UWB精確定位在煤礦井下的應(yīng)用

（陜西有色榆林煤業(yè)有限公司信息部，陜西榆林 719000）

0 引言

煤礦井下工作環(huán)境比較特殊，在一個封閉的空間中，空氣濕度大、空氣中有很多浮游粉塵等，這種環(huán)境下想要實現(xiàn)對井下工人以及設(shè)備的準(zhǔn)確定位存在一定難度。為保障對煤礦井下工人情況的實時、準(zhǔn)確了解，引入現(xiàn)代定位技術(shù)至關(guān)重要。文章針對最新的無線定位技術(shù)UWB展開研究，對此種定位技術(shù)的特點進(jìn)行歸納與總結(jié)，并對其在煤礦井下應(yīng)用的意義進(jìn)行分析，結(jié)合煤礦井下環(huán)境以及技術(shù)特點，對如何發(fā)揮UWB技術(shù)定位優(yōu)勢提出針對性建議，以達(dá)到對煤礦井下工人以及設(shè)備位置信息的準(zhǔn)確、實時了解，保障煤礦井下各項工作穩(wěn)定展開。

1 UWB技術(shù)及其特點

1.1 UWB技術(shù)概述

UWB即超寬帶技術(shù)，是一種新興的無線技術(shù)，通過納秒級窄脈沖實現(xiàn)信息傳輸，在短距離通信領(lǐng)域有著十分重要的作用。特別是在現(xiàn)代科技發(fā)展的影響下，對定位技術(shù)的要求也進(jìn)一步提升，因此UWB技術(shù)的應(yīng)用也隨之增加。

1.2 UWB技術(shù)的特點

作為一種新興無線技術(shù)，UWB技術(shù)在短距離通信領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛，而且得到了高度重視。這主要由于該技術(shù)具有自身的獨特之處，主要表現(xiàn)在以下幾點：（1）具有千兆赫茲容量的無線信道。由于UWB技術(shù)針對傳統(tǒng)無線通信技術(shù)存在的問題，如傳統(tǒng)通信技術(shù)的信道窄、容量小，容易受到外界干擾等情況，而UWB技術(shù)的容量較大，因此可以更好地解決短距離傳輸中的容量需求等。（2）可以適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境。與傳統(tǒng)無線通信技術(shù)相比，UWB技術(shù)的信號帶寬較高，而且對信道衰落有較強(qiáng)的免疫力，時間分辨率也高，加上較強(qiáng)的穿透力、較小的功耗以及距離測量的準(zhǔn)確性和低成本等，這些都使UWB技術(shù)可以更好地適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境。

2 UWB技術(shù)在煤礦井下應(yīng)用的意義

2.1 提升煤礦井下定位的精確度

由于煤礦井下環(huán)境的特殊性，雖然在過去煤礦井下定位工作也備受關(guān)注，并應(yīng)用過多種定位方式，可由于煤礦環(huán)境復(fù)雜，傳統(tǒng)定位技術(shù)在實際應(yīng)用中效果都不理想，存在較大的偏差。引入UWB技術(shù)進(jìn)行定位后，由于技術(shù)的適應(yīng)性較強(qiáng)，在十分復(fù)雜的環(huán)境中應(yīng)用也可以發(fā)揮自身的優(yōu)勢，因此在煤礦井下定位中應(yīng)用其有著十分重要的作用與優(yōu)勢，大幅提升定位準(zhǔn)確性，確?？梢詫鹿と艘约霸O(shè)備位置信息做到實時了解[1]。

2.2 提升煤礦井下定位信息傳輸效率以及安全性

由于UWB技術(shù)發(fā)射功率較低，在短距離傳輸中其功率通常會低于1mV。這種發(fā)射功率可以將其與其他無線通信的頻率錯開，避免造成與其他通信信號彼此之間干擾的問題。這種情況下，可以避免無線頻譜資源過于緊張的局面，進(jìn)一步提升了無線頻譜的利用率。這種信號頻率也使UWB信號不容易被截獲，因此更好的保障了煤礦井下定位信息的安全性，避免相關(guān)信息傳輸不及時或者是被截獲等情況出現(xiàn)。

2.3 適應(yīng)煤礦井下復(fù)雜的施工環(huán)境

在煤礦井下的環(huán)境十分惡劣，潮濕的環(huán)境，加上空氣中的浮塵等，都可能會給信號傳輸帶來影響。可UWB技術(shù)的窄脈沖有較強(qiáng)的穿透性，煤礦井下潮濕以及浮塵等都不會給其傳播帶來影響。而且其可以穿透木板、人群、墻壁等障礙物，這種穿透力正是煤礦井下信息傳遞所需要的，因此在煤礦井下應(yīng)用此種技術(shù)進(jìn)行定位，更有助于做到煤礦井下信息的實時傳遞，確保對井下工人以及設(shè)備等位置有一個準(zhǔn)確、實時的了解[2]。

