智慧礦山是指在礦井范圍內(nèi)實現(xiàn)安全監(jiān)測、自動化控制、數(shù)據(jù)分析、安全預(yù)警和安全應(yīng)急、信息交流和通信等功能的現(xiàn)代化生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)。智慧礦山就是實現(xiàn)礦井生產(chǎn)智能化管理和安全監(jiān)測信息化監(jiān)管的重大舉措。基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)研發(fā)出了智慧礦山整體解決方案，可實現(xiàn)從人與機器間的精準定位，到地面與井下作業(yè)全過程追溯體系，還可實現(xiàn)對井下作業(yè)人員的實時管控，提升礦工生產(chǎn)作業(yè)智能化水平；通過智能化應(yīng)用，提升礦井人員工作效率，降低安全事故發(fā)生率和維修成本；還可實現(xiàn)信息共享和信息分析等多方面應(yīng)用，構(gòu)建了信息智能分析與應(yīng)用系統(tǒng)。此外還可通過實時位置監(jiān)測和分析輔助決策支持。
一、智慧礦區(qū)建設(shè)的必要性
隨著煤炭行業(yè)的發(fā)展，煤炭產(chǎn)業(yè)不斷向高附加值和高技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展，為提高煤礦安全生產(chǎn)水平，提高煤礦企業(yè)經(jīng)濟效益，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，實現(xiàn)企業(yè)安全穩(wěn)定生產(chǎn)貢獻巨大。智慧礦井建設(shè)是在信息化新時代背景下對煤礦安全生產(chǎn)工作提出的要求，智慧礦區(qū)建設(shè)，既能夠提高煤礦安全生產(chǎn)管理水平，又能夠提升煤礦管理效率，降低煤礦生產(chǎn)成本，同時能夠使煤礦企業(yè)保持持續(xù)發(fā)展能力，在未來社會中能夠提供更高質(zhì)量和更有效率的能源供應(yīng)。智慧礦區(qū)建設(shè)目的，就是通過建設(shè)礦井安全生產(chǎn)管理信息平臺，實現(xiàn)對井下關(guān)鍵設(shè)備實時監(jiān)控、監(jiān)測與管理，做到對井下生產(chǎn)、安全運行等情況有一個全面、及時、準確、全面感知、及時反映，有效保障井下生產(chǎn)安全、設(shè)備安全運行，降低煤礦事故發(fā)生率。通過智慧礦區(qū)建設(shè)實現(xiàn)煤炭生產(chǎn)作業(yè)智能化運行，全面提升煤炭安全生產(chǎn)管理水平，有效防范煤礦事故發(fā)生，為煤礦企業(yè)持續(xù)發(fā)展提供保障。
智慧礦區(qū)建設(shè)具有以下優(yōu)點：利用無線射頻技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等信息通信技術(shù)開展礦井安全生產(chǎn)動態(tài)監(jiān)測、遠程監(jiān)控、實時信息發(fā)布、遠程控制等智能化應(yīng)用，大大提升了智能化應(yīng)用水平，為煤礦安全生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)；智慧礦區(qū)建設(shè)將構(gòu)建一個安全高效而又統(tǒng)一協(xié)調(diào)、資源共享、協(xié)調(diào)發(fā)展和諧有序、科學(xué)高效、靈活便捷、環(huán)保高效、持續(xù)創(chuàng)新、可持續(xù)發(fā)展、高效協(xié)同、效益顯著、安全可靠、經(jīng)濟合理、高效運行、環(huán)境友好、資源節(jié)約、符合時代要求、科技含量高、應(yīng)用范圍廣、保障服務(wù)好、具有國際競爭力；全面提升煤礦生產(chǎn)質(zhì)量與效率，保證安全與穩(wěn)定生產(chǎn)是煤炭行業(yè)發(fā)展必然趨勢！
