煤矿行业是我国安全生产的重特大事故易发行业，多年来一直困扰着我国矿山企业的安全生产问题。由于矿难频发，很多安全事故是由于违章指挥、作业不规范、监管不严等因素造成的。为切实提高煤矿事故应急救援能力，国家相继出台多项政策鼓励煤矿企业进行信息化、智能化建设。其中，利用人员定位技术可对井下所有作业人员实现精准定位管理、精确作业、实时报警。实现矿井信息化、智能化管理。并实现人机交互、远程控制、安全预警、紧急救援等功能，有效保障生产安全。人员定位系统通过对井下人员进行定位、追踪、跟踪、监测等，实时掌握作业人员位置、轨迹、活动轨迹，做到人员安全位置精准定位、实时报警和实时控制技术支持。定位技术通过定位系统实时定位，系统可实现井下人员实时定位和轨迹查询、作业轨迹回放等功能，可对现场人员进行安全管理，提高现场应急处置能力和保障矿山安全生产效率及效果。
一、井下式高精定位系统介绍
针对井下复杂的环境，在井下式高精度定位系统中，利用传感器接收到井下空间信号后，自动产生信号强度、频率和信噪比，并将信号经过解算得到所需距离，再通过专用天线发射出去。同时定位系统通过使用天线来获取基站发射的信号强度、时间、方位、速度等信息。而接收模块发出的信号强度值越大，表明该台物的相对位置越高。根据测量结果，输出相对于传感器接收到的时间或距离的乘积来计算。在高精度定位系统中，所需精度是一个重要指标。1平方米内能够识别的障碍物数量越少距离就越远。如：室外环境下能保证精度0.05米；室内定位系统采用目前最新高科技红外热成像技术将地面上的物体与井下复杂的磁场、阳光折射等外界因素进行融合分析产生物理量来测量物体方位角数据以及计算时间等复杂操作进行精确建模，最终实现空间定位、精确定位和智能管理等功能。通过井下高精度定位系统监测井下作业人员位置信息，可对各井口人员进行实时监控，做到井下人员实时身份认证、轨迹查询与轨迹回放等功能。
二、设备选型与设计思路
针对煤矿井下作业人员的定位，可通过部署在井下的测速仪、基站等设备对井下定位人员进行定位服务，实现实时远程控制。通过该系统的实时定位和轨迹查询，系统可以实现对现场作业人员的安全定位管理、精确作业、实时报警的功能。为了保证安全生产，在设计时首先要解决好定位问题。对于智能采矿应用来说，定位系统是必不可少的重要技术手段之一。对井下人员定位系统提出了更高精度的要求。高精度定位技术能够确保车辆能够准确地跟踪和识别实时位置信息；对人员活动轨迹能够自动显示并录像；为系统提供有效的控制手段和技术支持；对人员的定位能对重点区域进行布防管理；在井下安装位置、人员信息定位卡在井下位置；定位数据回放数据；在人员出现异常情况时能够报警。通过系统将现场作业人员信息）数据汇聚分析后产生对矿井下作业人员位置、轨迹、活动轨迹情况、状态信息采集情况的决策与管理需求；对人员进行状态评价并实时提示给系统服务器等相关部门以实现矿井安全生产辅助决策能力。
三、系统功能设计
1、定位：能精确定位现场人员位置、轨迹、活动轨迹；
2、监控中心实时掌握各个监测点周边的实时环境；
3、管理：作业人员管理、报警、人员位置监测、轨迹查询、工作轨迹回放等。
4、定位：实时更新；
5、设备：矿灯、防爆开关、警示灯、声光警示灯等；
6、统计：员工工作历史及安全记录；
7、辅助决策：实时分析工作状态及历史数据轨迹等；
8、应急报警：实时情况显示；应急联动：立即到达现场报警；调度人员赶到现场。
四、系统整体架构及应用要求
目前我国矿山行业应用的实时监控系统主要包括预警监控系统、监控管理系统、消防安全管理系统、紧急救援系统。其中定位、报警系统可对每一个作业人员位置轨迹、活动轨迹进行实时监控，形成实时数据记录于系统中后台和数据库中进行分析统计。平台可分为以下几大部分：
①生产调度中心：在矿山内生产各作业区域的设备和管路实现智能感知和控制功能；
②作业现场监测：对当班作业人员实时掌握动态；
③生产监控及紧急救援；作业现场数据管理和实时报警；智能系统报警。
通过网络与监控平台进行实时通讯与交互；当监测到异常时及时发出报警声，以便于相关部门进行处理；系统可实现相关职能部门对生产作业现场人员的动态监控；进行事件统计和分析，并可以对现场进行事件处置和远程指导。实现了对现场作业进行动态管理和实时预警，实现对各个生产环节进行远程把控和管理，提高现场管理效率和工作效率。同时加强安全防范。