紅柳林礦業總經理常波峰：基于 UWB 定位技術在計量檢驗檢測流程管理中的應用

2025年10月22日 15:33 智能礦山雜志責編：戚金榮作者：智能礦山雜志

為解決礦山計量檢驗檢測中人工操作效率低、誤差大、追溯困難等問題，采用UWB標簽與基站部署、多系統融合及數據實時分析方法，構建了包含定位、數據管理、業務管理等6大子系統的計量檢驗檢測流程管理系統。某煤礦引入基于 UWB定位技術在計量檢驗檢測流程管理系統后，檢測效率提升30%，人工失誤率降低50%，產品合格率從95%提升至99.5%，交付及時率提高8%。UWB定位技術通過高精度定位與自動化管理，優化了檢測流程的規范性與可靠性，與人工智能、物聯網的深度融合，推動礦山計量檢測向無人化、智能化方向發展。

文章來源：《智能礦山》2025年第9期“學術園地”欄目

作者簡介：常波峰，高級工程師，現任陜煤集團神木紅柳林礦業有限公司黨委副書記、總經理，主要從事安全生產、企業運營、智能礦山建設等相關技術研究及管理工作。 E-mail：1403620280@qq.com

作者單位：陜煤集團神木紅柳林礦業有限公司

引用格式：常波峰.基于 UWB 定位技術在計量檢驗檢測流程管理中的應用[J].智能礦山，2025，6(9)：62-65.

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計量檢驗檢測是保障工業生產、貿易往來、質量控制等領域正常運行的重要環節。通過定期校準、檢定、測試各種計量器具及設備，確保測量結果的準確性以及可靠性。在礦山行業，煤質檢驗直接影響產品價值。超寬帶（UWB）定位技術的高精度、低功耗、抗干擾等特點，為優化煤礦井下復雜環境中計量檢驗檢測流程提供了新思路。采用UWB技術實現井下設備及人員精準定位，建立檢測過程的時空記錄，保障檢測行為規范有序。

UWB定位技術煤礦井下的應用優勢

UWB超寬帶技術采用寬頻帶傳輸低功率信號，通過測量信號飛行時間計算距離，實現高數據速率及高精度定位。UWB定位技術具有顯著的優勢。

（1）UWB技術能夠實現厘米級的高精度定位，在工業制造與機器人導航等領域具有獨特的應用價值。

（2）UWB技術低功耗特性適合應用于移動設備以及電池供電的場景。

（3）UWB信號具有很強的抗干擾能力，能夠在復雜電磁環境下穩定工作。

（4）UWB信號具有很強的穿透性，穿過非金屬材料，在非視距環境下也可實現可靠定位。

在煤礦井下的復雜環境中，UWB定位信號可穿透煤塵及水霧，保持穩定通信；在金屬設備密集的井下環境中受多徑干擾小；與藍牙及RFID系統相比，UWB在井下彎曲巷道中定位精度提高4倍；與WiFi定位技術相比，在礦井電磁干擾環境中誤差降低65%；與光學定位不同，UWB不受井下光線以及粉塵影響，全天候可靠工作，為礦山安全生產提供了可靠的技術保障。

