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沃旭UWB高精度人員定位助理煤礦領域安全生產!

放大字體  縮小字體發布日期:2021-06-04  瀏覽次數:273
 12月4日,重慶吊水洞煤礦發生回收設備時發生重大火災事故,造成23人死亡、1人重傷,直接經濟損失2632萬元。據媒體報道,此
 12月4日,重慶吊水洞煤礦發生回收設備時發生重大火災事故,造成23人死亡、1人重傷,直接經濟損失2632萬元。據媒體報道,此次事故是因企業自行拆除井下設備時違規動火作業引發火災,發生一氧化碳超限而起。
  近幾年,煤礦安全較大事故時有發生,像爆炸、冒頂、透水、中毒等諸如此類。就比如今年年初的“山東棲霞金礦爆炸”的事故,其救援實時動態,時刻牽動著全國人民無數人的心。我們知道,井下作業環境雖然惡劣,會存在一些自然隱患,除卻客觀因素,企業對于安全防護、監管等失責難逃其咎。
  為提高礦山安全生產保障能力,國家強制要求全國煤礦以及非煤礦礦山都必須建立安全避險六大系統,分別是:監測監控系統、井下人員定位系統、礦井供水施救系統、礦井壓風自救系統、礦井通訊聯絡系統、井下緊急避險系統。
  并且在2016年更新的《煤礦安全規程》中也提到,煤礦企業必須建立入井檢查制度和出入井人員清點制度;必須掌握井下人員數量、位置等實時信息。由此可見,井下定位在煤礦安全生產過程中占據著重要的地位。
  一、人員精準定位系統為煤礦作業安全保駕護航
  物聯網技術已經發展了近10年的時間,應用前景十分廣闊,各類技術手段已經在很多行業進行危險情況探測應用中“大展拳腳”。
  說到危險監測,當然離不開位置信息技術。在室外環境中,一般使用北斗、GPS、GLONASS等衛星定位方式,其民用定位精度可達10米以內。但在一些沒有衛星定位的區域,比如說隧道、煤礦等非露天的甚至是地下場所,依靠衛星定位顯然行不通,這時候就需要室內定位系統來完成高精度位置信息的提供任務。
  (1)黑科技-室內定位技術
  隨著室內定位需求的增加,涌現了一大批解決方案,其中以射頻識別(RFID)定位、藍牙定位、Wi-Fi定位、Zigbee定位、超寬帶(UWB)定位為主。射頻識別定位通過識別卡和讀卡器之間的讀卡與否,實現存在性檢測,并不能真正的實現定位。
  藍牙定位早期采用讀卡器讀取表示卡信號的RSSI(接收信號強度指示)值,通過RSSI推算讀卡器和標識卡之間的距離,這種方式的定位精度低,并且在有遮擋的環境中RSSI受影響非常大。近期基于藍牙的AOA、AOD定位技術慢慢發展起來,相比于原來基于RSSI的定位技術,定位精度大大提升。Wi-Fi、Zigbee定位和早期的藍牙定位一樣,也是基于RSSI,其精度比較有限,并且受環境影響較大。
  UWB(Ultra-Wide Band)是一種無載波通信技術,通過發送和接收納秒級的非正弦窄脈沖來傳輸數據,利用ToF(時間到達)或TDoA(到達時間差)算法來計算人員或物品的位置信息,定位精度高達10厘米。與RFID、藍牙、Wi-Fi、Zigbee等傳統粗精度定位技術相比,UWB系統具有穿透能力強、功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統復雜度低、定位精度高等優點。
  (2)煤礦人員定位系統的演變
  早期煤礦中并沒有人員定位系統的強制要求,隨著國家對煤礦行業安全的重視,這一需求經歷了從無到有,從非精確到精確的過程:
  ○2009年12月,國家安全生產監督管理總局發布了《中華人民共和國煤炭行業標準MT/T 1103--2009》。該文件明確了井下人員定位系統的系統架構,以及針對該系統需提供的功能和技術指標,并于2010年開始實施。
  ○2019年10月,山東煤礦安全監察局發布了《山東煤礦人員精確定位系統技術要求(試行)》。該文件對井下人員定位系統的定位精度、實時性、覆蓋范圍提出了更為嚴格的要求。隨即對山東省內的所有煤礦人員定位系統升級改造。