3 UWB精確定位在煤礦井下的應(yīng)用現(xiàn)狀

雖然煤礦井下定位備受關(guān)注，UWB技術(shù)應(yīng)用也逐步得到重視，但是依然存在很多不足之處，主要表現(xiàn)如下：

3.1 UWB煤礦井下應(yīng)用尚未得到重視

就當(dāng)前UWB技術(shù)在煤礦井下應(yīng)用實際情況來看，雖然煤礦井下定位備受關(guān)注，但是作為一種新興技術(shù)，UWB技術(shù)在井下定位方面的應(yīng)用尚未得到高度重視。很多煤礦領(lǐng)導(dǎo)對此種技術(shù)缺乏正確了解與認(rèn)識，因此在實際進(jìn)行煤礦井下定位工作展開中，并未對該技術(shù)的引入給予關(guān)注，這就直接影響了UWB技術(shù)在實際煤礦井下定位方面的應(yīng)用效果。

3.2 UWB技術(shù)在煤礦井下應(yīng)用的系統(tǒng)建設(shè)不夠完善

在煤礦井下定位工作中，UWB技術(shù)的應(yīng)用有著十分重要的作用，不過當(dāng)前即便是一些煤礦開始關(guān)注UWB技術(shù)的應(yīng)用，但是由于現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)不夠完善，無法滿足煤礦井下定位的各種需求[3]。如現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)更多的是對礦井中的人員實時定位，在數(shù)據(jù)處理以及報警等方面的功能并不完善；而且信息管理功能不完善，監(jiān)管工作也無法有效落實等，這些都不利于UWB技術(shù)在煤礦井下定位中作用的發(fā)揮。

3.3 UWB技術(shù)應(yīng)用專業(yè)人才缺乏

作為一種新興技術(shù)，在煤礦井下定位中UWB技術(shù)應(yīng)用有很大優(yōu)勢，不過此種技術(shù)的應(yīng)用需要由相關(guān)專業(yè)人員負(fù)責(zé)，這樣才可以確保技術(shù)系統(tǒng)穩(wěn)定運營，切實發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢。但是當(dāng)前煤礦中的相關(guān)工作人員，很多人都對UWB技術(shù)的了解較為片面，在實際工作中無法做到對技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，技術(shù)很多優(yōu)勢都不能得到有效發(fā)揮，這對技術(shù)應(yīng)用的有效發(fā)揮十分不利。

4 有效發(fā)揮UWB精確定位優(yōu)勢在煤礦井下應(yīng)用的建議

4.1 提升煤礦對UWB技術(shù)應(yīng)用的重視程度

想要發(fā)揮UWB技術(shù)定位優(yōu)勢，就必須要對該技術(shù)有一個全面的了解與認(rèn)識，將此技術(shù)作為煤礦井下定位的重點。這需要煤礦領(lǐng)導(dǎo)等有關(guān)工作人員改變自身傳統(tǒng)思想，積極進(jìn)行現(xiàn)代煤礦管理技術(shù)的引入，其中也包括UWB技術(shù)，對此技術(shù)有一個全面了解與認(rèn)識，這樣才可以保障技術(shù)的應(yīng)用達(dá)到預(yù)期效果。

4.2 注重UWB技術(shù)系統(tǒng)的構(gòu)建與完善

在實際進(jìn)行UWB技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)建的過程中，以人員實時精準(zhǔn)定位為核心，在這個基礎(chǔ)上增加信息管理功能、監(jiān)控服務(wù)功能等，實現(xiàn)通過對UWB技術(shù)的應(yīng)用對煤礦井人員位置實時、準(zhǔn)確了解的目的。同時，結(jié)合信息技術(shù)的應(yīng)用，在系統(tǒng)中增加管理板塊，實現(xiàn)對井下工作人員情況全面了解的目的，并做好相應(yīng)的監(jiān)控工作，及時發(fā)現(xiàn)UWB技術(shù)應(yīng)用過程中存在的不足之處，這樣才可以保障技術(shù)的定位優(yōu)勢能充分發(fā)揮出來。

4.3 加強(qiáng)對UWB技術(shù)專業(yè)人才的培養(yǎng)

由于UWB技術(shù)是一種新興技術(shù)，因此在煤礦井下定位中該技術(shù)的應(yīng)用必須要有專業(yè)的人才負(fù)責(zé)，若是缺少相關(guān)專業(yè)人員，技術(shù)的優(yōu)勢就很難發(fā)揮出來。以此煤礦企業(yè)在實際發(fā)展中應(yīng)正確認(rèn)識UWB技術(shù)優(yōu)勢，并能夠?qū)WB技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)建與應(yīng)用都給予高度重視，這樣通過相關(guān)專業(yè)人才的任用，有助于煤礦井下UWB技術(shù)的應(yīng)用達(dá)到最佳效果，實現(xiàn)準(zhǔn)確定位，實時傳遞井下工作人員位置信息。

5 結(jié)語

煤礦井下工作十分危險，做好工作人員定位可以更好地進(jìn)行煤礦井下工作安排，及時發(fā)現(xiàn)風(fēng)險，并在危險發(fā)生時可以準(zhǔn)確找到工人位置等。在煤礦井下定位方面，傳統(tǒng)技術(shù)存在諸多弊端，引入UWB精確定位技術(shù)后，可以實現(xiàn)更準(zhǔn)確了解煤礦井下工作人員的位置信息等，保障煤礦井下工作安全。