一、煤矿行业人员定位管理现状与挑战
露天煤矿作业场景复杂,矿区面积广袤,地形起伏多变,人员与设备分布极为分散。传统的定位手段在这种环境下存在明显不足,难以实现高效精准的定位。此外,露天煤矿工种繁多,包括采煤司机、卡车司机、巡检人员等,如何对这些人员和车辆进行全方位、实时的跟踪监管,成为保障露天煤矿安全生产的关键挑战。同时,危险区域的有效监控、重点岗位违规行为的及时预警以及事故发生后的精准追溯,都对人员定位管理系统提出了更高要求。
二、新锐科创RTK+蓝牙融合定位方案
新锐科创凭借自主研发的融合定位技术,将RTK与蓝牙技术有机结合,同时融入物联网、云计算、人工智能、大数据等前沿技术,打造出适用于煤矿行业的高精度人员定位管理系统。该系统通过在煤矿合理部署硬件定位设备与软件系统,实现对人员位置信息的精准采集、快速传输与高效处理。
新锐科创RTK+蓝牙融合定位系统拓扑图:
三、新锐科创RTK+蓝牙融合定位系统组成
1、硬件设备
定位终端
为煤矿工作人员配备定制化的定位终端,该终端集成了RTK模块、蓝牙模块、4G通信模块、SOS一键报警按钮以及高容量电池。定位终端采用坚固耐用的外壳设计,具备防水、防尘、防爆功能,能够适应煤矿恶劣的工作环境。
蓝牙信标
在室内区域按一定间距部署蓝牙信标,蓝牙信标采用低功耗设计,电池续航时间可达数年。信标通过壁挂等方式安装在墙壁或地面上,确保信号能够均匀覆盖周围区域。蓝牙信标周期性地发送蓝牙广播信号,为定位终端提供位置参考信息。
RTK差分基站
在煤矿合适位置(如地势较高、视野开阔处)安装RTK差分基站,基站接收卫星信号并计算出差分信息,然后通过4G网络将差分信息传输至差分服务器。定位终端通过4G网络从差分服务器获取最新的差分信息,以实现高精度定位。
服务器
系统服务器负责接收、存储和处理定位终端上传的位置信息、设备状态信息以及报警信息等。服务器采用高性能硬件配置,具备强大的数据处理能力和存储能力,能够满足煤矿大规模人员定位管理的需求。同时,服务器部署在井上安全区域,确保系统的稳定性和数据的安全性。
2、软件系统
定位管理平台
基于Web端和移动端的定位管理平台,为煤矿管理人员提供直观、便捷的操作界面。管理人员可以通过平台实时查看井下井上人员的位置分布、行动轨迹、工作状态等信息。平台支持2D/3D电子地图展示,能够以立体可视化的形式呈现煤矿的巷道布局、设备分布以及人员位置,使管理人员能够更清晰地了解现场情况。同时,平台还具备数据统计分析、报表生成、预警管理等功能,为管理人员提供决策支持。
智能预警系统
内置多种智能预警算法,对人员的异常行为进行实时监测和预警。例如,当人员进入危险区域(如瓦斯超限区域、采空区等)、长时间滞留、静止不动(可能是受伤或突发疾病)、超员或缺员等情况发生时,系统立即向相关管理人员发送预警,提醒及时采取措施,避免安全事故的发生。
四、系统功能
实时定位追踪
在煤矿的2D/3D电子地图上,实时、精准地展示每一位工作人员的位置信息。可按照不同区域,如采煤区、掘进区、运输巷道、地面作业区等,分区域显示人员分布情况,方便管理人员一目了然地掌握人员动态。无论是日常生产调度,还是在紧急情况下,都能快速定位到人员所在位置,为人员调配和应急救援提供准确依据。
历史轨迹查询
系统自动记录人员在一定时间内的行动轨迹,管理人员可以根据需要,按照人员ID、时间段、区域等条件进行查询。通过查看历史轨迹,能够分析人员的工作路径是否合理,是否按照规定的巡检路线进行巡检,以及在事故发生前人员的活动情况,为事故原因分析和责任追溯提供重要线索。
电子围栏与危险区域管控
