神东煤炭基于智能煤矿的井下动目标高精度定位技术公开招标项目（第2次）

2.1 项目概况：

随着智能技术的不断发展，矿山生产模式不断更新，绿色、生态、智能逐渐成为矿业的追求。矿业智能化、无人化对于矿山来说非常重要，不仅可以带来生产能力的提高，还可以帮助降低资本投入和生产成本，提升安全保障。因此，发展智能化、无人化采矿技术，革新矿山开采模式、减少井下工作人员，是未来全球矿业的必由之路。国家《能源技术革命创新行动计划（2016—2030年）》指出：到2050年，“全面建成安全绿色、高效智能矿山技术体系，实现煤炭安全绿色、高效智能生产。”矿山建设必然服从于世界能源科技的发展趋势，也必然服从于我国能源产业科技应用的需要。自2018年5月1日起，《智慧矿山信息系统通用技术规范》（GB/T34679−2017）开始实施，该部技术规范是我国第一部以“智慧矿山”命名的标准规范，从一定程度上意味着智慧矿山建设开始以国家标准的形式落地推广。

神东煤炭集团公司是国家能源集团的骨干煤炭企业之一，多年以来，公司持续在煤矿最新前沿技术方面投入研究力量，引领我国煤炭行业在建设智慧矿山方面的创新尝试。依据国家安全监管总局、国家煤矿安监局【2011】33号通知（《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范》）的要求，神东煤炭集团公司各矿已安装车辆、人员管理系统。目前系统主要基于射频识别（Radio Frequency Identification, RFID）或Zigbee技术，定位误差大于5米。而且这两种技术工作在2.4GHz，在此频段中不同设备数量多，极易对各管理系统造成干扰。

公司一直在进行精确定位的研究和探索。由于矿井环境复杂，需求多种多样，建设井下稳定的精确定位平台是一项复杂而艰巨的系统工程。智慧矿山建设要求对井下人员、车辆、设备等目标实现厘米级精确定位，在精确定位的基础上，通过实时位置信息将这些目标以及安监信息，供电信息，网络信息等进行时空关联，从而支持复杂业务场景的需要。

2.2招标范围（主要研究内容及预期目标）：

本项目通过研究先进定位技术和制造工艺，采用UWB（Ultra Wideband, 超宽带）定位技术，实现易安装部署和维护、性能先进的定位分站、定位标签等硬件设备；通过研究完成煤矿井下的人员、车辆高精度实时定位系统；通过对人员、车辆精确定位系统数据分析，设计井下巡检智能管理系统，实现基于精确定位数据的人车监控管理和巡检人员管理；通过长时间收集人员，车辆的定位信息，研究对各种异常情况、事故进行数据建模的人、车定位信息时空联合分析技术，实现对异常情况的超前预警；通过充分评估煤矿井下人员定位系统的安全需求和功能需求，充分分析当前精确定位技术现状，制定煤矿井下人员精确定位行业技术标准。

（一）精确定位基础技术研究

1．快速定位算法的研究

研究基于信号到达时间的TOA（Time Of Arrival）定位算法、基于信号飞行时间的TOF（Time Of Flight）定位算法、基于信号到达时间差的TDOA（Time Difference Of Arrival）定位算法，和基于信号到达角度的AOA（Angle Of Arrival）定位算法等，明确这些算法的工作原理、优缺点，针对煤矿井下特定场景对定位算法进行改进，研发快速混合定位算法，满足井下人员车辆实时定位需求。

2．快速滤波算法的研究

通过分析动目标的运动特征，研究如何对实际测量结果进行滤波，采用不同的滤波算法，进行优劣比较，提出适合井下复杂场景的快速滤波算法，以对实测数据因受信号传输多径影响、遮挡影响等引起的误差进行校正。

3．井下信号传输模型建模

对井下UWB信号传输受地形环境的影响、各种设施遮挡的影响、各种设备电磁辐射的影响所产生的衰减进行实际测量，并对天线的不同安装位置、不同极化方向条件下的信号传输参数进行实际测量，建立井下UWB信号传输模型，根据传输模型优化设备部署，以达到最好的信号传输效果。

（二）基于精确定位技术的人员、车辆定位系统研发

1．数据结构设计

研究适用于井下巷道、工作面等复杂场景的时空数据模型和数据结构，实现对井下人员、车辆精确定位数据的高效存储，并支持对人员、车辆的各项信息和与之关联的各项位置信息的查询和展示。

