隨著我國經(jīng)濟發(fā)展和礦山建設的不斷進步，采掘設備、運輸設備和施工設備等方面的管理水平得到了不斷提高，信息化技術(shù)在采掘領域得到了廣泛應用。但是礦山管理中車輛定位系統(tǒng)由于定位精度高、工作效率高，一直是采掘行業(yè)中不可或缺或重要的技術(shù)手段。作為礦山中最主要生產(chǎn)設備之一（主要有運輸車輛、采掘車輛等),在井下生產(chǎn)作業(yè)過程中也會對采掘設備采取有效監(jiān)管與控制方法。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，采掘設備在運輸過程中有可能產(chǎn)生一定數(shù)量車輛，因此要實時對車輛位置進行精確跟蹤。針對以上問題解決方案中車輛定位系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對采掘設備遠程控制、實時監(jiān)控與預警預報，實時顯示車輛位置與車號及工作狀態(tài)，有效減少人員被困、車輛被盜等安全事故發(fā)生。
一、車輛定位系統(tǒng)概述
對于一個大型的生產(chǎn)礦山來說，其生產(chǎn)運營規(guī)模往往比較大。由于礦山開采距離較長，且礦山地質(zhì)條件復雜；礦山環(huán)境條件惡劣，且礦井中還存在著水害、頂板坍塌、瓦斯爆炸等災害以及礦難事故。所以生產(chǎn)設備對其安全狀態(tài)要求非常高。傳統(tǒng)的安全監(jiān)管手段存在很多缺陷：安全生產(chǎn)監(jiān)管手段相對落后；監(jiān)管人員不能及時了解車輛位置情況；現(xiàn)場的生產(chǎn)情況和危險狀況無法及時發(fā)現(xiàn)并處理；生產(chǎn)現(xiàn)場不能提供可靠的決策依據(jù)。因此，針對采礦行業(yè)車輛定位應用系統(tǒng)來解決這一問題也是目前發(fā)展趨勢。以車輛定位系統(tǒng)為核心，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為手段，實現(xiàn)對車輛、人員、運輸、設備等各類信息的采集和存儲。實現(xiàn)對車輛位置遠程監(jiān)控、實時預警和定位。
二、系統(tǒng)應用
1.礦山生產(chǎn)過程控制：采掘作業(yè)過程中的車輛軌跡跟蹤、安全警示等功能，有效減少安全事故發(fā)生，提高礦山生產(chǎn)安全保障能力和企業(yè)管理水平。
2.運輸設備監(jiān)控：實時顯示車輛位置與車號及工作狀態(tài)。通過實時定位系統(tǒng)可以準確跟蹤車輛運行軌跡，實時掌握車輛運行狀況，提高設備運行效率。
3.現(xiàn)場管理：運輸設備遠程管理：井下運輸車輛位置實時數(shù)據(jù)采集分析，為各生產(chǎn)車間、部門提供實時狀態(tài)監(jiān)控數(shù)據(jù)，通過井下無線網(wǎng)絡傳輸?shù)骄萝囕v定位系統(tǒng)和現(xiàn)場管理平臺進行實時監(jiān)控。實時顯示礦方工作面及各個作業(yè)區(qū)域內(nèi)所有車輛運行狀態(tài)等信息。同時支持對采場站內(nèi)車輛運行狀態(tài)進行查詢統(tǒng)計分析等功能。有效減少了事故發(fā)生。
4.應急救援：煤礦井下突發(fā)事件或異常情況時，可自動發(fā)出報警提示，為救援人員提供準確和及時地判斷信息，減少因事故造成人員傷亡、財產(chǎn)損失以及給礦井生產(chǎn)經(jīng)營工作帶來不良影響。
三、核心算法介紹：
1、高精度的時間序列定位算法：利用基站、解碼芯片和衛(wèi)星信號等各種測量手段建立車輛在時間和空間位置之間的關(guān)系，采用一種有效的時間序列跟蹤算法，使車輛位置和軌跡時刻精確匹配。這種算法包括隨機定位、路徑跟蹤、軌跡估計和 GPS跟蹤算法。通過統(tǒng)計各種算法獲得各種車輛運行軌跡信息，并通過神經(jīng)網(wǎng)絡建立每個位置模型與其他模型互相依賴的關(guān)系。
2、 GPS定位算法：基于 GPS技術(shù)提供一個實時、準確、定位精確的衛(wèi)星地圖。車輛位置定位系統(tǒng)由 GPS模塊、數(shù)據(jù)采集設備和計算平臺組成。GPS模塊用于測量車輛移動軌跡；數(shù)據(jù)由存儲在服務器中（基站）的無線射頻信號(RF)獲取，并通過通信將無線數(shù)據(jù)傳輸給地面基站; RF再對信號進行解碼處理得到移動信息。在移動過程中如果 GPS定位模塊出現(xiàn)問題就會導致整個定位系統(tǒng)失效。
四、使用場景總結(jié)：
礦山系統(tǒng)車輛定位系統(tǒng)可應用于煤礦、非煤礦山等各類生產(chǎn)場所安全管理中，為煤礦安全生產(chǎn)提供有效技術(shù)保障。在煤炭開采過程中，由于煤礦礦井通風系統(tǒng)通常會產(chǎn)生大量有害氣體，如果不能及時排除，就會導致礦井火災、瓦斯爆炸等事故發(fā)生，嚴重威脅礦工生命安全。在對井下人員進行安全教育等工作時，可以實時定位車輛位置與車號的狀態(tài)；當車輛出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)能夠通過短信、電話通知作業(yè)人員提前進行處理；如果現(xiàn)場出現(xiàn)緊急情況時又能及時救援。此外，在非煤礦山還可以實現(xiàn)對井下車輛進行實時監(jiān)測；可以根據(jù)需要對相關(guān)設備進行遠程操作；可隨時查詢車輛狀態(tài)及運行狀態(tài)等多種功能?？梢酝ㄟ^系統(tǒng)隨時掌握礦山工作人員作業(yè)情況及設備運行情況。通過監(jiān)測設備對井下車輛活動情況及時掌握井下人員和車輛狀態(tài)從而對井下突發(fā)事件進行處理。實現(xiàn)人員實時安全監(jiān)管及應急保障措施，提高礦工安全系數(shù)等。