煤礦井下人員定位系統(tǒng)中無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用研究

張文明

摘要：改革開放后我國工業(yè)迅速發(fā)展，各種能源的需求量也隨之增加，特別是煤礦資源。因此，開采量與開采規(guī)模逐漸加大，礦井安全問題逐漸成為當(dāng)前人們關(guān)注的熱點(diǎn)話題。

關(guān)鍵詞：無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù);煤礦井下人員;人員定位

引言

隨著我國科技的進(jìn)步與發(fā)展，礦井開采期間人員定位體系得到了廣泛運(yùn)用，有效的提升了定位體系運(yùn)轉(zhuǎn)的精準(zhǔn)性與可靠性。基于此，本文重點(diǎn)對煤礦井下人員定位系統(tǒng)中無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

一、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在井下人員定位系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)

（一）井下主干網(wǎng)絡(luò)部署

眾所周知，井下作業(yè)存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，并且在井下作業(yè)的過程中，有許多因素是無法有效消除的，這就導(dǎo)致井下作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)極高，甚至還會造成嚴(yán)重的安全事故。針對這種情況，必須采取積極有效的處理措施，從而實(shí)現(xiàn)對井下人員的準(zhǔn)確定位，以此對井下工作人員進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督，從而確保井下作業(yè)人員的人身安全[1]。要想有效提升井下人員定位的準(zhǔn)確性與可靠性，可以將無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)合理應(yīng)用到其中。該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中，必須要充分考慮井田面積和巷道尺寸等各種因素，如此才可以使無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的功能得以有效發(fā)揮。當(dāng)對井下主干網(wǎng)路進(jìn)行部署時(shí)，必須要在地面、井下、以及各個(gè)巷道上分別部署2根12芯單模光纖組相互組合而成的以太網(wǎng)。在具體實(shí)施過程中，這2根光纖可以直接通過副井，以完成地上和地面之間的有效銜接。此外，在光纜兩端位置處，還必須根據(jù)實(shí)際狀況，設(shè)置符合實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)的光纖收發(fā)器，這樣光電之間就可以實(shí)現(xiàn)有效切換。同時(shí)，還可以逐步拓展網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際覆蓋范圍。

（二）井下無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃

當(dāng)對井下巷道中無線網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行傳遞時(shí)，該信息和人類生活中所用的無線網(wǎng)絡(luò)相比，兩者之間具有許多共同點(diǎn)。無線電波在具體的傳送中，它會受巷道截面長度和表面粗糙程度等各種因素的影響，從而導(dǎo)致其在輸送過程中無法獲得良好的輸送效率。無線網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)在建立以及具體使用過程中，還可以采用文字和語音等不同的方法，以增強(qiáng)數(shù)據(jù)處理的快速性以及有效性，這樣就可以及時(shí)有效獲取井下人員的實(shí)際工作狀況，進(jìn)而為井下工作人員位置的準(zhǔn)確性提供有效保障。

二、人員定位系統(tǒng)主要硬件的選型

（一）建立無線網(wǎng)絡(luò)時(shí)用到的硬件

交換機(jī)的選型。如圖所示，交換機(jī)是實(shí)現(xiàn)井下作業(yè)設(shè)備和工業(yè)以太網(wǎng)連接的關(guān)鍵部分，無線接入點(diǎn)所獲取的有效信號，先要輸送到交換機(jī)中，再以光纖作為傳輸媒介，然后輸送到地面集中監(jiān)控中心。但考慮到礦井企業(yè)的長期發(fā)展，所以，在對交換機(jī)型號進(jìn)行選定時(shí)，必須要將高性能的交換機(jī)作為選擇標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)中最終選用的交換機(jī)型號為CISCOWS-C3560C-24PS-S，該型號具有較好的環(huán)境適應(yīng)能力，當(dāng)環(huán)境的潮濕度較高以及溫度較低時(shí)，在此環(huán)境下均可以正常運(yùn)行。

無線接入點(diǎn)的選型。要想實(shí)現(xiàn)整個(gè)礦區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋，可以采用雙模Wifi無線接入點(diǎn)，同時(shí)接入點(diǎn)要符合802.11b標(biāo)準(zhǔn)，以此確保無線網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，以免出現(xiàn)盲區(qū)。系統(tǒng)可以使用Cisco Small Business Model WAP200型Wifi無線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)。同時(shí)，無線接入點(diǎn)中還可以使用Range Booster技術(shù)，該技術(shù)的有效使用對于擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍具有積極意義。接入點(diǎn)可以通過直流供電電流進(jìn)行供電，當(dāng)外部供電線路無法正常運(yùn)行時(shí)，可以調(diào)用直流電源進(jìn)行供電，系統(tǒng)的可靠性就會因此而大大提升。