  ○2020年10月,國家煤礦安監局辦公室對外發布了關于征求《煤礦井下人員定位系統通用技術條件(征求意見稿)》意見的函,并附文件《煤礦井下人員定位系統通用技術條件(征求意見稿)》。該文件和山東煤礦安全監察局發布的文件類似,都針對煤礦井下人員定位系統提出了更嚴格的要求。
  (3)煤礦人員定位系統的應用
  對煤礦來說,尤其是井工煤礦,人員定位系統可以獲取井下的人員、車輛、設備的實時位置,并呈現在地面的計算機系統。管理人員可以隨時掌握井下人員、車輛的位置信息和歷史軌跡,掌握設備的安裝位置。
  對于人員定位來說,可以延伸出考勤管理、危險區域出入記錄、危險區域超員管理等功能。對于車輛定位可以延伸出車輛調度、紅綠燈自動控制等功能。當事故發生時,救援人員也可根據定位系統提供的人員、車輛、設備定位信息迅速了解現場的情況,及時采取相應的救援措施,提供救援工作的效率。
  煤礦井下人員定位系統的項目部署,不僅保障井下作業人員的安全,而且大幅提升了信息化管理水平,讓管理調度更加透明、高效。
  二、沃旭煤礦人員精確定位系統介紹
  南京沃旭通訊科技有限公司作為國內專業的定位服務解決方案商,近10年來,一直為各個行業室內定位的需求提供整體的解決方案。針對煤礦行業,在2018年開始推出了井下人員定位系統,經過這幾年的演變,產品的穩定性、成熟度、易用性得到保證。
  (1)設備架構
  針對煤礦人員定位系統,我們的方案設備架構如下:
  ○標識卡:有被定為物體佩戴,可以是人員、車輛、設備,可以通過按鍵上發告警,接收到下發告警時,有聲、光、震動警告。低功耗,一次充電可工作數月。
  ○讀卡器:安裝于井下巷道,讀取周邊標識卡信息和距離,并將標簽的測距信息傳遞至地面服務器。
  ○位置解算引擎:根據讀卡器提供的測距信息,計算標識卡位置的軟件。
  ○業務服務器:基于位置解算引擎提供的位置信息,實現相關業務,包括:考勤、實時位置顯示、歷史軌跡查詢、設備告警顯示等。
  ○手持儀:搜索附近標識卡,可獲取標識卡的距離該設備的距離。可脫離地面服務器,實現便攜式定位儀。
  標識卡:有被定為物體佩戴,可以是人員、車輛、設備,可以通過按鍵上發告警,接收到下發告警時,有聲、光、震動警告。低功耗,一次充電可工作數月。
  該方案中讀卡器的覆蓋半徑超過600米(視距),定位精度可達0.3米(視距),單區域標簽并發量超過400張。
  (2)技術優勢
  (3)業務功能
  ○實時位置顯示:通過人員定位系統實時定位井下人員位置信息及分布情況,實時監測人員的軌跡。
  ○井下人員數量統計:實時統計下井人員的數量,當遇到嚴重事故的時候,可快速集合員工進行點名統計,并且確認未到達員工的實時位置,實施救助,避免人員傷亡。
  ○出入井考勤管理:制定考勤任務,統計人員出入井時間、在崗工作時長等。管理層可快速查詢在崗情況,月度統計工時可直接依據平臺數據做考勤的審核參考。
  ○異常緊急告警:管理人員在遇到緊急情況時,可以在指揮撤離時發出緊急指令提示人員撤離。人員佩戴的標簽會震動提示人員遠離此區域。
  ○SOS主動告警:遇到危險時,現場人員可通過一鍵求救按鈕,及時發出求救報警信息,管理人員收到報警信號后,可通人員定位確定涉險人員位置,及時實施現場應急處置。
  三、煤礦安全,重于泰山!
  安全生產無小事,只有做到安全生產的前提,企業才可能持久發展。希望未來室內定位技術能夠盡快運用到更多行業,結合傳感技術及大數據等高新技術以更大程度保障人民群眾的生命財產安全,給安全生產管理提供強大后盾。
  煤礦的安全生產任重而道遠,重于泰山,是與每一位煤礦人、企業息息相關,應得到足夠的重視。冀望煤礦安全,人礦平安!
 
 
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