智慧礦山，是一種對礦區(qū)的生產(chǎn)、管理與生活等各方面進(jìn)行數(shù)字化的管理系統(tǒng)。通過應(yīng)用傳感器、 RFID等信息識別技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)礦區(qū)生產(chǎn)環(huán)境中各區(qū)域、各環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)管理與控制，提升礦區(qū)生產(chǎn)管理信息化水平、提高生產(chǎn)效率、減少事故損失?，F(xiàn)在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，煤炭產(chǎn)業(yè)已成為國民經(jīng)濟(jì)中最重要的組成部分之一。在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)后不久，煤炭產(chǎn)業(yè)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，新一輪科技革命浪潮正悄然興起。礦山作為重要資源保障和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目之一，作為我國重要的能源和原材料基地之一，在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展過程中起著至關(guān)重要的作用。智慧礦山正是以數(shù)字化為特征，以信息化為手段，在無人值守條件下實(shí)現(xiàn)人員定位、安全監(jiān)控、生產(chǎn)調(diào)度、應(yīng)急救援等智能化功能和管理決策。
一、智慧礦山中 uwb精準(zhǔn)人員定位原理
uwb精準(zhǔn)人員定位系統(tǒng)通過對現(xiàn)場三維視頻和數(shù)據(jù)的采集，將每個(gè)采區(qū)（含硐室）的采掘工作面、采空區(qū)、放頂煤、頂板、巷道、風(fēng)門等區(qū)域內(nèi)的作業(yè)人員進(jìn)行實(shí)時(shí)位置數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)顯示各工作面作業(yè)人員的活動軌跡和位置變化情況，并可根據(jù)異常情況實(shí)時(shí)報(bào)警。根據(jù)井下現(xiàn)場人員行動軌跡與可視化數(shù)據(jù)顯示，對每一個(gè)具體場景、每個(gè)作業(yè)點(diǎn)進(jìn)行可視化顯示，包括現(xiàn)場的人員數(shù)量、人數(shù)、位置、現(xiàn)場具體情況等信息展示與交互功能；人員位置信息統(tǒng)計(jì)分析工作包括人員軌跡分布記錄、人員信息分析等等。為人員軌跡自動跟蹤分析與預(yù)警提供了重要依據(jù)?；诳臻g坐標(biāo)的人員定位技術(shù)(OWM)技術(shù)和地理信息技術(shù)構(gòu)成地理信息系統(tǒng)中重要的技術(shù)之一。高精度人員定位系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)人員精確定位與管理，實(shí)現(xiàn)對煤礦現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測和監(jiān)控控制。
在人員定位方面具有以下特點(diǎn)：
•高精度：定位精度高；
•動態(tài)實(shí)時(shí)定位；
•現(xiàn)場可視化統(tǒng)計(jì)顯示實(shí)時(shí)工作情況以及人員位置信息；實(shí)時(shí)查看作業(yè)人員位置；實(shí)時(shí)歷史位置數(shù)據(jù)一目了然；自動定位導(dǎo)航、自動報(bào)警；實(shí)時(shí)操作和故障診斷；人員狀態(tài)顯示、視頻展示等功能；具有實(shí)時(shí)報(bào)警功能；可實(shí)時(shí)查詢采區(qū)工作面人員位置狀態(tài)；自動調(diào)度功能（遠(yuǎn)程指揮);狀態(tài)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示；安全操作提醒管理功能；當(dāng)發(fā)生意外時(shí)人員救援功能等。
二、基于 RFID等信息識別技術(shù)人員定位技術(shù)
