（山西煤炭運銷集團新工煤業(yè)有限公司 山西 033000）

社會的不斷進步使得人們對生活水平的要求越來越高，人們已經(jīng)基本滿足了自己的衣食需求，所以對生活的安全性的要求也提高了，但是礦區(qū)工人的工作環(huán)境并不安全，他們希望能夠通過智慧礦山物聯(lián)網(wǎng)技術提高自己工作的安全性，讓工作變得更加智能化、科學化。礦山資源在我國占有重要的地位，但是現(xiàn)如今的礦區(qū)安全技術比較差，安全事故經(jīng)常發(fā)生，礦山井下定位技術是智慧礦山物聯(lián)網(wǎng)技術中的一個重要組成部分，這樣就可以減少安全事故的發(fā)生。

1.智慧礦山研究現(xiàn)狀

根據(jù)我國煤礦的現(xiàn)狀來看，在以前，經(jīng)常發(fā)生比較嚴重的事故，造成了大量的人員傷亡。后來，礦山事故逐漸減少，特別是2011年以來，很少發(fā)生重大的事故，這與物聯(lián)網(wǎng)技術的應用脫不開關系。隨著信息化時代的到來，礦山的管理以及生產等正在趨于智能化、信息化以及專業(yè)化。如今，大多企業(yè)主要對礦山系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集，也就是對礦山周邊的數(shù)據(jù)進行采集與整理，對環(huán)境和機器的運行提供一個精準的數(shù)據(jù)。其次，還會對設備運行的轉臺等進行實時監(jiān)測以及對人員進行安全檢測。最后，還會對一些關鍵的步驟進行輔助，比如，會對關鍵的信息進行提前的預警以及建立相關的救援措施，從而保證工作人員的安全。智慧礦山主要是基于物聯(lián)網(wǎng)技術的支撐，能夠實現(xiàn)對信息的精準采集?？傊?，智慧礦山的構建可以提升煤礦的生產和管理水平，使得礦山的采集效率提升，還可以對礦山中的隱患進行排除，從而保證工作人員的安全，為相關的企業(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益。

2.礦山井下定位研究現(xiàn)狀

(1)無線射頻識別技術

這種技術主要是基于識別芯片的非接觸式自動識別技術，可以直接的通過無線電信號對數(shù)據(jù)進行識別以及讀寫，不需要人員進行接觸。在2012年，由Rabaey等人提出魯棒定位算法，并引入置信度等來提高定位的精確性，之后，由王亞琴等人根據(jù)RFID技術作為核心，結合了物聯(lián)網(wǎng)技術與井下人員監(jiān)測定位系統(tǒng)。該技術經(jīng)過多年的發(fā)展，成功實現(xiàn)了對工作人員進行定位、監(jiān)測和預警。在智慧礦山中，下井的工作人員必須佩戴相應的遠距離作業(yè)卡，該卡每隔一段時間就會向中心發(fā)送佩戴人員的位置信息等，使得井下工作人員的地理位置被隨時監(jiān)測，從而保證工作人員的安全。雖然無線射頻識別技術的成本比較低，但是它所受的限制也比較大，比如說環(huán)境對其的影響較大，并且定位的精度相對來說比較低。

(2)指示定位技術

該種技術主要是通過接收機測量信號平均強度，然后計算信號點與接收點的距離。該技術主要是根據(jù)接受信號的強度來指示定位技術，它已經(jīng)被廣泛的應用于井下工作人員的定位中。該定位技術與無線射頻識別技術相比更加的精確，但是它同樣容易受到環(huán)境的影響，使得數(shù)據(jù)產生較大的波動。該技術也經(jīng)歷了多年的發(fā)展，從2012年由Leu J等人根據(jù)RSSI指紋和足跡提出的定位算法起，到如今的根據(jù)高斯濾波的分段求解路徑損耗因子和環(huán)境參量因子的RSSI巷道定位算法，使得定位更加的準確。該技術在應用時需要根據(jù)井下的具體情況來制定使用方案，需要對井下的具體情況進行，了解井下地理位置接受信號的強度，從而使得該技術能夠發(fā)揮出最大的作用。

(3)到達時間差定位技術

礦山產業(yè)是一種較為特殊的產業(yè)，其井下充滿了復雜性，所以保證井下工作人員的安全是首要的重點。為了確保對井下的情況進行實時掌握，必須對井下進行精確的定位，從而保證工人的安全。而到達時間差定位技術主要是指在各個接收站搜集信號點發(fā)出的信號，從而對時間到達進行數(shù)據(jù)搜集，最后再匯總到定位處理中心，中心再對信號點的位置進行計算，也就是說利用信號點發(fā)送的信號到不同接受點的時間差的方法來對信號進行測距和定位。將這種技術應用于井下定位，可以很好控制井下的突發(fā)狀況，在井下工作的過程中，能夠及時的發(fā)出指令，從而方便安全作業(yè)。在危機發(fā)生之前，可以有效的組織人員進行撤離，從而最大程度的保證井下人員的生命安全。

