智慧矿山人员车辆高精度定位解决方案

方案背景：

 

 

在移动互联网、物联网快速发展的背景下，面向智慧工业、工厂场景的物联网体系中，人员车辆的关键位置信息是工业智能化的重要组成部分。该方案解决的是4.0时代工业现场供应链组件、生产设备、调度车辆与脑体力劳动者精准定位的问题，而他们的位置信息是对生产组织过程进行智能分析和科学决策的基础数据。矿山应急救援慢：露天矿区，人员/车辆分布范围广，地形环境复杂，作业风险系数高，移动出现事故，无法快速获取受困人员位置和救援。

 

 

需求分析：

露天矿区/地下矿区的工业生产园区人员车辆定位的需求主要表现在以下几方面：

•  作业风险系数高： 采矿区域和运输矿产区域作业或者巡检风险系数高。

•  人员管理难：工种多、岗位分散，关键岗位人员工作状态和外协人员、访客人员管理难

•  巡检监管难：巡检过程缺少监管，过程无法追溯，存在巡检麻烦、漏检、不规范等等问题，导致隐患排查不到位

•  应急救援慢：露天矿区/地下矿区，人员分布范围广，地下环境复杂，移动出现事故，无法快速获取受困人员位置和救援

•  作业车辆和运输车辆多，人车交叉作业多，人车碰撞危险系数高

 

 

 

系统架构——UWB信标/蓝牙信标+北斗RTK定位

 

 

系统原理：

4G音视频安全帽搭着UWB定位模块、北斗模块和4G模块、气体检测模块（可拓展），

4G安全帽利用4G网络上报模块数据到定位服务器；

定位服务器上报位置、生命体征、跌落告警、有害气体检测等数据到应用服务器

 

 

  • UWB信标：铺设在室内外需要定位的场所，支持测距和通信功能。
      1. 室内一般部署在场所内的侧面墙体，距离地面2-3米，单个房间部署一台，大的空间按照网格化部署，过道按照线性部署，间隔15-30米一台作为定位基础网络设施。
      2. 室外道路部署在地面道路的监控杆上，间隔20-30米一台，
      3. 蓝牙信标：铺设在室内小房间较多的密集区域，单个房间部署一个蓝牙信标，

吸顶式部署，铺设高度2-3米，作为定位基础网络设施。（可选）

 

  • RTK差分站：铺设在室外露天矿区周围无遮挡空旷区域的高处，方便取电、4G信号好的位置；用于获取北斗卫星的高精度位置并且把矫正后的数据通过差分管理软件下发给带北斗RTK的定位终端。
  • 定位标签（胸牌、安全帽标签、车载标签、手环标签等）：
      1. 在UWB信标定位区域将定位标签获取和UWB信标之间的测距数据并且通过4G/5G网络把定位数据回传到定位服务器进行位置解算。
      2. 在蓝牙信标区域，蓝牙信标广播蓝牙信号，定位标签扫描蓝牙信标信号并且通过4G/5G回传数据到定位服务器。（可选）
      3. 在室外露天空旷区域，定位标签接收北斗卫星信号，并且接收差分管理软件下发的差分矫正位置数据，并且把计算好的高精度位置数据通过4G/5G网络回传到融合定位引擎，并且通过融合定位引擎推送到应用平台
  • 融合定位引擎：定位引擎，包含数据汇聚中间件和云端的定位解算等，支持将定位数据推送给第三方平台，包括定位数据、告警数据、状态数据等。
  • 人员资产定位平台：提供地图信息，完成管理功能，具体包括业务管理信息模块（含地图管理）、人员资产管理、定位标签管理、历史轨迹、告警管理、统计模块等业务功能。

 

方案优势：

室内或者遮挡区域因为采用了UWB超宽带的TOF测距技术、UWB通信技术、低功耗的蓝牙技术（可选），室外采用北斗RKT高精度定位技术，本方案具备定位精度高、稳定性高、安全性高等优点。

方案优势：

  1. 采用云端/本地服务器兼容，B/S体系结构，具有高可靠性、稳定性、拓展性；
  2. 软硬件一体化高度集成，安全管理一张图，支持2D或者3D地图效果；
  3. 资源共享，一套数字地图+传感器硬件，支持人车定位、智慧巡检；
  4. 基于UWB超宽带技术或者蓝牙信标定位技术、北斗RKT定位技术和通信技术，实现人员和资产定位；
  5. 根据不同室内外的巡检和作业需要，可以实现楼栋、楼层、房间级，室外道路定位以及重点区域的二维高精度定位；
  6. 高精度定位：一维和二维区域定位精度可以实现在50-1m左右。
  7. 室外露天空旷区域采用北斗RTK定位，定位精度高、不需要单独部署定位基站，成本低，高精度、覆盖广的特点
  8. 采用集成蓝牙UWB北斗RTK的融合的安全帽音视频标签、车载标签等能适合场景的用户和车辆的使用

系统架构——UWB防撞基站+UWB定位标签

系统原理：通过在工程车辆关键位置安装防撞预警设备，实时动态检测车身四周的标签情况，标签进入预警距离后，屏幕会显示报警信息，同时报警器会进行声光报警提，提醒人员注意躲避。防撞预警设备，采用UWB精准测距技术，具有穿透力强、测距精度高、反应速度快、不受光照影响等优点，通过实时监测周围标签相对于防撞设备的距离，实现防撞预警功能。

 

 

系统功能：

1、视频应用：支持视频多路实时回传、视频通话、录像回放等功能；

2、语音对讲：支持平台及终端间语音对讲、集群对讲、终端PTT对讲，终端语音识别等功能；

3、实时定位：支持室外及室内一体化精准定位；支持蓝牙信标、UWB定位、北斗RKT高精度等定位技术；室内地图提供终端实时显示、历史轨迹、热力图、视频联动、电子围栏等功能。

 

               

               

 

4、指挥调度：现场高清音视频实时回传，实现可视化指挥调度；

                 

 

 

       5、告警管理：支持智能安全帽、UWB防碰撞环境检测告警统计；

       告警类型：SOS告警、人脸识别告警、车牌识别告警、围栏禁入告警、围栏禁出告警、滞留告警、超员告警、离岗告警、         脱帽告警、跌落告警、碰撞告警、近电告警、防碰撞告警、警情告警等。

                

 

 

 

6、数据处理：生命体征数据采集与无线通信技术，实时传输至管理平台，支持数据深入查询，掌握安全态势；

                 

 

7、智能语音播报；支持通过平台语音指令下发，智能安全帽语音播报策略；

支持通过关联区域提供告警事项和安全事项语音类型策略配置

                     8、数据智慧大屏：支持显示各类实时数据和图表，可对终端设备实时视频进行轮巡播放，可以一目了然地掌握项目的关键        指标

             

 

    9、一键报警联动：触发一键SOS报告警，平台侧右下角弹窗SOS报警信息，电子地图同时显示报警准确坐标位置；平台根据策      略自动将警情转发附近半径3公里内的人员，请求警力支援；平台可对警情进行转发操作，转发给指定支援人员。

 

           

 

 

 

方案价值：

智慧矿山人员车辆定位系统以助力企业提升管理效率和实现安全施工为核心目标，通过人员定位系统、人车防碰撞预警系统，企业以三维可视化方式实时管控进入施工区域的人员分布态势，针对危险区域人员人员越界、访客滞留等违规行为提供及时告警上报，有利于快速发现问题和排除隐患，从而提升企业风险管控能力与安全管理水平，推动企业安全生产管理信息化、智能化。 

 

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