UWB隧道人員實時定位系統
一、背景
地下隧道工作的安全生產受到社會各界高度關注，建立可靠實用的人員實時定位系統，提高對隧道人員的監控和調度水平，增強發生事故時隧道人員的快速反應能力，具有十分重要的現實和社會意義。
二、UWB人員實時定位系統概述
首先在隧道根據人員跟蹤的區域和巷道根據現場實際情況需要放置一定數量的定位基站，保證網絡覆蓋范圍內的人員精確定位并通信。然后為需要進行人員跟蹤定位的人員佩戴一個人員定位卡，當隧道人員進入隧道以后，只要在隧道網絡覆蓋范圍內，在任何時刻任意位置，定位基站都可以感應到信號，并上傳到地面服務器，經過軟件處理，得出各具體信息（如：人員ID，位置，具體時間），同時可把它動態顯示（實時）在監控中心的大屏幕或電腦上，并作好備份。管理人員可隨時了解隧道人員的狀態。
一旦隧道發生突發情況，隧道人員可通過所攜帶的定位卡發出警報。隧道人員只要按定位卡上的報警按鈕可發出報警。在監控室的動態顯示界面會立即彈出紅色報警信號。隧道人員所攜帶的定位卡也可接收信息，一旦發生險情，調度室可向隧道所有人員發出遇警信號，為隧道人員第一時間逃離提供重要前提。
管理者可隨時觀看大屏幕或電腦上的隧道人員及設備活動情況，并可查看任意區域、任何班組/部分/個人的信息狀況，并可進行報表打印，歷史數據查詢，為管理帶來極大的方便。
三、UWB人員實時定位系統組成部分
整個系統由定位標簽、AP定位器和定位服務器軟件三部分構成。
1. 定位標簽：帶有按鈕報警和低電報警功能，IEEE802.11b國際標準的防沖突協議，帶有USB充電口。
2. AP定位器：除了具有普通AP功能還支持定位和識別功能，1秒識別200個以上標 簽，識別距離最遠500米以上。
3. 定位服務器。主要功能：
1) 電子地圖：電子地圖形式顯示人員分布、報警狀態、傳感參數；
2) 實時報警：緊急按鈕告警、危險區域告警、低電告警、消失告警等；
3) 報表統計：實時統計區域人員數量、進出時間、停留時間等；
4) 歷史軌跡回放：用于查詢和分析人員軌跡記錄；
5) 支持數據接口可以無縫接入現有的隧道人員系統；
6) 單個定位引擎1秒內同時計算2000個位置，可以定位上萬個目標。
四、UWB人員實時定位系統特點
1. 信號全覆蓋
隧道人員定位系統可對豎井、斜井、直巷、工作面等各種復雜地形，實現信號連續覆蓋，真正實現信號無盲區。
2. 高精度定位
隧道人員定位系統使用先進的2.4GHz射頻識別技術，實現復雜環境下的高精度人員定位，定位精度可達到2米。
3. 識別率和識別穩定性高
隧道人員定位系統具有100%的前端識別率，誤碼率小于十萬分之一，真正達到無誤碼、無漏卡。
4. 操作簡單方便
直接導入隧道地下CAD原圖，操作簡單，無需重新繪制礦區圖；保證顯示的圖形與客戶的原圖比例一致。軟件具有良好的操作界面。識別卡內置電池，超低功耗，無須外接礦燈電源，待機時間長達3個月。
5. 豐富的查詢和報表功能
查詢和報表輸出、打印功能簡單易操作；可對全體員工考勤信息進行查詢；實現軌跡回放；可按要求輸出各種信息報表（如：進入隧道時間報表、個人出勤日報表、個人出勤月報表等）。
五、UWB人員實時定位系統功能
1. 考勤統計與報表查詢：包括隧道人員總數、下井時間、次數、區域停留時間、考勤日報等；
2. 跟蹤定位：包括區域定位、±2米高精度定位、跟蹤、人員移動路線等；
3. 雙向尋呼：包括地面對隧道人員的無線尋呼、隧道人員對地面的無線呼救；
4. 網絡化人員信息管理：隧道人員信息實時傳送，并可實現多部門、多級別共享。
5. 重點區域、限制區域管理：對重要區域和限制區域進行權限管理，非授權人員進入，系統自動報警。
六、解決方案-現場定位示意圖
在隧道定位系統中，人員或物品上所佩戴的定位標簽利用UWB脈沖信號發射出位置數據，定位基站接收，通過信號飛行時間測算標簽和基站的距離，然后定位引擎采集不同基站與標簽的距離而計算出標簽當前位置并實時展示出來（如下圖所示）。
隧道/管廊/工廠人員定位采用一維定位
七.總結
將射頻卡識別技術應用于隧道地下人員管理系統，是通過建立一個完整、靈活和實時的隧道地下人員管理系統，包括隧道地下作業工人的計劃安排、工人進出巷道的權限管理、巷道人員分布、作業工人資料、安全物資流動等進行管理，來實現隧道管理信息化，同時提高隧道開采生產管理和作業安全的水平。這種智能化監控系統是以礦井安全生產為基礎，射頻識別模塊（RFID）為主要設備，有線通信網絡為紐帶，監管中心的PC為中樞的新型智能化計算機管理系統，綜合運用了多種通信技術，突破了傳統隧道安全管理模式，是隧道安全生產管理系統的新趨勢。
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