UWB精確定位在煤礦井下的應用

（陜西有色榆林煤業有限公司信息部，陜西榆林 719000）

0 引言

煤礦井下工作環境比較特殊，在一個封閉的空間中，空氣濕度大、空氣中有很多浮游粉塵等，這種環境下想要實現對井下工人以及設備的準確定位存在一定難度。為保障對煤礦井下工人情況的實時、準確了解，引入現代定位技術至關重要。文章針對最新的無線定位技術UWB展開研究，對此種定位技術的特點進行歸納與總結，并對其在煤礦井下應用的意義進行分析，結合煤礦井下環境以及技術特點，對如何發揮UWB技術定位優勢提出針對性建議，以達到對煤礦井下工人以及設備位置信息的準確、實時了解，保障煤礦井下各項工作穩定展開。

1 UWB技術及其特點

1.1 UWB技術概述

UWB即超寬帶技術，是一種新興的無線技術，通過納秒級窄脈沖實現信息傳輸，在短距離通信領域有著十分重要的作用。特別是在現代科技發展的影響下，對定位技術的要求也進一步提升，因此UWB技術的應用也隨之增加。

1.2 UWB技術的特點

作為一種新興無線技術，UWB技術在短距離通信領域的應用十分廣泛，而且得到了高度重視。這主要由于該技術具有自身的獨特之處，主要表現在以下幾點：（1）具有千兆赫茲容量的無線信道。由于UWB技術針對傳統無線通信技術存在的問題，如傳統通信技術的信道窄、容量小，容易受到外界干擾等情況，而UWB技術的容量較大，因此可以更好地解決短距離傳輸中的容量需求等。（2）可以適應復雜環境。與傳統無線通信技術相比，UWB技術的信號帶寬較高，而且對信道衰落有較強的免疫力，時間分辨率也高，加上較強的穿透力、較小的功耗以及距離測量的準確性和低成本等，這些都使UWB技術可以更好地適應復雜環境。

2 UWB技術在煤礦井下應用的意義

2.1 提升煤礦井下定位的精確度

由于煤礦井下環境的特殊性，雖然在過去煤礦井下定位工作也備受關注，并應用過多種定位方式，可由于煤礦環境復雜，傳統定位技術在實際應用中效果都不理想，存在較大的偏差。引入UWB技術進行定位后，由于技術的適應性較強，在十分復雜的環境中應用也可以發揮自身的優勢，因此在煤礦井下定位中應用其有著十分重要的作用與優勢，大幅提升定位準確性，確保可以對井下工人以及設備位置信息做到實時了解[1]。

2.2 提升煤礦井下定位信息傳輸效率以及安全性

由于UWB技術發射功率較低，在短距離傳輸中其功率通常會低于1mV。這種發射功率可以將其與其他無線通信的頻率錯開，避免造成與其他通信信號彼此之間干擾的問題。這種情況下，可以避免無線頻譜資源過于緊張的局面，進一步提升了無線頻譜的利用率。這種信號頻率也使UWB信號不容易被截獲，因此更好的保障了煤礦井下定位信息的安全性，避免相關信息傳輸不及時或者是被截獲等情況出現。

2.3 適應煤礦井下復雜的施工環境

在煤礦井下的環境十分惡劣，潮濕的環境，加上空氣中的浮塵等，都可能會給信號傳輸帶來影響。可UWB技術的窄脈沖有較強的穿透性，煤礦井下潮濕以及浮塵等都不會給其傳播帶來影響。而且其可以穿透木板、人群、墻壁等障礙物，這種穿透力正是煤礦井下信息傳遞所需要的，因此在煤礦井下應用此種技術進行定位，更有助于做到煤礦井下信息的實時傳遞，確保對井下工人以及設備等位置有一個準確、實時的了解[2]。

3 UWB精確定位在煤礦井下的應用現狀

雖然煤礦井下定位備受關注，UWB技術應用也逐步得到重視，但是依然存在很多不足之處，主要表現如下：

3.1 UWB煤礦井下應用尚未得到重視

就當前UWB技術在煤礦井下應用實際情況來看，雖然煤礦井下定位備受關注，但是作為一種新興技術，UWB技術在井下定位方面的應用尚未得到高度重視。很多煤礦領導對此種技術缺乏正確了解與認識，因此在實際進行煤礦井下定位工作展開中，并未對該技術的引入給予關注，這就直接影響了UWB技術在實際煤礦井下定位方面的應用效果。

3.2 UWB技術在煤礦井下應用的系統建設不夠完善

在煤礦井下定位工作中，UWB技術的應用有著十分重要的作用，不過當前即便是一些煤礦開始關注UWB技術的應用，但是由于現有技術應用系統建設不夠完善，無法滿足煤礦井下定位的各種需求[3]。如現有技術系統更多的是對礦井中的人員實時定位，在數據處理以及報警等方面的功能并不完善；而且信息管理功能不完善，監管工作也無法有效落實等，這些都不利于UWB技術在煤礦井下定位中作用的發揮。

3.3 UWB技術應用專業人才缺乏

作為一種新興技術，在煤礦井下定位中UWB技術應用有很大優勢，不過此種技術的應用需要由相關專業人員負責，這樣才可以確保技術系統穩定運營，切實發揮技術優勢。但是當前煤礦中的相關工作人員，很多人都對UWB技術的了解較為片面，在實際工作中無法做到對技術進行合理應用，技術很多優勢都不能得到有效發揮，這對技術應用的有效發揮十分不利。

4 有效發揮UWB精確定位優勢在煤礦井下應用的建議

4.1 提升煤礦對UWB技術應用的重視程度

想要發揮UWB技術定位優勢，就必須要對該技術有一個全面的了解與認識，將此技術作為煤礦井下定位的重點。這需要煤礦領導等有關工作人員改變自身傳統思想，積極進行現代煤礦管理技術的引入，其中也包括UWB技術，對此技術有一個全面了解與認識，這樣才可以保障技術的應用達到預期效果。

4.2 注重UWB技術系統的構建與完善

在實際進行UWB技術系統構建的過程中，以人員實時精準定位為核心，在這個基礎上增加信息管理功能、監控服務功能等，實現通過對UWB技術的應用對煤礦井人員位置實時、準確了解的目的。同時，結合信息技術的應用，在系統中增加管理板塊，實現對井下工作人員情況全面了解的目的，并做好相應的監控工作，及時發現UWB技術應用過程中存在的不足之處，這樣才可以保障技術的定位優勢能充分發揮出來。

4.3 加強對UWB技術專業人才的培養

由于UWB技術是一種新興技術，因此在煤礦井下定位中該技術的應用必須要有專業的人才負責，若是缺少相關專業人員，技術的優勢就很難發揮出來。以此煤礦企業在實際發展中應正確認識UWB技術優勢，并能夠對UWB技術系統構建與應用都給予高度重視，這樣通過相關專業人才的任用，有助于煤礦井下UWB技術的應用達到最佳效果，實現準確定位，實時傳遞井下工作人員位置信息。

5 結語

煤礦井下工作十分危險，做好工作人員定位可以更好地進行煤礦井下工作安排，及時發現風險，并在危險發生時可以準確找到工人位置等。在煤礦井下定位方面，傳統技術存在諸多弊端，引入UWB精確定位技術后，可以實現更準確了解煤礦井下工作人員的位置信息等，保障煤礦井下工作安全。