井下人員精準定位的應用

張無病

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

關鍵詞：煤炭采掘;井下人員;精準定位;技術應用

煤炭資源在采掘中通常采掘深度較深，因此井下作業人員在采煤的過程中，存在必然性的安全隱患現象。該類現象下應用精準定位技術，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用，以盼能為相關煤炭企業發展中的井下人員精準定位技術的應用提供參考。

1 常用的煤礦井下人員精準定位技術分析

1.1 WiFi定位技術

WiFi定位技術為當前井下人員精準定位技術中的常用技術，WiFi定位技術在實際應用中，從其定位原理方面分析，其通過在井下巷道內設置WiFi基站熱點，連接井下作業人員的WiFi個人終端，之后通過WiFi個人終端與WiFi基站網絡熱點的連接，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位置的計算。從WiFi定位技術的硬件結構方面分析，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。其中在實際應用中WiFi定位技術的定位精度，受限于井下信號傳輸現狀，以及基站設置數量，信號傳輸穩定傳輸率高時，其定位精度能夠達到3m左右，如信號干擾現象較為嚴重，則定位數據誤差較大甚至出現無法定位的現象。

1.2 RFID射頻定位技術

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

1.3 ZigBee定位技術

ZigBee定位技術在井下人員精準定位中的應用，主要通過協調器，路由器，終端三部分構成。其在實際應用中具備低能耗，雙向無線通信，低成本的應用特點。該技術在實際應用中，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定位技術在硬件架構中，主要通過在井下安裝無線采集設備，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，進行井下作業人員的作業動態監管及定位數據獲取，另外該技術在實際應用中的定位精度在2m左右。

2 煤礦井下人員精準定位技術的設計重點事項分析

2.1 網絡傳輸問題

網絡傳輸問題為井下人員精準定位技術應用中的難點問題，其中分析在定位技術及硬件裝置的研發設計中，網絡傳輸問題在井下定位應用中主要體現為：受磁場，距離，諧波信號的影響，以及其他因素的影響，巷道內網絡傳輸存在較大的限制。因此在實際發展中提升網絡信號傳輸質量，對于井下人員的精準定位質量提升意義重大。具體實施中關于井下定位中的網絡傳輸問題的改善，應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絡信號的傳輸質量，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的實施，定位精度問題為影響技術應用質量，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的設計重點。從當前各類定位技術的實際應用現狀方面分析，關于定位精度問題的強化，應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;其二加強定位技術應用中的網絡信號強化，落實設施設備維護，加強設備更新方面進行發展。

2.3 終端能耗問題

從網絡信號傳輸效率方面分析，理論情況下基礎功率越大，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應用環境的特殊性，終端能耗問題也為技術應用中主要存在的問題。其中分析井下人員精準定位技術應用中終端能耗問題，主要體現為：能源裝置及終端不宜過大，過大易對工人作業形成阻礙，并對作業人員造成了一定的負擔;不宜過小，過小則功率不足，且續航性能較弱。

3 結束語

從當前井下人員精準定位技術的應用現狀方面分析，為切實有效的提升相關精準定位技術的實際應用效果，加強井下定位技術設計應用中的終端能耗設計優化，提升網絡穩定性，加強定位精度優化改善，則為井下人員精準定位技術應用中的主要發展方向。

參考文獻：

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