為解決礦井發生災害時應急撤離通知方式單一、路線不明確等問題，融合安全監測監控、精確人員定位、應急廣播、調度電話等安全系統數據，研發出應急撤離一鍵通知功能，實現多渠道、多模態的應急消息快速下發；采用樹形交互控件管理逃生路線節點信息，實現智能路線指引；通過對應急撤離人員軌跡的關鍵指標追蹤和分析，提供應急決策的科學依據；實現了寸草塔煤礦全礦范圍內多類型終端的集成和統一管理，系統應急撤離效率提高了40%，有效解決了撤離通知下發效率低、操作繁瑣等問題。

文章來源：《智能礦山》2025年第5期“學術園地”欄目

第一作者：李計良，主要從事礦井信息化、智能化、應急救援、煤炭數量、煤炭質量的相關研究工作。E-mail：10034052@ceic.com

作者單位：國能神東煤炭集團有限責任公司

引用格式：李計良，王存飛，王林峰，等. 煤礦井下智能應急撤離系統研發與應用[J]. 智能礦山，2025，6(4)：51-56.

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國家能源集團所屬各礦井巷道多、距離長，設備線路管道多，作業人員在井下環境惡劣、地質條件復雜、不安全因素增多的情況下，應對停電、停風、火災、水災等礦山災害時，存在緊急撤離時通知方式單一、路線不明確、缺乏有效溝通、缺少有效指引等諸多風險。

目前各煤礦已經建立了包括壓風自救、供水施救、礦井災害預警、車輛管理、應急避險、人員定位、安全監測監控等多維度安全保障系統，并輔以應急廣播、調度電話等通信手段，但利用智能化手段提高礦井應急管理安全能力方面，仍需解決以下3個問題。

（1）系統間數據孤島現象嚴重，關鍵應急信息未實現跨系統共享，影響應急響應敏捷性。

（2）數據分析應用深度不足，缺乏智能化輔助決策支持，緊急情況難以迅速鎖定關鍵目標，制定并執行最優救援方案。

（3）應急通知機制效率低下，覆蓋范圍有限，依賴傳統方式逐一操作多個系統下發通知，耗時又易遺漏，難以確保全員及時接收并響應。

因此，基于現有的人員定位、應急廣播、調度電話、安全監測監控、工業視頻等系統，煤礦井下智能應急撤離系統利用結構化和非結構化數據，結合有效算法實現應急撤離消息一鍵下發，加強了井下智能化裝備與應急處置系統的聯動能力，提高應急撤離效率。

煤礦井下智能應急撤離系統研發

制定數據采集與存儲的標準化，自主設計實施標準化數據采集與存儲方案，實現數據的一致性與可用性，支持對各類復雜數據格式的自動解析與轉換，實現了數據的統一格式與高效存儲。

1.1 數據融合平臺搭建

基于FTP+Text、HTTP+JSON、HTTP+XML等數據交換協議，采用先進的系統集成技術，自主研發了Java采集程序，構建了數據交互橋梁，實現了對多源異構數據高效整合與實時同步，確保數據的準確性和時效性。針對人員定位系統和電話系統接口繁雜、數據量龐大等特點，引入智能數據過濾機制，自動甄別并過濾無用或冗余數據信息；運用FDL數據處理平臺工具，完成數據清洗、轉換、存儲，優化了數據處理流程。

1.2 礦井動態區域管理與系統映射

礦井發生局部災變并未影響整個礦井，為滿足所有情況，煤礦井下智能應急撤離系統采用樹形展示礦井區域，用戶可清晰便捷地進行區域父子層級關系的創建、編輯和維護，根據礦井實際變化動態增加、刪除、合并或拆分區域，層次化管理方式符合礦井復雜結構實際情況，提高了區域管理的靈活性和準確性。

煤礦井下智能應急撤離系統以劃分的礦井區域為基礎，將人員定位、應急廣播、調度電話、安全監測監控、工業視頻等系統終端與礦井區域進行映射綁定，勾選礦井區域時聯動所有關聯終端，應急撤離時以上終端對井下實時監控。同一個終端可和多個區域綁定，同一個區域也可綁定多個區域，支持跨區域通知，增強了系統通知的靈活性，礦井動態區域管理與系統映射數據界面如圖1所示。

圖1 礦井動態區域管理與系統映射數據界面

煤礦井下智能應急撤離路線設計

真實、合理及有效指引員工撤離是應急撤離路線的關鍵指標，煤礦井下智能應急撤離系統采用樹形結構精細管理路線節點信息，確保路線規劃的清晰與高效。以礦井為穩固根節點，逐級向下延展，直接通往地面的關鍵區域為1級節點，深入至各具體工作面，形成了從地面至井下工作面的全方位、多層次路線網絡。