UWB定位技術在計量檢驗檢測中的應用

2.1 計量檢驗檢測流程管理的痛點

人工操作的計量檢驗檢測流程管理存在諸多痛點，主要包括以下5個方面的不足。

（1）人工操作以及手工記錄數據的方式效率低下，難以滿足日益增長的檢測需求，特別是在大批量檢測場景下問題更加突出。

（2）人為因素可能導致檢測結果存在誤差或不一致性，影響檢測質量。

（3）人工操作方式下缺乏實時記錄及追溯，若出現問題難以快速定位原因，影響問題解決以及預防。

（4）管理人員難以實時掌握檢測進度與設備狀態等信息，難以進行有效的調度以及決策。

（5）人工操作方式需投入大量人力，效率低下也間接導致時間成本增加。

2.2 UWB定位在計量檢驗檢測流程管理的應用場景

UWB定位技術在煤礦計量檢驗檢測流程管理中具有廣泛的應用場景，主要包括6個方面，UWB定位標簽以及基站設備如圖1所示。

圖1 UWB定位標簽以及基站設備

（1）通過在檢測設備上安裝UWB標簽，實時跟蹤設備位置以及狀態，優化設備調度以及維護。

（2）為檢測人員配備UWB標簽，實時監控人員的位置以及工作狀態，合理分配任務，提高工作效率。

（3）在被檢物品上附加UWB標簽，實現被檢物品的全流程跟蹤，確保檢測過程的可追溯性。

（4）結合UWB定位以及自動化設備，實現檢測過程的自動化，減少人工操作，提高檢測效率以及準確性。

（5）UWB定位數據可用于檢測流程的可視化以及智能化管理，優化流程，提高管理效率。

（6）通過分析UWB定位數據，可及時發現檢測過程中設備故障與人員違規操作等的異常情況，實現預警以及快速響應。

2.3 基于UWB的計量檢驗檢測流程管理系統設計

基于UWB的計量檢驗檢測流程管理系統，主要組成包括6個子系統，基于UWB的計量檢驗檢測流程管理系統架構如圖2所示。

圖2 基于UWB的計量檢驗檢測流程管理系統架構

（1）UWB定位子系統：由UWB基站以及標簽組成，完成實時采集設備與人員與物品的位置信息。

（2）數據管理子系統：完成存儲、處理、分析UWB定位數據，為上層應用提供數據支撐。

（3）業務管理子系統：結合計量檢驗檢測業務需求，實現檢測流程的自動化以及智能化管理，包括任務分配與進度跟蹤與質量控制等功能。

（4）可視化子系統：提供直觀界面展示實時信息，方便管理人員監控以及決策。

（5）預警與報警子系統：實時預警異常情況，確保檢測過程的安全可靠。

（6）接口與集成子系統：提供標準接口，實現與其他系統的數據交換、集成，形成信息閉環。

2.4 UWB定位技術在礦山計量檢驗檢測中的應用案例

某煤礦企業核定生產能力1 800萬t/a，礦井采用斜井開拓方式，共布置6條井筒，主要可采煤層4層，煤層可采高度1.0～7.95 m，平均煤厚4.56 m，埋深為63～345 m。礦井水文地質類型復雜，屬于低瓦斯礦井，煤層具有自燃傾向性以及煤塵爆炸性。

為提高生產效率以及安全性，建設了基于UWB定位技術的計量檢驗檢測流程管理系統。針對礦山特點，在主要巷道每隔50 m布置防爆型UWB基站，交叉路口增設基站，形成網格狀覆蓋；采用特殊信號處理算法減輕煤塵及金屬設備干擾；結合井下工業以太網與光纖混合傳輸方式，確保數據實時傳輸至地面控制中心。基于UWB定位技術的計量檢驗檢測流程管理系統應用主要集中在3個方面。

（1）煤質檢測方面

在采樣、制樣、化驗3個環節部署UWB標記點，實現煤樣全流程追蹤，特別為高硫煤樣設置快速通道，縮短檢測周期27%。

（2）安全檢測方面

瓦斯檢測設備集成UWB標簽，建立時空一體化檢測模式，自動記錄測點位置與檢測時間以及數據，針對自燃傾向性煤層區域建立特密檢測網絡。

（3）水文檢測方面

在關鍵涌水點布置固定UWB參考點，水質取樣設備配備UWB標簽，構建基于位置的水質分析數據庫，輔助突水風險評估。

基于UWB定位技術的計量檢驗檢測流程管理系統應用后檢測效率提高30%，人工失誤率降低50%，產品合格率提高4.5%，交付及時率提升8%。通過實時定位跟蹤、自動化調度、異常預警等功能，有效解決了傳統人工檢測模式的痛點，提升了檢測效率以及準確性，提高了產品質量以及交付能力，展示了UWB技術在礦山計量檢驗檢測中的應用價值，通過與礦山特定環境深度結合，提高檢測效率，引入UWB系統后礦山計量檢驗檢測指標對比見表1。

