申報單位：北斗天地股份有限公司

聯(lián)合申報單位：

主要完成人：劉亞、李赟、李志華、王永建、張曉琳、劉家懷

一、案例簡介

項目緊緊圍繞5G、北斗三號等我國自主核心技術(shù)和系統(tǒng)，結(jié)合礦山應(yīng)用實際需求，充分依靠公司自身研究技術(shù)基礎(chǔ)，打造一套在礦山數(shù)據(jù)安全管理領(lǐng)域能真正行之有效的5G＋北斗精密定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)在形變監(jiān)測、車輛高精度定位、人員定位三個方面進行創(chuàng)新，以時空屬性賦能礦山安全數(shù)據(jù)，為礦山數(shù)據(jù)安全提供技術(shù)保障，對礦山的安全生產(chǎn)、車輛和人員設(shè)備管理具有突破性意義。此次項目設(shè)計研發(fā)形成車輛高精度定位系統(tǒng)、手持高精度定位智能終端APP軟件、形變監(jiān)測終端以及對應(yīng)的統(tǒng)一管控平臺。系統(tǒng)主要針對礦山人、車、物進行精準位置服務(wù)，精確把握工作區(qū)域內(nèi)人員設(shè)備的各類數(shù)據(jù)，將其有效管理起來，實時掌握人員和車輛、塌陷區(qū)監(jiān)測對象精準位置及健康狀況。同時充分利用5G網(wǎng)絡(luò)高網(wǎng)速、低延時、高可靠、海量連接的特點，確保各類數(shù)據(jù)的實時上報和高精度時空信息的實時更新。通過該技術(shù)將人員、車輛等監(jiān)測對象位置數(shù)據(jù)賦予了精準的時空信息，保障了數(shù)據(jù)的安全可靠；基于精準時空數(shù)據(jù)，在業(yè)務(wù)應(yīng)用方面，設(shè)定管理邏輯和預(yù)警機制，為礦山的人員定位、車輛定位、形變監(jiān)測等業(yè)務(wù)提供有效的解決方案

二、技術(shù)方案

項目設(shè)計以5G＋北斗高精準定位作為核心技術(shù)，緊緊圍繞人員管理、設(shè)備管理、車輛管理、環(huán)境監(jiān)測等安全應(yīng)用，形成車輛高精度定位終端、手持高精度定位終端、形變監(jiān)測終端以及對應(yīng)的統(tǒng)一管控平臺等樣機和軟件。系統(tǒng)針對礦山人、車、物進行精準位置服務(wù)，精確把握人員設(shè)備的各類數(shù)據(jù)，進行有效管理，實時掌握人員和設(shè)備精準位置及狀況；同時充分利用5G低延時、高可靠、海量連接的特點，確保各類數(shù)據(jù)的實時上報和高精度時空信息的實時更新。通過該技術(shù)將人員設(shè)備等實時數(shù)據(jù)賦予精準的時空信息，保障了數(shù)據(jù)的安全可靠；基于精準時空數(shù)據(jù)，在業(yè)務(wù)應(yīng)用方面，設(shè)定管理邏輯和預(yù)警機制，為礦山的人員定位、車輛定位、形變監(jiān)測等業(yè)務(wù)提供有效的解決方案。人員管理：基于北斗定位信息，為人員移動狀態(tài)提供精準監(jiān)控，設(shè)定區(qū)域圍欄，規(guī)定人員移動作業(yè)范圍，保障人員作業(yè)安全，同時可以對人員數(shù)據(jù)進行全礦統(tǒng)計，為總體管控分析提供依據(jù)。車輛管理：基于北斗RTK實時數(shù)據(jù)解算服務(wù)，對車輛移動位置進行實時跟蹤，獲取車輛的高精準位置；規(guī)范車輛行駛軌跡、劃定區(qū)域電子圍欄、車速預(yù)警等業(yè)務(wù)服務(wù)。環(huán)境監(jiān)測：針對煤礦塌陷區(qū)、邊坡、棧橋、井架等易發(fā)生形變的區(qū)域進行監(jiān)測監(jiān)控，實現(xiàn)各個區(qū)域?qū)崟r監(jiān)測，為安全預(yù)警提供數(shù)據(jù)支撐。項目研究三個方面內(nèi)容：1）北斗精準位置服務(wù)平臺：按照形變監(jiān)測、車輛管理、人員定位管理的需求，開發(fā)相關(guān)業(yè)務(wù)模型；平臺總共分為監(jiān)測監(jiān)控和精準位置服務(wù)兩個部分，接入終端和解算軟件數(shù)據(jù)，形成精準位置服務(wù)平臺。2）精準位置算法：研究北斗高精度定位算法邏輯原理，從原始數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)協(xié)議解析、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出等多個過程進行分析；根據(jù)邏輯原理，開發(fā)相應(yīng)的算法模塊，形成后處理算法應(yīng)用軟件；在手持端進行算法移植，形成Android端高精度解算算法。3）北斗高精度定位終端：根據(jù)礦山地質(zhì)環(huán)境、車輛、人員的安全管理需求，研制形變監(jiān)測終端、車載高精度定位終端；開發(fā)對應(yīng)的手持APP軟件，用于智能手持終端集成應(yīng)用，兼容華為Mate40、P40等多款智能終端。位置服務(wù)中心主要是負責(zé)前端的GNSS基站數(shù)據(jù)存儲處理解算，包括數(shù)據(jù)區(qū)域或廣域網(wǎng)絡(luò)的實時傳輸和交換、數(shù)據(jù)存儲和解算，通過RTK基準站、手持終端、車載終端等北斗精密定位終端進行數(shù)據(jù)采集，進入數(shù)據(jù)庫后按照平臺要求進行分類和調(diào)用；應(yīng)用支撐體系是根據(jù)用戶需求建立的應(yīng)用開發(fā)，包括車輛監(jiān)控平臺、形變監(jiān)測軟件平臺；平臺應(yīng)用內(nèi)容主要針對災(zāi)害監(jiān)測、車輛監(jiān)控、人員管理等內(nèi)容。

三、創(chuàng)新亮點

1）提出一種基于環(huán)境自適應(yīng)的形變監(jiān)測數(shù)據(jù)處理方法，提高礦山區(qū)域北斗監(jiān)測數(shù)據(jù)精準性、穩(wěn)定性與連續(xù)性。2）提出一種融合氣壓計數(shù)據(jù)的北斗手持終端高精度定位方法。3）提出一種5G＋北斗高精準定位融合技術(shù)為礦山安全數(shù)據(jù)植入時空標簽，對安全數(shù)據(jù)進行分析，研究沉降監(jiān)測與礦山?jīng)_擊地壓、礦震等業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)模型，為礦山安全精準預(yù)測提供數(shù)據(jù)支撐。