一、背景介绍

矿山智能化建设是矿山行业实现高质量发展的必由之路，是改善矿区生产安全条件、保障人民群众生命财产安全的关键举措。“十三五”时期全国3338处矿山实现了安全监控、人员位置监测、工业视频三大系统联网，但矿山安全基础总体依然薄弱。“十四五”矿山安全生产规划提到，完善矿山安全监管监察信息化标准规范体系，强化监管监察信息化建设，实时采集矿山安全监控、人员位置、视频监控、冲击地压、水文地质、重要设备和爆破振动监测、露天矿山边坡监测、尾矿库监测等系统数据，充分应用大数据技术开展数据耦合分析，应用智能视觉分析、数据挖掘和机器学习等技术，实现对全国矿山企业的灾害风险、隐患治理、安全生产管理全面动态监管监察。以此为矿山的安全监测以及智能化提升提供了指导方向。

露天煤矿具有覆盖范围广、设备机动性强、人员活动灵活等特点，随着矿山规模和产量的不断扩大，生产设备和人员的数量也在不断增加，对设备车辆和人员进行实时定位及定位也越来越重要。

露天矿区车辆运输工作量大、道路分布复杂、车辆载重大、受气候影响严重，容易发生车辆事故。而车辆体型相对一般车辆更加庞大，一旦发生事故，后果极其严重。重型卡车右侧盲区大，特别在天气恶劣时，容易在道路分布复杂的地段发生侧翻、追尾等事故。所以，加强露天煤矿车辆的定位管理对于降低安全事故隐患、提高生产效率至关重要。

除了车辆等大型设备和人员位置监测外，露天煤矿在车辆、人员其他方面的管理手段智能化程度也比较落后，例如: 目前露天煤矿仍不能准确跟踪统计每个时段在采区作业的车辆和人数，上级监管部门不能对矿区的车辆和人数超限问题进行实时监督。露天煤矿作业车辆的交接班工作非常重要，矿上一般会为运输作业车辆制定严格的交接班制度，但由于缺少智能化的监督管理手段，顶班、替班等违规交接班情况时有发生，导致接班人员对当前运输任务和线路认识不清，形成重大安全隐患。

二、系统介绍

系统采用室外北斗RTK+室内蓝牙+UWB融合定位技术，实现矿区人员及车辆高精度定位，实时精确地定位员工位置，将人员位置信息、作业情况信息、风险分区信息等显示在矿区控制中心监控大屏。本系统基于位置服务，对生产区域进行安全管控、人员在岗监管、人员违规行为纠偏，通过精准定位给提高了人员管理的效率，发挥出数据价值。

●定位信标：部署在需要定位的室内区域内，作为定位基础设施（无需外接电源或网络）；

●北斗高精度定位卡：接收北斗卫星导航系统、定位信标信号，通过4G连接差分服务器接收差分信号，在卡片上进行位置解算，通过4G网络进行回传到服务器；

●RTK差分基站：部署在相对高的位置，接收北斗卫星信号，通过4G网络传输到差分服务器；

●定位与地图服务器：解算室内位置信息，汇总室内外位置信息数据，并且提供地图及应用服务；

●PC后台：在后台查询详细位置及信息，以及系统后台管理。

三、技术优势

●系统架构：采用负载均衡技术、缓存集群技术、分布式部署高可用架构，实现高并发、高可靠性、高安全存储的云中台服务；

●定位引擎：采用多信号最大似然估计、粒子滤波、差分去噪等算法，有效抑制了无线定位受环境干扰带来的定位波动大的难题，提升了定位精度；

●地图引擎：结合AStar等算法的地图引擎，3DMAX数据建模。地图数据轻量化，支持海量数据加载。支持2.5D、三维建模、倾斜摄影多种地图效果；

●路径约束：对人员轨迹进行算法优化，让路径流畅展示；

●发射功率、带宽控制：无线电发射设备的发射功率、占用带宽、载重频容限等并不是越大越好，目前设备的功率、带宽设计能满足业务需求，同时也符合中华人民共和国无线电管理规定和技术标准，所有设备都做了检测认证；

●灌胶工艺：蓝牙定位信标设备需要适应户外恶劣环境，采用了环氧树脂灌胶密封工艺，确保完全防水。灌胶必须平整，厚度适宜，无气泡；

●抗静电处理：定位信标设备加入了抗静电尼龙材质，能有效消除摩擦产生的静电积聚，防止静电干扰现象；

●时钟设计：通信北斗卫星导航系统授时，提供精准时钟；

●双向通信技术：终端与后台可进行双向通信，消息上报与下发，实现安全管理闭环

四、系统优势

●采用B/S体系结构，具有可靠性、稳定性、拓展性，客户端零维护。只要有网络（与服务器相通），浏览器就可以随时随地进行查询、浏览等业务处理；

●GIS的高度集成，安全管理一张图，支持多种地图效果；

●信息共享，人员、摄像头、电子询价、作业票、风险分区等信息地图化、可视化；

●按需定位，1-5米精度可选，延时不超过3s；

●轻定位系统、弱电施工量极少，施工成本低；

●系统支持国产麒麟系统，支持国产达梦数据库，满足国产化需求；

五、系统功能