2．人员、车辆位置实时解算方法和呈现方式

研究人员、车辆位置的实时计算方法和呈现方式。该系统在接收到井下人员、车辆的位置信息后，能够展示井下人员总数、车辆总数，每个人员、每台车辆的实际位置，以及人员、车辆在各区域的实时分布。

3．人员、车辆历史位置的查询和展示方式

研究人员、车辆历史位置的查询和展示方式。本项目所开发的系统在接收到人员、车辆历史位置的查询请求后，能够以文字、图表及轨迹的方式显示相关人员、车辆的历史位置和历史轨迹。

4．车辆速度的实时监控和告警

研究对动目标的快速精确定位技术，控制对行驶车辆的位置进行测量时的动态误差，并研究车辆超速时的告警技术。本项目所开发的系统能够通过对车辆位置的连续快速精确测量计算车辆实时速度，并在车辆超速时正确地发出告警。

（三）井下巡检智能管理系统研发

1．巡检工作中的脱岗、空班、漏检现象的识别算法

研究巡检工作中的脱岗、空班、漏检现象的识别算法，按照《煤矿安全规程》以及国家有关规定，为落实三级瓦斯巡检检测制度和其它巡检检测制度提供技术支撑。

2．最优巡检路径规划

以人员精确定位技术为核心，基于基础地理信息，研究对巡检路径进行优化的路径规划算法，并基于此调度和监督巡检工作，确保巡检工作按计划无遗漏的完成。

（四）人、车、设备定位信息时空联合分析技术研究

1．工时利用率的生成和分析

工时利用率为作业人员在工作面的有效作业时间与作业人员应在工作面时间的比值。投标人应研究工时利用率的生成方式，分析影响工时利用率的要素，为矿井优化和改进工作面人员配置提供技术保障。

2．设备开机率的生成和分析

设备开机率为工作面设备（采煤机、掘进机）开机时间与工作面作业时间的比值。投标人应研究设备开机率的生成方式，分析影响设备开机率的要素，为矿井提升工作面设备开机率提供技术支持。

3．正规循环率的生成和分析

正规循环率为工作面实际完成正规循环数与计划正规循环数的比值。投标人应研究正规循环率的生成方式，分析影响正规循环率的要素，为矿井实现规范化操作，减少单循环作业时间提供技术支持。

（五）内置一体化天线定位分站研发

1．单分站先进定位算法的研究

研究基于信号传输时间、角度、相位等的综合定位算法，该算法能够支持内置一体化天线，即一根天线或总间距不大于20cm的多根天线设备对动目标的精确定位。该单一分站（或读卡器）不但能测定定位卡到分站（或读卡器）的距离，还能判定定位卡的方位（在分站或读卡器的左侧还是右侧）。

2．一体化天线设备制作工艺的研究

研究一体化天线的制作工艺，在不影响定位精度和分站覆盖范围的前提下，实现占用空间小、安装维护方便、可靠性高，且安装部署后无需对天线参数进行测量配置的内置一体化天线设备。该一体化天线由一根天线或总间距不大于20cm的多根天线组成，使之能够集成在一个分站或读卡器当中。该单一分站（或读卡器）不但能测定定位卡到分站（或读卡器）的距离，还能判定定位卡的方位（在分站或读卡器的左侧或右侧）。

3．扩展接口的研究。

为了使系统分站能够与精确定位系统、安全监测系统、视频监控系统、语音扩播系统、调度指挥系统、工业控制系统“六大系统”完美兼容，定位分站设计需遵循“一网一站”系统建设原则，首先要确保硬件底层兼容，同时也应实现各系统功能的有机融合。融合后的系统平台，能够使精确定位系统、安全监测系统、视频监控系统、语音扩播系统、调度指挥系统、工业控制系统等各系统数据统一接口接入，统一通道回传。

掘进工作面移动设备的人员接近监测系统

研究和实施范围包括神东上湾煤矿现有的连采机、锚杆机、梭车移动机械设备（各一台）。

（1）研究移动设备人员接近监测系统的架构。

（2）研究移动设备接近人员不同区域的快速精确定位方法。

（3）研究移动设备接近人员位置的显示、查询、存储方法。

（4）研究移动设备人员接近系统的预警、停机控制方法。

（5）研制移动设备的人员接近监测系统成套设备，研究连采机、锚杆机、梭车等移动设备的具体实施方案。

（七）煤矿井下人员精确定位行业技术标准研究制定

本项目所研发的系统和设备，应具有先进性、稳定性和安全性。投标人要充分评估煤矿井下人员定位系统的安全需求和功能需求，参考已有的行业技术标准，制定煤矿井下人员精确定位行业技术标准。为此，要开展以下几方面的研究：

