張無病

摘 要：煤炭資源作為社會經(jīng)濟發(fā)展中重要的應用資源，煤炭資源的穩(wěn)定生產(chǎn)對于社會經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展影響重大。在此過程中關于煤炭資源采掘中的井下人員精準定位問題，則引起了煤礦企業(yè)管理人員及技術研究人員的重視。文章針對井下人員精準定位的應用，進行簡要的分析研究。

關鍵詞：煤炭采掘;井下人員;精準定位;技術應用

煤炭資源在采掘中通常采掘深度較深，因此井下作業(yè)人員在采煤的過程中，存在必然性的安全隱患現(xiàn)象。該類現(xiàn)象下應用精準定位技術，進行井下采掘人員的精準定位，對于采掘人員的生命安全保障，以及相關安全管理工作的實施意義重大。筆者簡要分析井下人員精準定位的應用，以盼能為相關煤炭企業(yè)發(fā)展中的井下人員精準定位技術的應用提供參考。

1 常用的煤礦井下人員精準定位技術分析

1.1 WiFi定位技術

WiFi定位技術為當前井下人員精準定位技術中的常用技術，WiFi定位技術在實際應用中，從其定位原理方面分析，其通過在井下巷道內(nèi)設置WiFi基站熱點，連接井下作業(yè)人員的WiFi個人終端，之后通過WiFi個人終端與WiFi基站網(wǎng)絡熱點的連接，通過信號處理終端，識別ID以及分析RSSI信息的方式，進行井下人員的作業(yè)位置的計算。從WiFi定位技術的硬件結構方面分析，其整體上分為三部分：信息處理中心部分，基站熱點部分，個人終端部分。其中在實際應用中WiFi定位技術的定位精度，受限于井下信號傳輸現(xiàn)狀，以及基站設置數(shù)量，信號傳輸穩(wěn)定傳輸率高時，其定位精度能夠達到3m左右，如信號干擾現(xiàn)象較為嚴重，則定位數(shù)據(jù)誤差較大甚至出現(xiàn)無法定位的現(xiàn)象。

1.2 RFID射頻定位技術

RFID射頻定位技術在井下人員精準定位中的應用較為多見，實際應用中RFID射頻定位技術在實際應用中，主要由讀寫裝置，定位裝置，中心服務器三部分構成。其運行原理為讀寫裝置在運行中發(fā)射無線電波，進行定位裝置中的身份信息識別讀取，讀取數(shù)據(jù)傳輸至中心服務器，中心服務器根據(jù)讀取數(shù)據(jù)進行人員身份信息的識別，并且獲取井下人員的作業(yè)動態(tài)，實現(xiàn)精準定位的效果。其中定位裝置為個人終端部分，讀寫裝置為中間節(jié)點部分，其通常安裝于煤礦巷道的關鍵節(jié)點部分，以此實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀寫量的最大化，以及讀寫范圍的有效覆蓋，中心服務器設置在井上。其中RFID射頻定位技術在實際應用中，由于網(wǎng)絡信號傳輸模式的差異性，其較之WiFi定位技術的精準度較高。理想狀態(tài)下RFID定位技術的定位精度，能夠達到厘米級別。但同時也因為其網(wǎng)絡傳輸方式的差異性，RFID定位技術無法進行大范圍的覆蓋，以及大面積的應用，因此如需大面積應用該技術則存在應用成本較高的現(xiàn)象。

1.3 ZigBee定位技術

ZigBee定位技術在井下人員精準定位中的應用，主要通過協(xié)調(diào)器，路由器，終端三部分構成。其在實際應用中具備低能耗，雙向無線通信，低成本的應用特點。該技術在實際應用中，通過終端目標的RSSI值計算與目標之間的距離值，之后通過最小二乘法，進行目標節(jié)點在坐標中的坐標值計算，最終得出終端的具體位置。其中分析ZigBee定位技術在硬件架構中，主要通過在井下安裝無線采集設備，人員攜帶定位裝置，安裝巷道信號傳輸裝置，連接顯示終端的方式，進行井下作業(yè)人員的作業(yè)動態(tài)監(jiān)管及定位數(shù)據(jù)獲取，另外該技術在實際應用中的定位精度在2m左右。

2 煤礦井下人員精準定位技術的設計重點事項分析

2.1 網(wǎng)絡傳輸問題

網(wǎng)絡傳輸問題為井下人員精準定位技術應用中的難點問題，其中分析在定位技術及硬件裝置的研發(fā)設計中，網(wǎng)絡傳輸問題在井下定位應用中主要體現(xiàn)為：受磁場，距離，諧波信號的影響，以及其他因素的影響，巷道內(nèi)網(wǎng)絡傳輸存在較大的限制。因此在實際發(fā)展中提升網(wǎng)絡信號傳輸質(zhì)量，對于井下人員的精準定位質(zhì)量提升意義重大。具體實施中關于井下定位中的網(wǎng)絡傳輸問題的改善，應用單位可通過提升基站熱點功率，安裝信號放大裝置，實施諧波信號屏蔽的方式，最大化的提升井下網(wǎng)絡信號的傳輸質(zhì)量，同時提升井下人員精準定位精度。

2.2 精度問題

井下人員精準定位技術的實施，定位精度問題為影響技術應用質(zhì)量，以及井下人員定位實際效果的主要因素，同時分析也為井下人員精準定位技術的設計重點。從當前各類定位技術的實際應用現(xiàn)狀方面分析，關于定位精度問題的強化，應用單位可通過兩方面進行改善，其一選擇定位精準度較高的定位技術;其二加強定位技術應用中的網(wǎng)絡信號強化，落實設施設備維護，加強設備更新方面進行發(fā)展。

2.3 終端能耗問題

從網(wǎng)絡信號傳輸效率方面分析，理論情況下基礎功率越大，信號覆蓋面積越大，傳輸距離越長。但由于井下人員精確定位技術應用環(huán)境的特殊性，終端能耗問題也為技術應用中主要存在的問題。其中分析井下人員精準定位技術應用中終端能耗問題，主要體現(xiàn)為：能源裝置及終端不宜過大，過大易對工人作業(yè)形成阻礙，并對作業(yè)人員造成了一定的負擔;不宜過小，過小則功率不足，且續(xù)航性能較弱。

3 結束語

從當前井下人員精準定位技術的應用現(xiàn)狀方面分析，為切實有效的提升相關精準定位技術的實際應用效果，加強井下定位技術設計應用中的終端能耗設計優(yōu)化，提升網(wǎng)絡穩(wěn)定性，加強定位精度優(yōu)化改善，則為井下人員精準定位技術應用中的主要發(fā)展方向。

參考文獻：

[1]李靖.精確定位技術在煤礦井下作業(yè)中的應用[J].通訊世界，2016（16）：281-282.

[2]朱光.改進RSSI加權質(zhì)心算法在井下人員定位中的應用研究[J].中國礦業(yè)，2018，27（12）：198-201.