在路線節點體系構建完善后，實現節點與井下基站的精準映射，通過映射關系實時接收來自人員定位系統數據，迅速鎖定人員當前所在基站，精確判斷人員所處路線節點位置。煤礦井下智能應急撤離系統智能逆向追溯，從當前節點逐級向上（升井方向）匯總，自動生成1條清晰明確的撤離路線，確保人員在最短時間內找到最安全的逃生路徑。

井下環境復雜多變，在路線規劃時特別設計分支節點處理機制，在同一節點處，智能生成多條備選撤離路線，提供多樣化選擇，適應不同情境需求。撤離路線以簡潔明了的文本形式，通過手機短信、APP推送等多種即時通信渠道，迅速觸達給需要撤離的人員。應急撤離路線設計與實現數據界面如圖2所示，應急撤離路線短信通知如圖3所示。

圖2 應急撤離路線設計與實現數據界面

圖3 應急撤離路線短信通知

煤礦井下智能應急撤離消息一鍵下發設計

為滿足應急撤離消息在最短的時間內通知井下受災人員，應急撤離消息一鍵通知功能實現快速定位危險區域內的設備、人員，并一鍵全覆蓋下發，也可單獨通知某人或設備，具備語音電話通知、廣播、手機、定位儀卡多個渠道。

3.1 多元化報警通知機制

當礦井生產系統存在安全風險或需要緊急通知相關人員時，通過WebAPI技術將預警信息精準地推送至各終端。電話系統即時發起語音呼叫或發送短信，廣播系統覆蓋區域播放緊急語音廣播，定位儀卡實時追蹤人員位置，確保信息直達目標群體。智能終端如安全帽和手持設備，通過接收數據下發指令，立即啟動振動、燈光閃爍等警示功能，進一步提升應急響應的靈活性與覆蓋面，增強預警的即時性和有效性。

3.2 基于動態模板通知下發

煤礦井下發生災變通常為多種災害疊加，在災變發生時需選擇不同災變類型，完成應急撤離消息與應急撤離路線的一鍵下發。應急撤離消息通知下發功能，依托礦井動態區域管理與系統映射關系，調度員選擇某區域并準備發送通知時，系統實時呈現該區域內關聯的定位基站、調度電話、應急廣播以、人員信息及工業視頻等所有終端信息。調度員輸入通知內容并點擊一鍵下發按鈕，系統立即完成應急廣播語音播報、人員定位卡振動閃光告警、智能終端文字通知、手機固話語音消息等多渠道、多模態的通知觸達。

通過區域與人員定位基站的映射關系，實時統計展示區域樹上各節點的基站、人員、電話、廣播系統，方便調度人員快速識別災害區域內情況，飽和式通知方式確保通知無死角、無遺漏傳達到目標區域內的每個人和設備，應急撤離消息一鍵下發功能設計與實現數據界面如圖4所示。

圖4 應急撤離消息一鍵下發功能設計與實現數據界面

3.3 基于RabbitMQ的手機終端消息下發

生產控制平臺APP每天約3萬人次訪問，為提高應急撤離消息通過APP推送，采用RabbitMQ技術實現生產端/消費端異步通信，后臺根據職工員工編碼動態創建RabbitMQ隊列，配合一鍵下發功能，確保消息精準投遞。APP根據登錄工號實時連接對應隊列，持續監聽并接收消息，確保消息實時性，滿足個性化通知精準送達，提升了工作效率和用戶體驗，基于RabbitMQ的手機終端消息下發如圖5所示。

圖5 基于RabbitMQ的手機終端消息下發

煤礦井下智能人員軌跡跟蹤設計

4.1 精準人員狀態識別與軌跡追蹤

依托精確人員定位系統，實時篩選井下作業人員的最新位置數據，應急撤離指令下發后迅速獲取受災區域人員，并對受災人員針對性關注，對已經升井人員自動判定為安全狀態，對于未脫困人員繼續進行精細化軌跡追蹤。

通過精確捕捉人員在事件處置開始至當前時刻所經過的每個基站及具體時間點，系統生成詳細軌跡記錄，軌跡數據經嚴格時間序列排序，確保最新軌跡始終位于序列頂端，便于及時掌握人員動態。

