留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

矿井人员位置监测技术

孙继平

孙继平. 矿井人员位置监测技术[J]. 工矿自动化,2023,49(6):41-47.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18138
引用本文: 孙继平. 矿井人员位置监测技术[J]. 工矿自动化,2023,49(6):41-47.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18138
SUN Jiping. Mine personnel position monitoring technology[J]. Journal of Mine Automation,2023,49(6):41-47.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18138
Citation: SUN Jiping. Mine personnel position monitoring technology[J]. Journal of Mine Automation,2023,49(6):41-47.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18138

矿井人员位置监测技术

doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18138
基金项目: 国家重点研发计划项目(2016YFC0801800)。
详细信息
    作者简介:

    孙继平(1958—),男,山西翼城人,教授,博士,博士研究生导师,中国矿业大学(北京)原副校长;获国家科技进步奖和技术发明奖二等奖4项(第1完成人3项);作为第1完成人获省部级科技进步特等奖和一等奖8项;作为第1完成人主持制定中华人民共和国煤炭行业、安全生产行业和能源行业标准48项;作为第1发明人获国家授权发明专利100余件;主持制定《煤矿安全规程》第十一章“监控与通信”;被SCI和EI检索的第1作者或独立完成论文100余篇;作为第1作者或独立完成著作12部;作为国务院煤矿事故调查专家组组长参加了10起煤矿特别重大事故调查工作;E-mail:sjp@cumtb.edu.cn

  • 中图分类号: TD655

Mine personnel position monitoring technology

  • 摘要: 分析了超声波、激光、视频、惯导、计步器、无线电等矿井测距和定位技术,其中,无线电测距和定位具有定位距离远、定位误差较小、不受光照影响、受粉尘影响小、便于身份识别、系统成本较低等优点,宜用于矿井人员定位和矿井人员精确定位。分析了UWB,ZigBee,RFID,5G,WiFi6等无线电测距和定位技术:矿用UWB具有定位距离较远、定位误差最小、成本较低等优点,宜用于矿井人员精确定位系统;矿用ZigBee具有定位距离远、定位误差较小、成本较低等优点,宜用于矿井人员定位系统等;矿用RFID具有系统成本最低等优点,宜用于煤矿井下作业人员管理系统等;矿井5G和WiFi6定位精度低于UWB,系统成本高于ZigBee,不宜用于矿井人员定位和矿井人员精确定位系统。分析了接收的信号强度指示(RSSI)、到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA)、双程测距(TWR)、对称双边双程测距(SDS−TWR)、到达角度(AOA)等矿井人员定位算法:RSSI定位法定位误差大,难以满足矿井人员定位和矿井人员精确定位的需求;TOA定位法要求定位卡和分站时钟计时精确并同步,定位卡和定位分站成本高,不宜用于矿井人员定位和矿井人员精确定位;TDOA定位法不要求定位卡与定位分站时钟同步,对定位卡时钟精度要求低,定位卡成本低,但要求定位分站时钟计时精确,定位分站之间时钟同步,定位分站成本高,可用于矿井人员定位和矿井人员精确定位;TWR定位法和SDS−TWR定位法既不需要定位分站与定位卡时钟同步,也不需要定位分站之间时钟同步,更不需要定位卡之间时钟同步,降低了定位卡和定位分站复杂度和成本,宜用于矿井人员定位和矿井人员精确定位;AOA定位法系统复杂、成本高,远距离定位误差大,有定位死角,只能用于直线无障碍定位,定位天线和定位精度受机械振动等影响大,不宜独立用于矿井人员定位和矿井人员精确定位,但可与其他矿井定位方法联合使用。

     

  • 图  1  TOA定位法原理

    Figure  1.  Principle of TOA positioning method

    图  2  TDOA定位法原理

    Figure  2.  Principle of TDOA positioning method

    图  3  TWR定位法原理

    Figure  3.  Principle of TWR positioning method

    图  4  SDS−TWR定位法原理

    Figure  4.  Principle of SDS-TWR positioning method

    图  5  AOA定位法原理

    Figure  5.  Principle of AOA positioning method

  • [1] 孙继平. 煤矿井下安全避险“六大系统”的作用和配置方案[J]. 工矿自动化,2010,36(11):1-4.

    SUN Jiping. Effect and configuration of "six systems" for safe act of rescue of coal mine underground[J]. Industry and Mine Automation,2010,36(11):1-4.
    [2] 国家安全生产监督管理总局. 煤矿安全规程[M]. 北京: 煤炭工业出版社, 2016.

    State Administration of Work Safety. Coal mine safety regulations[M]. Beijing: China Coal Industry Publishing House, 2016.
    [3] 孙继平. 2016年版《煤矿安全规程》监控与通信条款解析[J]. 工矿自动化,2016,42(5):1-8. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.05.001

    SUN Jiping. Explanations for part of monitoring and communication of Coal mine safety regulations of 2016 edition[J]. Industry and Mine Automation,2016,42(5):1-8. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2016.05.001
    [4] 孙继平. 《煤矿安全规程》安全监控与人员位置监测修订意见[J]. 工矿自动化,2014,40(6):1-7.

    SUN Jiping. Proposal of revision for safety monitoring and control and personnel position monitoring of Coal mine safety regulation[J]. Industry and Mine Automation,2014,40(6):1-7.
    [5] 孙继平. 《煤矿安全规程》监控、通信与监视修订意见[J]. 工矿自动化,2014,40(3):1-6.