根据煤矿不同区域的安全风险等级,在定位管理平台上自定义设置电子围栏范围。对于瓦斯超限区域、采空区、火区等危险区域,设置严格的进入权限管理规则,当人员未经授权进入危险区域时,系统立即发出警报,通知管理人员和相关人员,提醒管理人员及时处理,有效降低安全事故发生的可能性。
智能预警机制
实时监测人员的工作状态,对超员、缺员、脱岗、串岗等异常行为进行精准识别和预警。当人员遇到危险,如发生瓦斯突出、透水等紧急情况时,可通过定位终端上的SOS按键一键报警。系统接收到报警信号后,迅速启动应急救援流程,通知相关负责人、救援队伍以及周边人员,并在定位管理平台上显示报警人员的位置信息,为救援工作争取宝贵时间。
视频监控联动
在实时跟踪和历史轨迹查询过程中,系统能够与煤矿现有的视频监控系统实现无缝对接。当需要查看人员所处位置的现场情况时,定位管理平台自动联动附近的摄像头,调取实时视频画面,为管理人员提供直观的现场信息,帮助其做出准确决策。
数据统计分析
系统提供全面的数据统计分析功能,以表格、图表等形式展示各区域人员分布、工作时长、预警信息等关键数据。通过对这些数据的深入分析,煤矿企业能够了解人员的工作效率、各区域的安全生产状况,为优化生产流程、合理安排人力资源、制定安全管理策略提供数据支持。例如,通过分析各区域人员的工作时长数据,发现某掘进区域人员工作强度过大,企业可以据此调整工作计划,合理分配人力资源,提高生产效率,同时保障员工的身体健康。
应急演练与救援支持
在应急演练过程中,系统可在电子地图上标注应急集合点,实时统计参与演练人员的到位情况,评估演练效果,为完善应急预案提供数据参考。在实际发生事故时,系统能够快速提供矿区工作人员的位置信息、数量以及分布情况,帮助救援人员制定科学合理的救援方案。
五、系统优势
高精度定位
融合RTK和蓝牙技术,实现了亚米级高精度定位,能够精准掌握人员在煤矿全域范围内的位置信息,满足了煤矿对人员定位精细化管理的需求,无论是在日常生产调度还是应急救援中,都能提供准确的位置依据。
强抗干扰能力
煤矿环境复杂,存在大量电磁干扰源。蓝牙技术通过跳频技术,在多个信道之间快速切换,有效避免与其他无线信号产生冲突;RTK技术通过差分算法,降低了卫星信号干扰的影响。二者结合,使得定位系统在复杂的电磁环境中依然能够稳定运行,确保定位数据的准确性和可靠性。
低功耗与长续航
定位终端和蓝牙信标均采用低功耗设计,定位终端的电池续航时间可达10-20天;蓝牙信标电池续航时间可达数年,减少了频繁更换电池的麻烦,降低了维护成本,同时也确保了系统的长期稳定运行。
灵活扩展性
系统具备良好的扩展性,可根据煤矿的规模扩大、业务发展以及新的管理需求,灵活增加定位终端、蓝牙信标、RTK差分基站等设备数量,轻松实现系统功能的升级和覆盖范围的扩展。同时,系统预留了丰富的标准化接口,能够与煤矿现有的安全监控系统、生产管理系统、调度指挥系统等进行无缝对接,实现数据共享和业务协同,为煤矿企业的数字化转型提供有力支持。
快速部署与便捷维护
系统采用无线部署方式,无需大规模布线施工,大大缩短了部署周期,降低了施工成本。同时,系统设备安装简单,易于维护,通过远程监控和管理功能,能够实时监测设备状态,及时发现并解决设备故障,确保系统的正常运行,减少因设备故障导致的定位中断情况。
六、总结与展望
新锐科创RTK+蓝牙融合定位方案为煤矿行业人员定位管理提供了一套先进、可靠、高效的解决方案。通过高精度定位、智能预警、视频监控联动等功能,有效解决了煤矿人员位置管控难、危险区域监控难、重点岗位违规行为监管难以及历史事件追溯难等问题,提升了煤矿企业的安全生产管理水平和应急处置能力。随着技术的不断发展和创新,未来,新锐科创将持续优化人员定位管理系统,进一步提高定位精度、拓展系统功能,为煤矿行业的智能化发展贡献更多力量,助力煤矿企业实现安全、高效、可持续发展。