智慧礦山高精定位怎么實(shí)現(xiàn)?(智慧礦山示范礦井)

怎么實(shí)現(xiàn)| 2023-03-05 zhks

在智慧礦山的建設(shè)中,無論是建設(shè)階段還是運(yùn)營階段,智慧礦山的建設(shè)都是需要大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行支撐的。由于礦山開采時(shí)間較長,在開采的過程中會(huì)出現(xiàn)各種情況,如井口不能準(zhǔn)確定位、出礦時(shí)間無法準(zhǔn)確預(yù)估等,因此需要借助高精度定位來幫助管理人員快速找到礦區(qū)周圍的異常情況和危險(xiǎn)。如果使用傳統(tǒng)的定位方式是通過安裝在井下進(jìn)行定位管理系統(tǒng)可以很好的實(shí)現(xiàn)對井下人員的實(shí)時(shí)定位和監(jiān)控,一旦出現(xiàn)事故很容易出現(xiàn)在井下的情況下。因?yàn)榫颅h(huán)境復(fù)雜惡劣,很多時(shí)候需要進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測和定位維護(hù)以及管理人員及時(shí)對作業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行控制等工作。所以現(xiàn)在使用的定位方式已經(jīng)不能滿足于智能化了,需要用更高精精度來進(jìn)行實(shí)時(shí)定位。

1.自動(dòng)識別

通過使用手機(jī)等終端設(shè)備可以對井下人員進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,包括:定位傳感器是否安裝到位、系統(tǒng)是否開啟、有無異常、報(bào)警信號等。當(dāng)信號異常時(shí),管理人員可以通過定位終端設(shè)備對現(xiàn)場進(jìn)行處理后,快速找到人員并定位位置,為管理者提供了有力的保障。而且通過使用 GNSS系統(tǒng)還可以對人員進(jìn)行身份確認(rèn)。當(dāng)有人進(jìn)入時(shí),終端設(shè)備會(huì)自動(dòng)打開定位功能,并會(huì)顯示出人員的大概位置和相關(guān)信息等。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位功能的同時(shí)還能夠?qū)芾砣藛T提供實(shí)時(shí)語音告警通知。

2.超精度定位

超精度定位是將當(dāng)前衛(wèi)星導(dǎo)航定位的基本原理和衛(wèi)星技術(shù)相結(jié)合的一種新興應(yīng)用。超精度定位的原理是將全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)與基站或接收機(jī)的坐標(biāo)進(jìn)行疊加,得到所需數(shù)值,再通過軟件算法得到精準(zhǔn)定位結(jié)果。利用這一原理,就可以實(shí)現(xiàn)高精度定位(1米、厘米、亞米級)或者厘米級的精準(zhǔn)定位。

目前市場上使用的高精度衛(wèi)星定位產(chǎn)品只有兩種: GPS和 GLONASS。GPS定位精度最高可達(dá)5米級的定位,但價(jià)格相對較高;而高精度 GNSS定位產(chǎn)品在精度方面已經(jīng)得到了極大提升,但是成本相對較高。而采用厘米級的三維位置服務(wù)來進(jìn)行超深精定位則是不存在傳統(tǒng)模式帶來的優(yōu)勢了。由于其精確度能夠達(dá)到亞米級,因此很難實(shí)現(xiàn)高精度定位,而普通3D則可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)精度.但相對的就會(huì)比較昂貴和復(fù)雜一些了;而且需要實(shí)時(shí)測量系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)來反饋給系統(tǒng)進(jìn)行更新優(yōu)化工作。所以基于低精度、快速的這一點(diǎn)是無法滿足智慧礦山高精度定位項(xiàng)目建設(shè)中快速、準(zhǔn)確到達(dá)現(xiàn)場的需求的。

另外超準(zhǔn)確性還有很多缺陷,比如:對于低分辨率傳感器來說它只能做到米級定位效果并不能精確測量物體所處的位置;高精度定位需要部署一定面積的區(qū)域來完成精確的定位目標(biāo);還有是由于數(shù)據(jù)需要不斷積累導(dǎo)致無法完成更新和優(yōu)化計(jì)算模型等不利于實(shí)際應(yīng)用使用情況。

