)用環(huán)境的特殊性，終端能耗問題也為技術(shù)應(yīng)用中主要存在的問題。其中分析井下人員精準定位技術(shù)應(yīng)用中終端能耗問題，主要體現(xiàn)為：能源裝置及終端不宜過大，過大易對工人作業(yè)形成阻礙，并對作業(yè)人員造成了一定的負擔;不宜過小，過小則功率不足，且續(xù)航性能較弱。

3 結(jié)束語

從當前井下人員精準定位技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀方面分析，為切實有效的提升相關(guān)精準定位技術(shù)的實際應(yīng)用效果，加強井下定位技術(shù)設(shè)計應(yīng)用中的終端能耗設(shè)計優(yōu)化，提升網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性，加強定位精度優(yōu)化改善，則為井下人員精準定位技術(shù)應(yīng)用中的主要發(fā)展方向。

參考文獻：

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