(4)TD-SCDMA系統(tǒng)定位技術

該技術主要是在原有的基礎上，利用信號點的時間提前量TA來測量信號點與基站之間的距離。這種定位的方法主要是利用現(xiàn)有的參數(shù)，計算信號點與接受點之間的距離，在將最終的數(shù)據(jù)匯總到檢測中心，然后再通過算法得出最終端的確切位置。這種技術的成本相對來說比較低，并且精確度與上文幾種相比較高。如今，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展較為迅速，使得現(xiàn)代傳感器得到了很大的進步。隨著傳感網(wǎng)絡在礦山中的應用，相關領域的專家將其應用于礦山工作人員定位中。這種技術可以解決無線信號沖突的問題，利用信號偵測器等實現(xiàn)對工作人員的精準定位。這幾種定位方式都對基站接受及發(fā)送信號的能力有著很高的要求，而且井下的環(huán)境較為復雜，溫度和濕度都會對這幾種定位方式產生一定的影響，使得信號無法被接受，從而無法定位工作人員的具體位置。但是，通過一些人的努力，逐漸構建了預測井下人員模型的方法，可以很大程度的保證井下工作時的安全。

3.智慧礦山建設的展望

(1)在規(guī)劃和設計統(tǒng)一的基礎上逐步實驗

我國礦山的類型較多，不同的類型存在著自身的特點，所以需要根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術來對礦山進行智能管理，根據(jù)礦山類型的不同，比如規(guī)模差異、開采方式等來進行調整。另外，企業(yè)的領導人應該對物聯(lián)網(wǎng)技術的應用重視起來，并且在企業(yè)內展開培訓，提升企業(yè)全體員工的思想水平。對于系統(tǒng)中的子系統(tǒng)接入，企業(yè)可以采用承包的方式，從而將各個子系統(tǒng)中的問題交給承包商來解決。智慧礦山是一個比較系統(tǒng)的工程，所以應該在規(guī)劃和設計統(tǒng)一的基礎上進行逐步實驗，從而保證礦山內工作人員的安全。

(2)重視建設的同時重視應用

物聯(lián)網(wǎng)是一種非常先進的技術，與當前時代發(fā)展的潮流相吻合，將其應用于礦山中可以有效的減少礦山的建設成本。物聯(lián)網(wǎng)的重點在于應用，在建設智慧礦山的過程中，不能只重視建設物聯(lián)網(wǎng)，更應該將其靈活的應用于礦山中。目前很多礦山在建成物聯(lián)網(wǎng)之后，并沒有發(fā)揮出物聯(lián)網(wǎng)的真正作用。當物聯(lián)網(wǎng)被有效應用之后，將會實現(xiàn)礦山的智能化管理，從而實現(xiàn)綠色、高效的開采，通過物聯(lián)網(wǎng)，可以對礦山的動態(tài)實施實時監(jiān)控，從而保證礦山經(jīng)濟的可持續(xù)增長。

(3)應對標準建設引起重視

為了對智慧礦山建設的成本進行有效的控制，相關領導人必須對標準建設引起重視。首先應該實行統(tǒng)一的標準，保證礦山建設的規(guī)范性。另外作為一個開放性的物聯(lián)網(wǎng)應用平臺，應該給如今的“智慧礦山”系統(tǒng)構建一個統(tǒng)一的接入端口，從而方便用戶對現(xiàn)有平臺進行增加、刪除、接入等。還需要對如今的“智慧礦山”的關鍵技術、平臺等創(chuàng)建一個統(tǒng)一的標準，從而打通產業(yè)鏈的上下游。標準建設對于礦山物聯(lián)網(wǎng)來說是非常重要的一點，除了可以控制成本以外，還可以優(yōu)化對礦山的控制和運行管理，節(jié)省大量的人力，從而為企業(yè)創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益。

(4)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的運行與管理

物聯(lián)網(wǎng)技術在智慧礦山中的應用，將會使礦山的運作模式發(fā)生巨大的變化，使得礦山的運作模式從組織轉向具體，并且使得礦山的傳統(tǒng)管理方式轉化為更加先進的管理方式。各個子系統(tǒng)的操作由最初不同地點的各個團隊進行實施，比如說膠帶的操作由膠帶隊進行處理，而物聯(lián)網(wǎng)的生產智能管理最終由監(jiān)控室進行統(tǒng)一的運行。而對于管理各地區(qū)團隊的職能與工作的方式，需要基于物聯(lián)網(wǎng)方式，進行綜合考慮，并且需要相關企業(yè)召開例會進行討論，從而找到最合適的方法對各地區(qū)的團隊進行管理。

4.結束語

隨著時代的發(fā)展，煤炭能源成為我國的重要能源，是我國能源的主要支柱之一。然而煤炭的開采環(huán)境卻非常的復雜，特別是在井下，存在很多的不可控制因素，極容易使得工作人員出現(xiàn)生命安全。為了貫徹安全生產的目標，物聯(lián)網(wǎng)技術的應用非常重要。物聯(lián)網(wǎng)技術被應用于礦山中，一方面使得礦山的開采趨于智能化，從而提升開采的效率；另一方面，能夠實現(xiàn)對井下生產工作人員實時定位，準確了解他們的位置信息，很大程度的保證了井下工作人員的生命安全。企業(yè)還應該提升員工的物聯(lián)網(wǎng)意識，使得物聯(lián)網(wǎng)技術可以得到有效的應用，從而提升礦山的智能管理水平，為創(chuàng)建智慧礦山打下堅實的基礎。