煤矿井下人员定位系统的现状和发展

孟兆颖

摘 要：为减少煤矿安全事故频发的情况发生以及地下人员救援难度大的问题，综合对比分析如今的煤矿井下作业人员的定位技术。对WIFI无线通信技术的人员定位系统和射频识别技术的人员定位系统进行重点分析，制定井下无线通信技术和井下作业人员定位系统的发展策略。

关键词：定位；FRID；WIFI；MESH；GIS

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.065

0 引言

近几年来，中国煤矿事故发生情况日益严峻，人人都对煤矿安全问题提出质疑。而煤矿安全事故频发的最主要原因是井下作业人员无法和井上监督管理人员进行实时的信息交流，很难即时了解井下作业人员的具体情况和人员分布，无法对井下人员的位置精确掌握。所以，要实现管理技术的与时俱进就要对管理技术积极革新，高效安全的进行抢险救灾，如此才能够快速准确的履行实时监督煤矿安全的职能。

1 基于RFID的定位系统

（1）RFID技术。从20世纪80年代开始，射频识别技术（RFID）就成为了当时最为有效的信息识别技术。利用各类科技设备实现了人们识别以及交换信息的最初想法，此类技术不同于早期的接触式识别技术，接触式识别技术需要进行接触才能够进行识别认证，而利用射频技术来完成双向通信的过程。实现双向通信的射频识别技术有以下特点：

1）识别距离长，操作便捷，对移动目标也能进行快速识别；2）使用寿命长，因为没有进行接触操作，所以避免了机械接触带来的各种损伤；3）射频识别卡具有良好的防尘、防水、防磁、防污损、防静电性能，全依赖于射频识别卡良好的密封性能，适用于各种恶劣环境条件下进作业；4）制造商在出厂前卡内编号固化，所以卡内序列号是唯一的，安全性高。而且还有自己的一套周密保密通信协议，对数据的传输渠道进行加密；5）能够快速准确识别多个移动目标。

（2）系统功能。射频识别系统的构成主要是读卡器系统以及射频识别卡，这是射频技术的标配。技术原理是在井下安置多个读卡器系统来识别井下作业人员携带的具有唯一识别码的识别卡并对信息进行处理传送。

2 基于WIFI的定位系统

（1）WIFI技术。Wireless Fidelity是WIFI定位系统的全称，信息运输速度快是WIFI技术相比于同期技术最大的亮点，其信息传输速度最高可达55Mps，而且能够和多种设备进行兼容，具有很长的传输有效信息距离等，主要表现在几个方面：

1）WIFI定位系统的无线电波覆盖半径达100m相比于蓝牙技术的电波覆盖面积有很大的提升空间；2）即使在嘈杂的环境中，WIFI手机的无线信号也有非常高的质量，并且有很强的过滤功能；3）WIFI技术很适合个人的信息化交流，因為其传输速率很快，最高能达到12Mbps；4）在网络上的应用让其使用效率更高，WIFI手机的数据变相通信通过TCP/IP等协议。

（2）系统功能。通过在井下建造多个基站，实现井下以太网的覆盖，能够让WIFI无线通讯系统或者固定电话等设备分布在井下每个地方，通信效率大大提高，完成井上与井上、井下与井下、井下与井上的信息双向交换，在管理调整生产方面以及经济救援和安全把控方面提供强大保障。

3 GIS结合的定位系统

（1）GIS技术。一种依靠计算机实现定位的工具，它叫作地理信息定位系统（GIS），能够对地球上正在发生的或已经发生的以及地表存在的事物进行分析和构图，运用GIS技术生成一种独特的平面效果，此系统结合地理分析功能和数据库操作等技术，实现对广大的公众或个别单位进行结果预测、战略规划、事件解释等具体的使用价值。

（2）系统功能。井下情况可以利用GIS技术实时把控监督，地理信息一目了然。其主要作用就是对井下某一地点有多少人，都有谁，在某一时间每个人都在哪个地点活动等信息进行采集整理，寻找多个或一个井下作业人员的具体方位，让管理中心能够更加快速准确地联系每一个井下人员；寻找相关作业人员在某一地点的具体时间和总工作时间等一连串的准确信息，只有做到这样，才能够真正落实井下人员的安全保障工作。比如像温度检测工作者、通风检测工作者、瓦斯检测工作者等能否实时的到达指定地点进行相关数据的检测、上传、处理，从源头上解决因为人为因素可能发生的安全隐患；同时该信息还可实时分享给不同地方的多个领导监督查看。

4 煤矿井下人员定位系统的发展

定位系统的核心技术是为井下人员提供实时通信功能，而井下的通信设备发展经历了两个阶段：有线通信和无线通信。在现代信息化技术快速发展的今天，无线通信的方式将逐渐取代有线通信方式。

无线通信方式的优点在于运用从射频识别系统到WIFI识别系统再到MESH网络定位系统为井下的作业人员提供更加可靠的定位功能。并且井下人员定位系统在今后的发展方向会越来越向精确、快速的趋势进行研究，这些技术的实现都需要通过GIS信息提供支持。

5 结束语

要想实现煤矿井下作业人员的工作安全保障，井下人员定位系统是其重要的技术后盾。本文着重分析和比较了一些煤矿井下工作人员的定位系统功能及原理后，笔者认为当今的煤矿人员定位系统的发展主流应该是以RFID技术为核心的煤矿井下人员定位系统，并且已经能够通过实验来检验理论的正确性，且达到了预期的效果。RFID井下人员定位系统能够基本实现实时掌握对煤矿井下工作人员的安全管理和信息整合，将安全隐患尽早排除，为快速指挥疏导矿井发生的突发性灾难救护工作，并为考勤提供管理功能等技术支持。所以GIS定位技术和FRID定位技术相结合为井下作业人员提供精确定位的技术支持。而如今的手机定位技术也日渐成熟，WIFI手机在井下环境能够发挥其良好的通讯效果，这让井下人员的定位更加精确，其灵敏识别的表现相比于同期产品更令人觉得可靠，使得定位系统能够更好的服务于煤矿的安全生产。

参考文献：

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