（二）Wifi定位節(jié)點(diǎn)硬件選型

在人員定位系統(tǒng)中，由于Wifi的定位節(jié)點(diǎn)通常要求工作人員必須長期佩戴，所以，在硬件設(shè)備選型時(shí)，就一定要保證其具有完整的Wifi功能，以便實(shí)現(xiàn)與Wifi接入點(diǎn)間的無線網(wǎng)絡(luò)通信。定位節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)備類型有多種，Wifi定位節(jié)點(diǎn)所使用的硬件設(shè)備類型主要分為Wifi手機(jī)和Wifi標(biāo)簽。Wifi標(biāo)簽也包括了多種類型，以滿足未來的發(fā)展趨勢，目前可選擇的Wifi標(biāo)簽型號主要是EKahau T301，該型號的Wifi標(biāo)簽，具備了較高的可靠性以及擴(kuò)展性，對人員定位系統(tǒng)后續(xù)的設(shè)備升級有著良好的促進(jìn)作用。同時(shí)，還滿足了Wifi通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)以及EKahau串口的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。Wifi手機(jī)的使用，也需要同時(shí)遵循Wifi通信協(xié)議和EKahau串口協(xié)議?？梢允褂肏TC品牌手機(jī)，需要在手機(jī)內(nèi)安裝相應(yīng)的小程序或應(yīng)用軟件。

三、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在井下人員定位系統(tǒng)中的應(yīng)用

（一）井下人員定位系統(tǒng)登錄與定位查詢

在我國科技迅速發(fā)展的大背景下，無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)滲透在生活中的各個(gè)領(lǐng)域，特別是在井下人員定位中的使用，有著實(shí)質(zhì)性意義。在無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用中，要想及時(shí)登錄和查看井下工作人員的位置，就必須要結(jié)合實(shí)際情況，及時(shí)登錄相關(guān)的可視化操作界面信息，以便掌握井下人員的實(shí)際工作情況。在井下人員定位系統(tǒng)構(gòu)建的基礎(chǔ)上，對實(shí)際應(yīng)用的情況加以深入分析與研究，可以得出該系統(tǒng)的主要核心是人員定位系統(tǒng)模塊[2]。在具體設(shè)計(jì)與應(yīng)用過程中，人員主要通過與EKahau定位控制器進(jìn)行聯(lián)接，以獲取準(zhǔn)確的位置信號。在整個(gè)操作流程中，首先要進(jìn)入到操作界面，然后對地圖進(jìn)行縮放和擴(kuò)大，點(diǎn)擊定位對象即可獲取井下人員的具體位置。同時(shí)，在對井下人員或者相關(guān)設(shè)備進(jìn)行搜索時(shí)，可以對關(guān)鍵詞進(jìn)行搜素，這樣就能夠在短時(shí)間內(nèi)找到相關(guān)人員和設(shè)備的定位信息。

（二）井下定位管理系統(tǒng)預(yù)警

與我國安全生產(chǎn)條例當(dāng)中的內(nèi)容進(jìn)行有效結(jié)合，可以發(fā)現(xiàn)井下工作人員在日常作業(yè)中，危害事件通常都是根據(jù)級別加以分類的，大致分為A、B、C這三類級別，不同的級別危險(xiǎn)發(fā)生的程度也有所不同。當(dāng)井下危險(xiǎn)事故為C類時(shí)，井下定位系統(tǒng)在實(shí)際使用過程中，可通過感嘆號對其加以描述。危險(xiǎn)級別是B等級，系統(tǒng)就可以自動結(jié)合實(shí)際情況，在界面彈出對話框以警示相關(guān)人員。當(dāng)井下作業(yè)的危險(xiǎn)級別為A等級時(shí)，系統(tǒng)就會直接產(chǎn)生相關(guān)的警告，同時(shí)還會有對話框彈出。

四、結(jié)語

無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對于井下人員定位系統(tǒng)的構(gòu)建以及具體應(yīng)用具有重要作用，通過對井下無線局域網(wǎng)加以科學(xué)合理地布置，能夠?yàn)榫氯藛T的人身安全提供有效保障。

參考文獻(xiàn)

[1]李燕玲.無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在井下人員定位系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].煤礦現(xiàn)代化，2019（01）：73-75.

[2]張帥.基于無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的煤礦井下人員定位系統(tǒng)研究[J].礦業(yè)裝備，2021（04）：4-5.