智慧矿山高精定位原理是什么?

2022-11-19 17:42:01

智慧矿山的概念由来已久,可追溯到上世纪八十年代提出的智慧城市建设,这充分体现了人类社会对现代信息技术应用创新的渴求。智慧矿山可以将自动化巡检、智能化安全监控、智能化生产与管理等应用场景有效结合起来。同时依托先进的信息化技术,对智慧矿山建设提供数据支撑和决策支持。

而高精定位作为智慧矿山建设必须要使用的技术之一,可以有效解决多个行业实际场景下实现高精度定位需求带来的问题:矿井采掘工作面人员不可控(主要是井下人员无法正常入井),人员和车辆无法快速准确定位;采掘工作面井下人员定位存在时效性不强(尤其是矿井在掘进过程中),因此矿井内各种安全监测系统无法实现对采掘工作面人员位置的精确定位和管理。目前矿井采掘工作面无人值守以及矿井采掘工作面井下人员不可控已成为煤矿安全生产中的一大难题。

1、采掘工作面环境

采掘工作面是煤矿安全生产的重点区域,矿井的采掘工作面的安全管理非常重要,尤其是井下作业的人员。根据煤矿安全管理要求,矿井采掘设备及巷道周围的安全都必须处于安全状态。然而在实际的生产中矿难的发生往往是在井下作业中突然发生的。从正常情况来看正常情况下井下作业人员是无法正常通过井口和巷道进入井内(特殊情况下只能通过安全通道进入井口)。因此采掘工作面环境的安全性非常重要,在实际控制采掘工作面情况时要注意安全隐患问题,而矿井内各种自动监测系统是无法对地面设备状态实时监控的。因此需要结合矿井采掘面现场环境分析出采掘工作面环境安全隐患情况(由于采掘面中会出现地表塌陷、断层破碎、煤帮塌落等情况)并给出合理解决方案。

2、人员的安全

矿井采掘工作面是人员不可控的地方,安全监控系统难以及时掌握矿工的安全状态。在人员进入矿井前,系统都会对采掘工作面的人员数量进行一定的监控;当采掘工作面内的工人发生意外进入矿井时,系统会自动上报。如果遇到紧急情况,也会通过井口应急广播系统发送求救信息到地面部门处理。但目前大多数煤矿设备无法支持井下作业人员入井,在矿井中人员不能正常入井并不是一个安全问题。而智能装备往往具有主动防护功能,当人员接近其正常行走区域时(通常距离可达30米),自动报警通知安全员及时到达现场并撤离井下。这种方式能最大限度避免矿山井下人员对设备误操作而造成伤害。

3、车辆的精准定位

车辆的精准定位是智慧矿山建设中应用的一个重点领域。系统将定位基站和被测车辆的天线之间通过 RTK协议进行信号连接、发射信号来获得车辆实时的位置信息。同时系统还会结合车辆的位置信息对车辆进行精准定位跟踪。当车辆处于运行状态时,就可以利用传感器的无线信号来识别和定位车辆所在的位置;当车辆处于静止状态时,则可以利用基站的天线接收当前被测车辆信号接收端发出的信号来实现定位。

4、数据获取和处理

定位设备将采集到的传感器数据经过处理后,通过网络传输至各传感器平台并由各个节点进行相应处理。当出现异常时,平台会发出报警信息给相关管理人员,通过视频监控、数据通讯、手机短信等方式告知相关责任人进行处理,以保证人员的安全。在采集信号过程中将每一条信号进行数据的分析和处理。目前高精度定位系统已经能够为井下任何位置的作业人员提供精确的位置信息和服务,如:安全监测系统实时追踪采掘工作面情况,井下机器人作业实时状态检测、远程视频监控等。随着物联网和大数据技术的发展,智能巡检定位行业也将会得到更加广泛的应用。目前基于高精度定位设备已经可以在现场实现了实时查看人员位置和车辆运转状态以及辅助安全生产决策等功能,且无需人工干预都能快速准确锁定和追踪位置从而实现安全管理及应急救援等作用。