日前,2019年度国家科学技术奖初评结果公布,《矿井人员和车辆精确定位关键技术与系统》项目获评二等奖。

理想现实存在差距 世界难题亟待解决

       矿井人员和车辆精确定位是矿井安全生产和应急救援等工作的需要。由于煤矿井下工作环境相对比较恶劣,如果煤矿发生紧急事故,指挥部立即调阅精确定位系统查询灾变区域人员情况,根据矿用人员精确定位系统的信息,可以实现0.1—0.35高精度定位,从而开展精准高效的救援工作,减少人员伤亡数量,减轻煤矿经济损失,提高井下作业人员的生命安全。

       然而,现实情况是,矿井无线电信号传输衰减严重、无线电传输衰减模型复杂多变、卫星定位信号无法穿透煤层和岩层到达井下等制约着地面定位技术直接在矿井应用。为攻克矿井人员与车辆精确定位世界难题,在国家自然科学基金重点项目等资助下,本项目进行了研究。

方法系统多重发力 精准定位行业标准

       在此背景下,中国矿业大学的孙继平教授带领团队成员进行了技术攻关,获得了以下成果:

       (1)发明了无需时钟同步与距离无关的高精度矿井人员定位方法,将定位精度提高到0.3m,优于国内外现有矿井人员精确定位方法,发明了基于信号到达时间和信号衰减的非视距信号判别方法和双向抵消非视距定位误差方法。实现了技术跨越式发展,极大地扩展了矿井人员定位管理系统的功能和应用领域,促进了行业科技进步。

       (2)首次提出煤矿井下人员定位系统主要技术要求及测试方法,制定了我国第1个矿井人员定位系统标准,研究制定5项中华人民共和国安全生产行业标准和煤炭行业标准。

       (3)研制成功第1个矿井人员精确定位系统,形成了系列系统及产品;研制系统、定位卡、分站等产品39种,取得矿用安全标志证和防爆合格证70项,并推广应用。

       (4)在遏制煤矿井下和采掘工作面等重点区域超定员生产,遏制重特大事故发生,防止车辆撞人,防止违章乘坐皮带,防止人员进入盲巷等限制区域,控制作业人员超时下井,加强特种作业人员管理,加强考勤管理和应急救援等方面发挥着重要作用。

技术水平领先国际 推广应用广泛深远

       围绕上述发明点,本项目获国家授权发明专利62件,授权实用新型专利108件。公开发表论文100余篇,被EI收录50篇,出版著作2部。本项目科学技术成果鉴定“整体达到国际先进水平,其中无需时钟同步的矿井人员精确定位方法等具有国际领先水平”。

       另一方面,已在3000多个煤矿和非煤矿山推广应用,新增销售额12余亿元;近3年生产与销售系统1308套,新增销售额3.78亿元;广泛用于全国大、中、小型煤矿和非煤矿山,遍及29个省、自治区。