煤礦井下人員定位系統中無線網絡技術的應用研究

張文明

摘要：改革開放后我國工業迅速發展，各種能源的需求量也隨之增加，特別是煤礦資源。因此，開采量與開采規模逐漸加大，礦井安全問題逐漸成為當前人們關注的熱點話題。

關鍵詞：無線網絡技術;煤礦井下人員;人員定位

引言

隨著我國科技的進步與發展，礦井開采期間人員定位體系得到了廣泛運用，有效的提升了定位體系運轉的精準性與可靠性。基于此，本文重點對煤礦井下人員定位系統中無線網絡技術的應用進行了研究。

一、無線網絡技術在井下人員定位系統中的設計

（一）井下主干網絡部署

眾所周知，井下作業存在較大的安全風險，并且在井下作業的過程中，有許多因素是無法有效消除的，這就導致井下作業的風險極高，甚至還會造成嚴重的安全事故。針對這種情況，必須采取積極有效的處理措施，從而實現對井下人員的準確定位，以此對井下工作人員進行實時監督，從而確保井下作業人員的人身安全[1]。要想有效提升井下人員定位的準確性與可靠性，可以將無線網絡技術合理應用到其中。該技術在實際應用過程中，必須要充分考慮井田面積和巷道尺寸等各種因素，如此才可以使無線網絡技術的功能得以有效發揮。當對井下主干網路進行部署時，必須要在地面、井下、以及各個巷道上分別部署2根12芯單模光纖組相互組合而成的以太網。在具體實施過程中，這2根光纖可以直接通過副井，以完成地上和地面之間的有效銜接。此外，在光纜兩端位置處，還必須根據實際狀況，設置符合實際標準的光纖收發器，這樣光電之間就可以實現有效切換。同時，還可以逐步拓展網絡的實際覆蓋范圍。

（二）井下無線網絡的規劃

當對井下巷道中無線網絡信息進行傳遞時，該信息和人類生活中所用的無線網絡相比，兩者之間具有許多共同點。無線電波在具體的傳送中，它會受巷道截面長度和表面粗糙程度等各種因素的影響，從而導致其在輸送過程中無法獲得良好的輸送效率。無線網絡管理系統在建立以及具體使用過程中，還可以采用文字和語音等不同的方法，以增強數據處理的快速性以及有效性，這樣就可以及時有效獲取井下人員的實際工作狀況，進而為井下工作人員位置的準確性提供有效保障。

二、人員定位系統主要硬件的選型

（一）建立無線網絡時用到的硬件

交換機的選型。如圖所示，交換機是實現井下作業設備和工業以太網連接的關鍵部分，無線接入點所獲取的有效信號，先要輸送到交換機中，再以光纖作為傳輸媒介，然后輸送到地面集中監控中心。但考慮到礦井企業的長期發展，所以，在對交換機型號進行選定時，必須要將高性能的交換機作為選擇標準。系統中最終選用的交換機型號為CISCOWS-C3560C-24PS-S，該型號具有較好的環境適應能力，當環境的潮濕度較高以及溫度較低時，在此環境下均可以正常運行。

無線接入點的選型。要想實現整個礦區無線網絡的全面覆蓋，可以采用雙模Wifi無線接入點，同時接入點要符合802.11b標準，以此確保無線網絡的穩定性，以免出現盲區。系統可以使用Cisco Small Business Model WAP200型Wifi無線網絡接入點。同時，無線接入點中還可以使用Range Booster技術，該技術的有效使用對于擴大網絡覆蓋范圍具有積極意義。接入點可以通過直流供電電流進行供電，當外部供電線路無法正常運行時，可以調用直流電源進行供電，系統的可靠性就會因此而大大提升。

（二）Wifi定位節點硬件選型

在人員定位系統中，由于Wifi的定位節點通常要求工作人員必須長期佩戴，所以，在硬件設備選型時，就一定要保證其具有完整的Wifi功能，以便實現與Wifi接入點間的無線網絡通信。定位節點的硬件設備類型有多種，Wifi定位節點所使用的硬件設備類型主要分為Wifi手機和Wifi標簽。Wifi標簽也包括了多種類型，以滿足未來的發展趨勢，目前可選擇的Wifi標簽型號主要是EKahau T301，該型號的Wifi標簽，具備了較高的可靠性以及擴展性，對人員定位系統后續的設備升級有著良好的促進作用。同時，還滿足了Wifi通信協議標準以及EKahau串口的協議標準。Wifi手機的使用，也需要同時遵循Wifi通信協議和EKahau串口協議。可以使用HTC品牌手機，需要在手機內安裝相應的小程序或應用軟件。

三、無線網絡技術在井下人員定位系統中的應用

（一）井下人員定位系統登錄與定位查詢

在我國科技迅速發展的大背景下，無線網絡技術已經滲透在生活中的各個領域，特別是在井下人員定位中的使用，有著實質性意義。在無線網絡技術應用中，要想及時登錄和查看井下工作人員的位置，就必須要結合實際情況，及時登錄相關的可視化操作界面信息，以便掌握井下人員的實際工作情況。在井下人員定位系統構建的基礎上，對實際應用的情況加以深入分析與研究，可以得出該系統的主要核心是人員定位系統模塊[2]。在具體設計與應用過程中，人員主要通過與EKahau定位控制器進行聯接，以獲取準確的位置信號。在整個操作流程中，首先要進入到操作界面，然后對地圖進行縮放和擴大，點擊定位對象即可獲取井下人員的具體位置。同時，在對井下人員或者相關設備進行搜索時，可以對關鍵詞進行搜素，這樣就能夠在短時間內找到相關人員和設備的定位信息。

（二）井下定位管理系統預警

與我國安全生產條例當中的內容進行有效結合，可以發現井下工作人員在日常作業中，危害事件通常都是根據級別加以分類的，大致分為A、B、C這三類級別，不同的級別危險發生的程度也有所不同。當井下危險事故為C類時，井下定位系統在實際使用過程中，可通過感嘆號對其加以描述。危險級別是B等級，系統就可以自動結合實際情況，在界面彈出對話框以警示相關人員。當井下作業的危險級別為A等級時，系統就會直接產生相關的警告，同時還會有對話框彈出。

四、結語

無線網絡技術對于井下人員定位系統的構建以及具體應用具有重要作用，通過對井下無線局域網加以科學合理地布置，能夠為井下人員的人身安全提供有效保障。

參考文獻

[1]李燕玲.無線網絡技術在井下人員定位系統中的應用[J].煤礦現代化，2019（01）：73-75.

[2]張帥.基于無線網絡技術的煤礦井下人員定位系統研究[J].礦業裝備，2021（04）：4-5.