    SUN Jiping. Proposal of revision for monitoring,communication and video surveillance of Coal mine safety regulation[J]. Industry and Mine Automation,2014,40(3):1-6.
    [6] AQ 6201−2007 煤矿井下作业人员管理系统通用技术条件[S].

    AQ 6201-2007 General technical conditions of the system for the management of the underground personnel in a coal mine[S].
    [7] AQ 1048−2007 煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范[S].

    AQ 1048-2007 Specification for the usage and management of the system for the management of the underground personnel in a coal mine[S].
    [8] AQ 1119−2023 煤矿井下人员定位系统通用技术条件[S].

    AQ 1119-2023 General technical conditions of the system for underground personnel positioning[S].
    [9] MT/T 1198−2023煤矿井下人员位置监测系统使用与管理规范[S].

    MT/T 1198-2023 Specification for the use and management of underground personnel position monitoring system in coal mines[S].
    [10] 孙继平. 煤矿井下人员位置监测技术与系统[J]. 煤炭科学技术,2010,38(11):1-5. doi: 10.13199/j.cst.2010.11.6.sunjp.028

    SUN Jiping. Personnel position monitoring technology and system in underground mine[J]. Coal Science and Technology,2010,38(11):1-5. doi: 10.13199/j.cst.2010.11.6.sunjp.028
    [11] 孙继平. 煤矿事故特点与煤矿通信、人员定位及监视新技术[J]. 工矿自动化,2015,41(2):1-5.

    SUN Jiping. Characteristics of coal mine accidents and new technologies of coal mine communication,personnel positioning and monitoring[J]. Industry and Mine Automation,2015,41(2):1-5.
    [12] 孙继平. 煤矿井下人员位置监测系统联网[J]. 煤炭科学技术,2009,37(11):77-79,128.

    SUN Jiping. Networking of underground mine personnel position monitoring and measuring system[J]. Coal Science and Technology,2009,37(11):77-79,128.
    [13] 孙继平,梁伟锋,彭铭,等. 煤矿井下无线传输衰减分析测试与最佳工作频段研究[J]. 工矿自动化,2023,49(4):1-8. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18093

    SUN Jiping,LIANG Weifeng,PENG Ming,et al. Analysis and testing of wireless transmission attenuation in coal mine underground and research on the optimal operating frequency band[J]. Journal of Mine Automation,2023,49(4):1-8. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18093
    [14] 孙继平,彭铭,潘涛,等. 无线电波防爆安全阈值研究[J]. 工矿自动化,2023,49(2):1-5. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18072

    SUN Jiping,PENG Ming,PAN Tao,et al. Research on the safety threshold of radio wave explosion-proof[J]. Journal of Mine Automation,2023,49(2):1-5. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18072
    [15] 孙继平,江嬴. 矿井车辆无人驾驶关键技术研究[J]. 工矿自动化,2022,48(5):1-5,31. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17947

    SUN Jiping,JIANG Ying. Research on key technologies of mine unmanned vehicle[J]. Journal of Mine Automation,2022,48(5):1-5,31. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17947
    [16] 孙继平,张高敏. 矿井应急通信系统[J]. 工矿自动化,2019,45(8):1-5. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17483

    SUN Jiping,ZHANG Gaomin. Mine emergency communication system[J]. Industry and Mine Automation,2019,45(8):1-5. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17483
    [17] 孙继平,张高敏. 矿用5G频段选择及天线优化设置研究[J]. 工矿自动化,2020,46(5):1-7. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17592

    SUN Jiping,ZHANG Gaomin. Research on 5G frequency band selection and antenna optimization setting in coal mine[J]. Industry and Mine Automation,2020,46(5):1-7. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17592
    [18] 孙继平,陈晖升. 智慧矿山与5G和WiFi6[J]. 工矿自动化,2019,45(10):1-4. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17517

    SUN Jiping,CHEN Huisheng. Smart mine with 5G and WiFi6[J]. Industry and Mine Automation,2019,45(10):1-4. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17517
    [19] 孙继平. 煤矿智能化与矿用5G[J]. 工矿自动化,2020,46(8):1-7. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17648

    SUN Jiping. Coal mine intelligence and mine-used 5G[J]. Industry and Mine Automation,2020,46(8):1-7. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17648
    [20] 孙继平. 煤矿智能化与矿用5G和网络硬切片技术[J]. 工矿自动化,2021,47(8):1-6. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17821

    SUN Jiping. Coal mine intelligence,mine 5G and network hard slicing technology[J]. Industry and Mine Automation,2021,47(8):1-6. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17821
    [21] 孙哲星,孙继平. 异步测时矿井人员精确定位方法[J]. 煤炭学报,2018,43(5):1464-1470. doi: 10.13225/j.cnki.jccs.2018.0381

    SUN Zhexing,SUN Jiping. Underground coal mine accurate personnel positioning method based on asynchronous time-measuring[J]. Journal of China Coal Society,2018,43(5):1464-1470. doi: 10.13225/j.cnki.jccs.2018.0381
  • 加载中
图(5)
计量
  • 文章访问数:  737
  • HTML全文浏览量:  41
  • PDF下载量:  79
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2023-06-10
  • 修回日期:  2023-06-20
  • 网络出版日期:  2023-07-10

目录

    /

    返回文章
    返回