構建基站序列與進入時間序列的精確映射，追溯歷史軌跡，通過基站信息輔助判斷井下人員是否已安全升井，實時更新至人員軌跡追蹤記錄表中，并同步維護人員當前與上次位置信息，確保信息的時效性與準確性，軌跡報警和軌跡跟蹤界面如圖6所示。

圖6 軌跡報警和軌跡跟蹤界面

4.2 智能軌跡超時報警系統

應急撤離時，部分人員會因迷路或身體受傷等原因，長時間處于同一個區域。具備持續監測人員位置變化功能，結合預設報警時長與等級體系，自動評估并更新報警等級。發現人員位置長時間未發生變動，且達到預設報警閾值，系統自動觸發報警，并根據超時時長逐步升級報警等級，直至最高級別，提醒應急指揮人員對潛在風險的即時響應。當所有人員均已到達安全位置后，系統啟動自動化清理與初始化流程，將所有追蹤記錄從實時表遷移至歷史表歸檔保存，清空實時表，為歷史數據回溯與分析和為下一次事件處置的軌跡追蹤做好準備。

煤礦井下智能應急撤離關鍵指標分析

結合多源數據融合、數據分析與可視化技術，實現應急撤離全面智能的數據分析與可視化，提升煤礦應急管理的效率與精準度，為指揮決策人員提供直觀、易懂的數據分析。

5.1 數據融合分析

基于標準化存儲多源數據，運用數據分析模型與算法，全面剖析煤礦應急場景下的關鍵指標，實現井下人員分布實時分析，精準定位每個區域的人員密度與動態變化，精確統計需撤離區域的人員和車輛，為應急資源的調配提供科學依據。追蹤人員接受報警通知情況，確保應急響應的及時性與有效性。基于人員定位系統的實際撤離情況，撤離分析功能評估人員撤離進度；通過人員移動軌跡分析，快速定位可能遇險或被困的具體人員，應急撤離看板界面如圖7所示。

圖7 應急撤離看板界面

5.2 可視化報表與界面展示

利用VUE3與ElementUI等前端技術，直觀清晰展示復雜的數據分析結果界面。保證頁面色彩鮮明、布局合理、實時動態地展示井下人員分布、撤離路徑規劃、報警響應狀態等應急管理的關鍵信息，幫助決策者迅速掌握煤礦應急管理的全局情況，為指揮決策提供有力支持。引入專業報表工具，根據用戶需求定制化生成和導出數據，滿足不同層級、不同需求的數據分析與報表，為煤礦應急管理提供了更加全面、細致的數據支持。

煤礦井下智能應急撤離系統應用

煤礦井下智能應急撤離系統已經在國能神東煤炭集團寸草塔煤礦成功應用，包含綜合看板、工業視頻、視頻跟蹤、通知下發、撤離路線、系統維護、幫助文檔等模塊，實現了全礦261個監測監控終端，64個應急廣播終端，263個電話終端，68個人員定位分站，610個人員定位終端，352路工業視頻的集成。

在災害發生時可實現對應急廣播、調度電話、人員定位、移動電話、生產控制平臺APP等方式的一鍵通知，實現多渠道報警和人員軌跡跟蹤等功能。通過水災與火災應急演練驗證，系統應急撤離效率提高了40%，有效解決了以往撤離通知下發效率低、操作繁瑣等問題。

總 結

（1）采集與解析現有的人員定位、應急廣播、調度電話、安全監測監控、工業視頻等系統的結構化數據和非結構化數據，提出了基于物聯網的多源異構動態數據融合方法，建立了動靜態多源數據、異構數據的數據資源融合平臺，實現了對以上安全系統的數據融合，為應急撤離系統開發奠定了數據基礎。

（2）搭建了實時數據、災變展示平臺，構建頁面布局清晰、功能多樣、簡單易用的展示界面，實時展示已升井人員、已升井車輛、滯留人員、滯留車輛等關鍵指標，實時跟蹤展示關鍵數據并展示更多詳情內容，方便指揮部人員隨時了解井下當前狀態及時作出決策。

（3）煤礦井下智能應急撤離目前使用的人員定位等安全系統的基礎數據，下一步將結合大數據分析等新技術，開展數據分析和智能路線指引，后期將進一步研究大數據分析技術在應急撤離上的智能應用。

編輯丨李莎

審核丨趙瑞

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《智能礦山》

Journal of Intelligent Mine

月刊CN 10-1709/TN，ISSN 2096-9139，聚焦礦山智能化領域產學研用新進展的綜合性技術刊物。

主編：王國法院士

投稿網址：www.chinamai.org.cn（期刊中心-作者投稿）

聯系人：李編輯 010-87986441

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