二、 uwb室內(nèi)定位技術(shù)的優(yōu)勢
uwb室內(nèi)定位技術(shù)基于基站、射頻、無線接收機以及標簽等設(shè)備在各種環(huán)境下的工作模式，可實現(xiàn)室內(nèi)定位系統(tǒng)的高精度定位、通信及安全監(jiān)管系統(tǒng)。利用 uwb定位算法，該系統(tǒng)具有高精度、高可靠性、可擴展性等特點。高精度定位：每一個定位基站將可同時發(fā)出10到20條信號。而在傳統(tǒng)室內(nèi)定位方法中，基站發(fā)送和接收信號時同時發(fā)出兩次信號，被二次污染，而 uwb室內(nèi)定位系統(tǒng)可實現(xiàn)每個基站發(fā)送和接收10條信號，將兩次信號進行數(shù)據(jù)疊加從而得到信號強度，這意味著兩次信號傳輸時同一張數(shù)據(jù)紙就會被二次污染且其亮度也將提高許多倍?？蓴U展性：定位系統(tǒng)可以與傳感器、可編程控制器和無線傳感器等相結(jié)合，可通過擴展性將空間分析和無線傳感器信息結(jié)合起來實現(xiàn)精確定位和信息共享工作，從而提高礦井空間利用效率。
三、智慧礦山建設(shè)內(nèi)容包含哪些內(nèi)容？
1、基礎(chǔ)設(shè)施：完善礦井裝備，完成井巷智能化提升，井下安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，實現(xiàn)井下人員定位；完善井下車輛檢測及定位系統(tǒng)、通信傳輸系統(tǒng)以及井下運輸車輛的實時定位監(jiān)控；完善井下關(guān)鍵作業(yè)地點及運輸系統(tǒng)實時定位監(jiān)控與調(diào)度管理功能；完成礦井信息化系統(tǒng)與生產(chǎn)指揮調(diào)度系統(tǒng)的對接；
2、安全管理：井下地面調(diào)度指揮系統(tǒng)、井下人員定位系統(tǒng)、通信傳輸系統(tǒng)；建立井下設(shè)備運行狀態(tài)預(yù)警功能；控制系統(tǒng)中各子系統(tǒng)之間實時數(shù)據(jù)互通；遠程控制系統(tǒng)；生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)自動化。
3、安全監(jiān)測：通過智能感知設(shè)備對礦井地面情況進行實時監(jiān)控、調(diào)度指揮、數(shù)據(jù)分析與處理。
四、系統(tǒng)建設(shè)周期
傳統(tǒng)的智慧礦山，其項目建設(shè)周期為一年左右，而 uwb室內(nèi)定位系統(tǒng)建設(shè)周期為三年。另外，該系統(tǒng)需要對礦井進行全方位布設(shè)，因此其建設(shè)周期需要較長時間。據(jù)了解，目前在智能礦業(yè)市場上，基于物聯(lián)網(wǎng)/云計算技術(shù)研發(fā)出的智能化感知終端已成為新一代物聯(lián)網(wǎng)/云計算終端產(chǎn)品，在智慧礦山應(yīng)用上也得到了廣泛應(yīng)用。uwb物聯(lián)網(wǎng)精準室內(nèi)定位系統(tǒng)以智能化感知設(shè)備為載體，通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸于數(shù)據(jù)中心，再通過軟件平臺對數(shù)據(jù)進行處理分析與管理反饋，為礦上提供安全、可靠、高效、便捷的安全監(jiān)管服務(wù)，幫助企業(yè)提升安全管理水平，提高礦上生產(chǎn)效率，提升管理水平及設(shè)備運行維護水平。
五、系統(tǒng)實施方法
根據(jù)智慧礦井建設(shè)要求，本系統(tǒng)設(shè)計主要通過兩個方面來實現(xiàn)室內(nèi)定位系統(tǒng)的應(yīng)用。一方面，為解決礦井使用過程中的定位問題，保證精確定位，該系統(tǒng)需要建立一個獨立的定位網(wǎng)絡(luò)體系。另外一方面是建立一套適合于遠程管理礦山的管理模式。