1．系统功能的研究确定

已有的AQ1048和AQ6210煤矿井下作业人员管理系统行业标准中没有对精确定位系统的功能作规范和要求。投标人要对煤矿井下人员精确定位系统的功能标准进行研究，包括系统的适用环境、系统设备的安全防护等级要求、型号分类、系统的组成等。

2．系统技术指标的研究确定

已有的AQ1048和AQ6210煤矿井下作业人员管理系统行业标准中没有精确定位系统的技术指标要求。投标人要对煤矿井下人员精确定位系统的技术指标进行研究，包括通信距离、定位精度、巡检周期、误差范围、错误率、响应时间等。

2.3项目总工期（项目研究进度及完成时间）：

本招标项目研究时间为30个月，其中工业性试验不少于6个月。投标方应根据研究项目的主要内容要求和考核指标，提出项目研究的进度及达到的预期目标。

项目实施方案内容包括总体技术方案及关键技术研究方案、工程设计方案、工程实施方案、现场试验方案、试运行考核方案等。项目进度和实施计划要求如下（自合同签订之日起）：

1．现场调研，UWB定位基础技术研究，高精度定位系统和掘进工作面移动设备的人员接近监测系统的研发（第1 − 12月）。

2．高精度定位系统部署实施和安装调试，制定井下人员精确定位系统行业标准，撰写论文和软著，申请专利（第13 − 20月）。

3．工业性试验，完成数据的采集、记录、备份，形成系统试运行报告（第21 − 27月）。

4．编写完成系统手册和运维说明，编写完成结题文档，项目验收（第28 − 30月）。

投标人应根据以上功能、性能、现场要求和进度要求提出详细的实施方案，包括实施计划、里程碑节点、项目管理方式和具体措施等等。

3.1资质条件和业绩要求：

【1】资质条件：投标人须为依法注册具有独立法人资格。具有并提供有效的营业执照扫描件。

【2】财务要求：投标人须没有处于被责令停业，财产被接管、冻结，破产状态。

【3】业绩要求：/

【4】信誉要求：未被国家市场监督管理总局国家企业信用信息公示系统网站（www.gsxt.gov.cn）列入经营异常名录或严重违法失信企业名单；未被国家公共信用信息中心“信用中国”网（www.creditchina.gov.cn）或各级信用信息共享平台中列入失信被执行人或失信黑名单；未被最高法中国执行信息公开网（zxgk.court.gov.cn）列入失信被执行人清单。

【5】项目（课题）负责人的资格要求：提供有效的正高级职称资格证书。从事煤矿井下人员精确定位、监控、通信、图像等信息化系统研究10年以上，提供工作简历证明。作为第1发明人获国家授权发明专利不少于30件（应是矿井人员和车辆动目标定位专利，提交专利证书复印件）；作为第1完成人制定国家或行业标准不少于20项（应是矿井人员定位、监控、通信和图像标准，提交标准封面和署名页复印件）；作为项目负责人承担国家重点研发计划项目不少于1项（提交国家立项通知复印件）。

【6】其他主要人员要求：/  

【7】科研状况：/

【8】其他要求：/

注：母子公司资质业绩均不得互相借用。

3.2 本项目接受联合体投标。应满足下列要求：联合体牵头人应是从事矿山井下定位领域研究的高等院校、研究院所和国家高新技术企业等单位，具有独立法人资格，技术力量、人员结构等应满足本项目的需求，具有履行合同的能力，并取得过与本项目相关的科技成果。具有与煤矿井下人员精确定位与数据传输技术相关的国家授权发明专利不少于10项（需要列明专利名称及概述）；参加过与煤矿定位技术相关的国家重点研发计划项目不少于1项。（以上均需提供证明材料复印件）

联合体牵头人自2018年1月1日至今企业经营状况良好，无亏损年度（需出具2018、2019年的审计报告或财务报表）。

自2018年1月1日以来，第一投标人有4个及以上不少于300万元的煤矿精准定位管理系统的实施案例，至少有1个投资额不少于700万元的煤矿精准定位管理系统的实施案例。（附合同证明）。

3.3 单位负责人为同一人或者存在控股、管理关系的不同单位，不得参加同一标段投标，否则，相关投标均无效。