所以在實(shí)際項(xiàng)目中應(yīng)用這一特點(diǎn)也決定了能夠真正發(fā)揮出來作用或者說能解決相應(yīng)問題還是比較困難.如在礦山上沒有使用高精定位手段往往導(dǎo)致管理人員無法精準(zhǔn)判斷問題區(qū)域、或者無法快速到達(dá)現(xiàn)場進(jìn)行操作以及控制安全隱患等情況出現(xiàn)時(shí)容易發(fā)生事故等。而這正是我們急需解決的問題之一。因此在礦山高精定位系統(tǒng)中會(huì)有一個(gè)數(shù)據(jù)采集端節(jié)點(diǎn)提供給系統(tǒng)管理平臺(tái)進(jìn)行記錄和展示該位置數(shù)據(jù),能夠?qū)崟r(shí)獲取數(shù)據(jù)并更新到平臺(tái),讓系統(tǒng)可以更加準(zhǔn)確地判斷當(dāng)前環(huán)境狀況并進(jìn)行決策!從而達(dá)到提高礦產(chǎn)資源利用效率和控制危險(xiǎn)發(fā)生過程中安全情況以及減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的目的~

3.防碰撞功能

在礦山井下人員眾多,且位置分散。如果發(fā)生碰撞,會(huì)導(dǎo)致大量的能量消耗,給安全生產(chǎn)帶來極大威脅。同時(shí)易引發(fā)群死群傷事故的發(fā)生。因此,有防碰撞功能很重要。高精度定位系統(tǒng)將井下人員的定位數(shù)據(jù)上傳至系統(tǒng)中進(jìn)行分析,根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)、歷史數(shù)據(jù)以及當(dāng)前位置、速度等進(jìn)行分析判斷,如判斷危險(xiǎn)區(qū)域或緊急情況等,為現(xiàn)場人員提供有效幫助。

4.智能控制

定位設(shè)備支持設(shè)置狀態(tài),可根據(jù)設(shè)定狀態(tài)對定位進(jìn)行開關(guān)操作,也可以根據(jù)需要改變定位方式??梢栽O(shè)定車輛到哪或走哪條路線,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)航。同時(shí)可設(shè)定傳感器觸發(fā)條件,通過數(shù)據(jù)分析可以實(shí)現(xiàn)對異常狀況的報(bào)警控制、自動(dòng)回電控制車輛開到指定位置并回放歷史數(shù)據(jù)等功能。

5.異常報(bào)警

當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí),系統(tǒng)可以通過報(bào)警按鈕來報(bào)警。報(bào)警按鈕可以設(shè)置多個(gè),方便現(xiàn)場工作人員能夠快速定位現(xiàn)場情況,及時(shí)采取應(yīng)急措施。并且報(bào)警按鈕還可以通過地圖展示等方式顯示出具體位置情況,方便指揮人員根據(jù)情況進(jìn)行合理處置。比如車輛在哪個(gè)位置、人員進(jìn)入哪個(gè)區(qū)域,發(fā)生了什么事故和隱患等都能清晰呈現(xiàn)出來。避免了事后處理上的一些繁瑣和麻煩。

6.防碰撞預(yù)警

隨著礦山的不斷開采,對于安全生產(chǎn)的要求越來越高,智能化也將是未來的發(fā)展趨勢。智能化礦山系統(tǒng)可以讓系統(tǒng)更好的為礦山提供服務(wù),減少安全事故的發(fā)生。通過高精度定位系統(tǒng)可以快速精確定位在井下所有可移動(dòng)物體,并可以對其進(jìn)行定位跟蹤,一旦系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)與測量到的位置不一致,系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出報(bào)警或者其他報(bào)警信號給相關(guān)管理人員。比如當(dāng)人員在井下發(fā)生事故或設(shè)備被損壞時(shí)就會(huì)發(fā)出警報(bào)信號給管理人員和相關(guān)人員迅速趕往事故地點(diǎn),并且及時(shí)修復(fù)或者報(bào)警。