科技日报记者 华凌 

天上有北斗为迷航的人指引方向，那么在地底下，如何让人们火眼金睛、畅通无阻呢？

今年3月，中央政治局常委会会议提出：加快5G网络、数据中心、工业互联网等新型基础设施建设进度。“这对我们而言是一剂强心针。也就在最近，我们完成由天津天滨互助创业投资基金投资的数千万人民币首轮融资，将加速推进‘智慧工业安全管理平台’在工业及消费多场景的应用落地，为各行业提供精准定位智能解决方案。”北交智慧科技有限公司副总经理王琴芝说道。

“智慧工业安全管理平台”是由北交智慧独立自主研发，一个将信息技术、网络技术、人工智能等新兴技术应用于工业领域，为工业注入“智慧”的安全管理平台。

“这个平台可以对工业生产环境内的人员、车辆、重要设备等动目标进行实时精准定位和监控，管理者通过电脑或手机客户端，就可以进行生产指挥调度、安全监测检查、人员考勤、区域禁入控制、紧急事件处理等操作，并将有关数据传至各级管理部门，是新一代工业互联网的核心基础设施。”王琴芝告诉记者。

“地下北斗”让矿井透明化

煤炭是我国可持续发展战略实施的重要资源保证，实现煤炭产业安全、高效发展势在必行。以前的矿井人员管理系统只能做到区域定位，不能精准定位。如果能精准定位矿井下的每一个人、每一台设备，将他们进行有序调配，就能大幅提升安全生产效率。

“‘智慧工业安全管理平台’打破了区域定位的限制，相当于给管理者带上透视镜，让矿井下的情况一目了然！”王琴芝介绍道。

工作人员在井下检查掘进机定位设备

据了解，该平台能够以20 厘米的定位精度准确监测任意时间、任意地点的人员、车辆、采掘设备等的位置和运动状态，可以实现车辆的超速告警功能、交通控制功能，避免井下交通事故；结合GIS （地理信息系统），将三维地质构造探测的数据提前录入系统，辅助生产方划定地质断层等危险区域，提前编制安全生产方案；融合监测监控系统，可以快速组织瓦斯超限区域内的人员撤离；并且在发生事故时，能准确判定受困人员的位置，争取宝贵的救援时间。该平台这些强大的功能使长久以来困扰煤炭行业的安全生产难题得到有效解决。

2016年11月，“智慧工业安全管理平台”在潞安高河矿井正式运行，使该煤矿成为全球第一个实现精准定位的千万吨级地下矿山。“升级”后的高河能源矿井采煤效率整体提升了8.3%，掘进效率提升了14.2%，减少1个综采配采队组的生产班和3个掘进队组，单班入井人数减少60人，总体减人达到200人左右。

2018年10月，平台关键技术获得煤炭协会科学技术进步一等奖。“这个平台突破煤矿传统定位系统升级改造中的多项关键技术，填补了矿井精准定位的国内外空白，达到国际领先水平。”中国矿业大学（北京）信息工程研究所所长、原副校长孙继平教授说。

除了煤炭行业，目前“智慧工业安全管理平台”还成功应用到了化工、轨道交通、智能体育等多个领域。

“UWB”让室内定位有迹可循

众所周知，以北斗、GPS等为代表的卫星定位系统，可以让人们在海陆空畅行时随时掌握自己的位置，但它们都无法在地下、隧道等室内空间中使用。最初，WiFi、ZigBee、蓝牙等技术应用于室内定位，但稳定性差、精度低、易受环境影响，很难运用到工业领域中。

“‘智慧工业安全管理平台’作为工业互联网的核心基础设施，它是基于超宽带（Ultra Wide Band, UWB）的室内、地下精准定位系统，能够达到20厘米的定位精度。我们研发第一代技术用了3年的时间，第二代技术也用了3年，目前正在进行第三代技术的研发。针对煤炭领域，我们第三代技术将实现井下无人驾驶以及物料运输智能化管理。”北交智慧技术副总经理牛泳刚介绍道。

据了解，UWB技术具有系统复杂度低、发射信号功率谱密度低、对信道衰落不敏感、定位精度高等优点，尤其适用于室内等密集多径场所的精准定位

“目前，我们精准定位系统的定位精度、传输距离、系统容量、待机时间等关键指标在同行业中可以说是首屈一指。”牛泳刚告诉记者，“我们还建立了复杂条件下信号传输衰减模型，排除信号多径传输带来的干扰和影响，使UWB定位技术能够在多变地形和复杂电磁环境下正常工作，真正达到工业应用的要求；不断改进硬件设计和软件算法，并采用定制化的天线设计和精细化的通信协议，实现信号的远距离传输，从而使企业大幅降低成本，减少安装维护工作量；并且，我们还突破定位设备供电瓶颈，通过优化定位算法和通信协议，以及低功耗硬件设计，使设备做到小型、便携。”

智能体育精准定位系统主界面

在智能体育方面，2019年海南省三对三篮球联赛使用“智慧工业安全管理平台”，实现了篮球场内人员和篮球的实时定位、数据统计、训练指导等功能。

“可以自动追踪球员的控球、传球、助攻和失误等指标值。数据分析正在改变比赛的方式，从球员、教练到粉丝和球探，都可以从球员表现的实时数据中获益。”王琴芝说道。

据了解，“智慧工业安全管理平台”定位精度已通过国家权威检验中心检测验证，稳定定位精度达到一维10厘米、二维20厘米；定位分站与定位卡间通讯覆盖范围为半径1300米，远远领先国内外同类产品。

“精准定位服务作为一种战略性新兴产业，在人们的生活中得到了广泛的应用。我们已联合北京交通大学专门成立‘中国智慧安全产业研究中心’，持续提升团队研发能力，未来将在航天航空、智能机器人、手机通信、汽车电子、智慧家居、健康监测、监狱管理等市场实现大规模应用。”王琴芝说道。

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