智慧礦山是指在礦業(yè)領(lǐng)域中通過(guò)先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備、信息和管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)礦業(yè)的智能化發(fā)展，為礦業(yè)生產(chǎn)安全提供信息化保障，使礦業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)管理和科技的升級(jí)。智慧礦山可分為四個(gè)層次，分別是基于移動(dòng)通信基站的區(qū)域定位、基于短距離無(wú)線通訊功能、基于云計(jì)算的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及基于大數(shù)據(jù)分析和挖掘的智能決策支持系統(tǒng)。礦用智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)組成“感知網(wǎng)”，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井人員在井下各個(gè)位置的實(shí)時(shí)監(jiān)控與定位，有效提高煤礦企業(yè)對(duì)井下工作地點(diǎn)環(huán)境了解程度和管理水平，提高礦井安全管理。對(duì)于從事采掘作業(yè)人員來(lái)說(shuō)，礦井中存在大量的非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的設(shè)備信息，對(duì)生產(chǎn)人員安全作業(yè)造成了極大影響。為實(shí)現(xiàn)礦井實(shí)時(shí)監(jiān)控和遠(yuǎn)程管理，打造一套高效便捷、精準(zhǔn)可靠且可擴(kuò)展應(yīng)用方案是現(xiàn)階段煤礦企業(yè)所面臨的迫切需求。
一、系統(tǒng)需求
1、礦井內(nèi)所有人員定位信息實(shí)時(shí)掌握：對(duì)人員位置、所在地點(diǎn)、工作地點(diǎn)等實(shí)時(shí)位置信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，能夠?qū)崿F(xiàn)人、機(jī)、物信息互聯(lián)互通。
2、礦井內(nèi)人員信息及時(shí)反饋：實(shí)現(xiàn)礦井內(nèi)采掘作業(yè)人員安全生產(chǎn)狀態(tài)信息反饋，確保人員現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全。
3、礦井內(nèi)各類(lèi)設(shè)備健康狀態(tài)管理：實(shí)時(shí)采集設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，及時(shí)顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、維修情況、健康狀態(tài)等多種信息。
4、礦井內(nèi)運(yùn)輸車(chē)輛位置實(shí)時(shí)跟蹤：準(zhǔn)確定位車(chē)輛位置，在應(yīng)急救援時(shí)通過(guò)調(diào)度中心與車(chē)輛進(jìn)行遠(yuǎn)程溝通。
5、礦井內(nèi)各類(lèi)災(zāi)害事故報(bào)警預(yù)警及應(yīng)急救援處理：幫助礦井應(yīng)急救援人員及時(shí)獲知煤礦各個(gè)礦井內(nèi)發(fā)生了什么自然災(zāi)害事件、發(fā)生地點(diǎn)，將最快速度處置突發(fā)事件，降低事故危害程度。
二、系統(tǒng)架構(gòu)
結(jié)合煤礦井下不同區(qū)域?qū)嶋H情況，提供四種典型的基于網(wǎng)絡(luò)的人員定位應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)：
1、綜合布線平臺(tái)：集成各種傳感器的分布采集功能，實(shí)現(xiàn)井下與生產(chǎn)區(qū)域間的無(wú)縫漫游以及人員定位功能。
2、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控與調(diào)度平臺(tái)：將各作業(yè)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)視頻及圖像信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)秸{(diào)度中心，指揮調(diào)度人員可以根據(jù)自身情況對(duì)不同地點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，從而能夠?qū)崿F(xiàn)各類(lèi)重點(diǎn)場(chǎng)所現(xiàn)場(chǎng)的指揮調(diào)度。
3、設(shè)備運(yùn)行管理平臺(tái)：在各作業(yè)點(diǎn)部署多套定位設(shè)備，對(duì)井下設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為安全生產(chǎn)提供保障。
4、應(yīng)急救援平臺(tái)：基于手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端建立通信網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行事故及災(zāi)害信息的快速查詢與定位。
三、系統(tǒng)軟件
井下人員定位系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)井下所有定位點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及智能分析。軟件通過(guò)數(shù)據(jù)采集軟件、信息管理軟件、遠(yuǎn)程控制軟件和手機(jī) APP等多種功能模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)各區(qū)域精確實(shí)時(shí)定位，包括巷道位置、巷道高程、時(shí)間、風(fēng)壓、溫度、瓦斯?jié)舛鹊拳h(huán)境參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)象如巷道環(huán)境監(jiān)控、通風(fēng)、安全、排水、照明等實(shí)時(shí)控制與智能分析。軟件包括巷道高度、通風(fēng)狀態(tài)、瓦斯?jié)舛?、溫度等參?shù)，對(duì)巷道環(huán)境及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與智能分析。信息管理軟件中包含安全管理軟件和遠(yuǎn)程控制軟件。安全管理軟件可自動(dòng)記錄井上人員的移動(dòng)軌跡，并實(shí)時(shí)反饋至遠(yuǎn)程控制軟件平臺(tái)；對(duì)井上人員情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理；遠(yuǎn)程控制軟件可自動(dòng)記錄井下各地點(diǎn)的人員位置；能根據(jù)系統(tǒng)所采集到的數(shù)據(jù)信息，形成安全隱患報(bào)告，并向有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及主管部門(mén)匯報(bào)；可設(shè)置緊急情況下相關(guān)參數(shù)以及報(bào)警程序。遠(yuǎn)程控制軟件則可與安全管理軟件相配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井上所有采掘現(xiàn)場(chǎng)管理人員或監(jiān)控區(qū)域管理人員進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)度、應(yīng)急處置。