UWB無線射頻定位技術(shù)是通過接收射頻信號來實(shí)現(xiàn)定位功能的技術(shù)，其本質(zhì)是一種利用無線電信號來定位目標(biāo)或?qū)ο蟮募夹g(shù)。其優(yōu)點(diǎn)是不需要存儲信息，而且定位信號是有衰減的，其缺點(diǎn)是無法通過無線電信號來辨別出被測物體。同時(shí)由于物體在運(yùn)動時(shí)，物體與無線電波之間存在時(shí)間差，這種時(shí)間差會導(dǎo)致物體在接收到反射信號時(shí)時(shí)間延遲，導(dǎo)致接收信號強(qiáng)度發(fā)生變化。所以 RFID系統(tǒng)使用距離長，精度低，且對周邊環(huán)境也不適應(yīng)，如存在電磁波干擾、電磁干擾和其他惡劣條件而影響識別精度。因此，對移動目標(biāo)進(jìn)行自動跟蹤定位已經(jīng)成為目前 RFID系統(tǒng)的主要技術(shù)方法之一。另外 RFID還有其它的定位技術(shù)：磁力計(jì)、物體追蹤等。
三、總結(jié)
通過智能識別技術(shù)，可對礦區(qū)各區(qū)域人員進(jìn)行精準(zhǔn)定位，管理人員能夠隨時(shí)查看到各區(qū)域和人員的狀態(tài)信息，并可對各區(qū)域人員實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，可以對特殊人員進(jìn)行跟蹤和監(jiān)控。并且對整個(gè)煤礦生產(chǎn)情況進(jìn)行全面分析對比，掌握人員狀態(tài)，做到更加準(zhǔn)確及時(shí)地處理突發(fā)事件。同時(shí)可提供相應(yīng)的安全預(yù)警，有效降低事故發(fā)生概率，保證安全生產(chǎn)。最后總結(jié)一下：實(shí)現(xiàn)安全智能調(diào)度、應(yīng)急救援、遠(yuǎn)程監(jiān)控，提高人員定位成功率，實(shí)時(shí)監(jiān)控工作狀態(tài)，提高礦山整體安全管理水平。有效減少人員傷亡事故和安全事故。
目前主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面:
1.人員定位：在煤礦生產(chǎn)作業(yè)過程中，需要實(shí)時(shí)了解井下作業(yè)人員的位置或狀態(tài)，同時(shí)監(jiān)測周圍狀況是否有危險(xiǎn)發(fā)生;
2.安全監(jiān)控：對安全隱患進(jìn)行檢測、預(yù)警，及時(shí)采取有效措施；及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故隱患并進(jìn)行處理；并掌握礦井下被困人員所在位置等信息。通過這些方面實(shí)現(xiàn)對人員實(shí)時(shí)管理與監(jiān)控作用：及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患并進(jìn)行處置；及時(shí)通知相關(guān)部門；及時(shí)提醒工人調(diào)整作業(yè)方式；防止事故意外發(fā)生；預(yù)防和控制事故的發(fā)生；減少事故對周圍設(shè)備影響；減少因人員撤離造成的損失；并可以提前進(jìn)行預(yù)警；采取有效措施消除安全隱患等；及時(shí)采取有效的措施避免事故重復(fù)發(fā)生；減少被困人員數(shù)量進(jìn)而避免人員傷亡情況發(fā)生等。同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)信息化管理及調(diào)度功能等。
3.應(yīng)急救援：人員定位預(yù)警與聯(lián)動救援功能。當(dāng)緊急事件發(fā)生時(shí)可以快速地在最短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)有效營救并保護(hù)現(xiàn)場人員安全及降低人員傷亡率；在突發(fā)事件發(fā)生后可通過短信或電話通知相關(guān)部門趕到現(xiàn)場實(shí)施救援，大大提高了救援速度和效率！同時(shí)，定位技術(shù)也有利于對災(zāi)害事故做出及時(shí)判斷以及采取相應(yīng)的處理措施和預(yù)防措施等方面的作用！可以根據(jù)現(xiàn)場情況為礦山安全管理提供有效幫助。有效保障礦區(qū)生產(chǎn)人員及礦區(qū)安全生產(chǎn)環(huán)境保護(hù)和生產(chǎn)安全管理等方面具有重要意義。