UWB精确定位在煤矿井下的应用

（陕西有色榆林煤业有限公司信息部，陕西榆林 719000）

0 引言

煤矿井下工作环境比较特殊，在一个封闭的空间中，空气湿度大、空气中有很多浮游粉尘等，这种环境下想要实现对井下工人以及设备的准确定位存在一定难度。为保障对煤矿井下工人情况的实时、准确了解，引入现代定位技术至关重要。文章针对最新的无线定位技术UWB展开研究，对此种定位技术的特点进行归纳与总结，并对其在煤矿井下应用的意义进行分析，结合煤矿井下环境以及技术特点，对如何发挥UWB技术定位优势提出针对性建议，以达到对煤矿井下工人以及设备位置信息的准确、实时了解，保障煤矿井下各项工作稳定展开。

1 UWB技术及其特点

1.1 UWB技术概述

UWB即超宽带技术，是一种新兴的无线技术，通过纳秒级窄脉冲实现信息传输，在短距离通信领域有着十分重要的作用。特别是在现代科技发展的影响下，对定位技术的要求也进一步提升，因此UWB技术的应用也随之增加。

1.2 UWB技术的特点

作为一种新兴无线技术，UWB技术在短距离通信领域的应用十分广泛，而且得到了高度重视。这主要由于该技术具有自身的独特之处，主要表现在以下几点：（1）具有千兆赫兹容量的无线信道。由于UWB技术针对传统无线通信技术存在的问题，如传统通信技术的信道窄、容量小，容易受到外界干扰等情况，而UWB技术的容量较大，因此可以更好地解决短距离传输中的容量需求等。（2）可以适应复杂环境。与传统无线通信技术相比，UWB技术的信号带宽较高，而且对信道衰落有较强的免疫力，时间分辨率也高，加上较强的穿透力、较小的功耗以及距离测量的准确性和低成本等，这些都使UWB技术可以更好地适应复杂环境。

2 UWB技术在煤矿井下应用的意义

2.1 提升煤矿井下定位的精确度

由于煤矿井下环境的特殊性，虽然在过去煤矿井下定位工作也备受关注，并应用过多种定位方式，可由于煤矿环境复杂，传统定位技术在实际应用中效果都不理想，存在较大的偏差。引入UWB技术进行定位后，由于技术的适应性较强，在十分复杂的环境中应用也可以发挥自身的优势，因此在煤矿井下定位中应用其有着十分重要的作用与优势，大幅提升定位准确性，确保可以对井下工人以及设备位置信息做到实时了解[1]。

2.2 提升煤矿井下定位信息传输效率以及安全性

由于UWB技术发射功率较低，在短距离传输中其功率通常会低于1mV。这种发射功率可以将其与其他无线通信的频率错开，避免造成与其他通信信号彼此之间干扰的问题。这种情况下，可以避免无线频谱资源过于紧张的局面，进一步提升了无线频谱的利用率。这种信号频率也使UWB信号不容易被截获，因此更好的保障了煤矿井下定位信息的安全性，避免相关信息传输不及时或者是被截获等情况出现。

2.3 适应煤矿井下复杂的施工环境

在煤矿井下的环境十分恶劣，潮湿的环境，加上空气中的浮尘等，都可能会给信号传输带来影响。可UWB技术的窄脉冲有较强的穿透性，煤矿井下潮湿以及浮尘等都不会给其传播带来影响。而且其可以穿透木板、人群、墙壁等障碍物，这种穿透力正是煤矿井下信息传递所需要的，因此在煤矿井下应用此种技术进行定位，更有助于做到煤矿井下信息的实时传递，确保对井下工人以及设备等位置有一个准确、实时的了解[2]。

3 UWB精确定位在煤矿井下的应用现状

虽然煤矿井下定位备受关注，UWB技术应用也逐步得到重视，但是依然存在很多不足之处，主要表现如下：

3.1 UWB煤矿井下应用尚未得到重视

就当前UWB技术在煤矿井下应用实际情况来看，虽然煤矿井下定位备受关注，但是作为一种新兴技术，UWB技术在井下定位方面的应用尚未得到高度重视。很多煤矿领导对此种技术缺乏正确了解与认识，因此在实际进行煤矿井下定位工作展开中，并未对该技术的引入给予关注，这就直接影响了UWB技术在实际煤矿井下定位方面的应用效果。

3.2 UWB技术在煤矿井下应用的系统建设不够完善

在煤矿井下定位工作中，UWB技术的应用有着十分重要的作用，不过当前即便是一些煤矿开始关注UWB技术的应用，但是由于现有技术应用系统建设不够完善，无法满足煤矿井下定位的各种需求[3]。如现有技术系统更多的是对矿井中的人员实时定位，在数据处理以及报警等方面的功能并不完善；而且信息管理功能不完善，监管工作也无法有效落实等，这些都不利于UWB技术在煤矿井下定位中作用的发挥。

3.3 UWB技术应用专业人才缺乏

作为一种新兴技术，在煤矿井下定位中UWB技术应用有很大优势，不过此种技术的应用需要由相关专业人员负责，这样才可以确保技术系统稳定运营，切实发挥技术优势。但是当前煤矿中的相关工作人员，很多人都对UWB技术的了解较为片面，在实际工作中无法做到对技术进行合理应用，技术很多优势都不能得到有效发挥，这对技术应用的有效发挥十分不利。

4 有效发挥UWB精确定位优势在煤矿井下应用的建议

4.1 提升煤矿对UWB技术应用的重视程度

想要发挥UWB技术定位优势，就必须要对该技术有一个全面的了解与认识，将此技术作为煤矿井下定位的重点。这需要煤矿领导等有关工作人员改变自身传统思想，积极进行现代煤矿管理技术的引入，其中也包括UWB技术，对此技术有一个全面了解与认识，这样才可以保障技术的应用达到预期效果。

4.2 注重UWB技术系统的构建与完善

在实际进行UWB技术系统构建的过程中，以人员实时精准定位为核心，在这个基础上增加信息管理功能、监控服务功能等，实现通过对UWB技术的应用对煤矿井人员位置实时、准确了解的目的。同时，结合信息技术的应用，在系统中增加管理板块，实现对井下工作人员情况全面了解的目的，并做好相应的监控工作，及时发现UWB技术应用过程中存在的不足之处，这样才可以保障技术的定位优势能充分发挥出来。

4.3 加强对UWB技术专业人才的培养

由于UWB技术是一种新兴技术，因此在煤矿井下定位中该技术的应用必须要有专业的人才负责，若是缺少相关专业人员，技术的优势就很难发挥出来。以此煤矿企业在实际发展中应正确认识UWB技术优势，并能够对UWB技术系统构建与应用都给予高度重视，这样通过相关专业人才的任用，有助于煤矿井下UWB技术的应用达到最佳效果，实现准确定位，实时传递井下工作人员位置信息。

5 结语

煤矿井下工作十分危险，做好工作人员定位可以更好地进行煤矿井下工作安排，及时发现风险，并在危险发生时可以准确找到工人位置等。在煤矿井下定位方面，传统技术存在诸多弊端，引入UWB精确定位技术后，可以实现更准确了解煤矿井下工作人员的位置信息等，保障煤矿井下工作安全。