煤矿高质量安全发展与精确定位系统的建设
2021年9月1日，新修改的《中华人民共和国安全生产法》正式实施，在保持安全生产基本性条款不变的情况下，着重强调了“人”在安全生产中的重要作用，并制定了一系列保障人员生命安全的强有力措施，加码安全管控力度。
煤炭生产工作危险性高，做好“安全”文章是煤矿企业的必修课。建立定位系统，以技术手段提升安全管理水平是十分重要的措施。
实际应用中，定位系统可以对目标（人或车）的实时位置追踪，自动生成并记录其活动轨迹，当有偏离规划路线等异常行为发生时，触发系统告警提示，管理人员可及时采取措施进而降低事故发生率。如遇突发事故，在复杂的井下环境中，定位系统能够帮助救援人员快速锁定受困人员位置信息，快速施救。
进行井下人员定位写入多份行业文件，并且在《煤矿智能化建设指南（2021年版）》中，定位系统所涉及目标也不再局限于“人”。
“煤矿必须建立入井检身制度和出入井人员清点制度；必须掌握井下人员数量、位置等实时信息”---《煤矿安全规程》
“实时采集矿山安全监控、人员位置监测、视频监控等数据，建成一个连接各级用户、各类角色的矿山安全生产综合信息系统”---《“十四五”矿山安全生产规划（征求意见稿）》
“动目标精确定位系统：采用精确定位技术，实现井下人、车等目标的精确定位、人员状态分析、考勤、调度管理，满足井下复杂巷道的全覆盖需求，具备轨迹数据展示及分析功能。”---《煤矿智能化建设指南（2021年版）》
地下矿井巷道内卫星信号几近于无，获取人员、车辆等目标位置信息需要采用室内定位技术。
在错综复杂的矿井巷道内要实现人员、车辆等目标的精确定位绝非易事。井下巷道不仅长度长，人员、车辆等目标活动范围也较为分散，且地下环境信号屏蔽物较多、电磁环境复杂多变。种种因素交织在一起，严重影响了很多室内定位技术在井下的应用效果。
受制于复杂的矿井环境，井下定位系统的搭建需要克服多种环境影响。而随着煤矿智能化建设的不断推进，煤矿对井下定位系统的要求也在不断提高。
以蓝牙、WiFi等为主的传统定位技术存在技术缺陷，普遍存在定位误差大、易受周围环境影响、适应能力弱、抗多径干扰能力差、传输距离短等问题，且无法满足最新《煤矿井下人员定位系统安全技术要求（试行）》中对目标定位系统的精度要求（*煤矿井下人员定位系统最大静态定位误差应不大于3m，煤矿井下人员精确定位系统最大静态定位误差应不大于0.3m）。
UWB超宽带定位技术，与其他无线定位技术相比，具有定位精度高、功耗低、覆盖距离远、成本适中、多径分辨能力强、穿透能力强、抗干扰能力强、隐蔽性好等优点，可以很好克服复杂巷道空间内的障碍物阻挡，无论是精度还是稳定性都非常适合在煤矿井下复杂环境中实现目标的精确实时定位，满足新要求的高标准。
性能优越的UWB定位技术，是煤矿井下人员定位系统实现“高精度”跨越升级的技术支撑，更承载着煤矿智能化建设中定位系统的未来！
立足于室内定位技术，四相科技拥有行业领先的厘米级UWB定位技术。
坚持“以人为本”的原则，四相科技通过打造井下高精度定位系统实现对井下全空间、全要素的安全管理。从人到物，该系统不仅能辅助企业获取井下人员精准定位，还能扩展应用于机电设备、有轨运输车、无轨胶轮车等井下设备，打造出一个以人员定位系统为核心的井下安全管控平台，助力煤矿企业实现安全生产。
在同等硬件开销下，四相科技充分利用UWB物理层特征，创新性地实现了多基站多跳高精度无线同步。通过高精度的无线同步，在没有增加新的硬件成本的情况下，既保证了高精度的定位效果，同时也大大降低了系统搭建维护成本以及工程实施成本。
除此之外，四相科技在硬件产品（基站、标识卡）中均采用UWB（定位）+ZigBee（通讯）进行创新融合组网（*ZigBee是一种低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术）。对于重要指令如呼叫、撤离，系统采用双通信技术下发模式，优先ZigBee下发，若ZigBee下发失败，转UWB链路下发，为井下撤离、呼叫增设双保险，在意外发生时后台能够与被困者进行通讯。
融合应用UWB和ZigBee网络，有效降低标识卡综合功耗，增加标识卡续航；
通过ZigBee进行时隙调度，大幅降低标识卡信号间的干扰，增加系统容量；
通过ZigBee下发信息和上传求救信号，丰富和扩展定位系统功能应用，满足井下定位系统建设要求中双向通讯要求；
根据应用场景动态调整和配置信道、算法和相关无线参数，保证标识卡不同场景最佳定位效果；
定位网络和数据传输网络分离，系统更具稳定性。
|来源：四相科技