表1 引入UWB系統后礦山計量檢驗檢測指標對比

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UWB定位在計量檢驗檢測流程管理的優化效果

3.1 提高檢測效率

（1）基于UWB的自動化檢測系統通過精確定位，實現了任務智能分配及流程自動引導，減少了人工操作時間及環節；實時掌握檢測設備及人員位置，優化檢測路徑及設備調度，減少設備移動及等待時間，提高檢測的連續性以及流暢性。實時采集分析數據，管理人員及時了解檢測進度及狀態，做出動態調整，避免延誤。

（2）某煤礦企業應用UWB后，通過智能路徑規劃，井下檢測路線優化率為42%；系統根據任務緊急程度及位置，自動匹配最近檢測人員，響應時間從平均35 min縮短至12 min。在瓦斯超限與水文異常等緊急情況下，系統迅速定位最近設備及專業人員，緊急響應時間縮短65%，提高了應急處置能力。

（3）煤質檢測方面，傳統采樣、運輸、制樣、化驗等環節間存在明顯斷點，引入UWB后，通過全流程追蹤及調度優化，煤樣從采集到分析報告周期從8 h縮短至1 h，加快了生產決策速度及市場響應能力。整體檢測效率提高30%。

3.2 減少人工誤差

（1）UWB定位技術有效減少了計量檢驗檢測過程中的人工誤差。人工檢測模式檢測結果的準確性依賴于操作人員經驗、技能水平及工作狀態。UWB定位技術通過實現檢測過程的自動化以及標準化，減少人為因素干擾。

（2）系統通過對檢測設備及流程的精確定位，自動引導檢測操作，確保每步都按照標準要求完成，減少主觀判斷以及操作失誤的空間。UWB定位與其他傳感器及測量設備結合，實現數據自動采集分析，提高了檢測客觀性及一致性。

（3）井下光線不足、噪音大、空氣質量差、空間狹窄等條件，都會影響檢測人員的判斷力以及操作精度。引入UWB系統后，瓦斯檢測誤報率從2.7%降至0.3%，水質檢測偏差率從5%降至1.2%，煤質化驗重復率從8%降至1.5%。

（4）在采煤工作面附近的高風險瓦斯檢測區域，系統通過強制檢測流程及位置驗證，確保了100%的檢測規范性，預防了因操作失誤導致的安全風險。整體人工失誤率降低50%上，提高了檢測結果的準確性及可靠性，降低了返工及廢品風險，為企業節約了大量人力物力成本。

3.3 實現實時定位跟蹤

（1）UWB定位技術實現了檢測對象的實時定位跟蹤。通過在檢測對象及設備上部署UWB標簽，系統實時獲取位置坐標及移動軌跡，并通過可視化界面直觀呈現。管理人員遠程監控檢測現場的實時動態，掌握每個環節的進度及狀態，及時發現以及處理異常情況。

（2）應用UWB系統后，建立了井下檢測資源電子地圖，管理人員可隨時查看各區域檢測設備及人員分布情況。在某次突發水患中，系統在90 s內定位最近的水質檢測設備及專業人員，并通過系統規劃最佳路徑，指導快速安全到達事發地點，及時發現并處理了水質異常，避免了可能的安全事故。

（3）系統實現了對重點區域檢測頻次的自動監控，確保高風險區域的檢測覆蓋率達到100%，杜絕檢測盲區。

（4）在煤層自燃傾向性監測方面，UWB通過定時定點監督，確保數據的時空一致性以及連續性，提高了自燃預警的準確性。

（5）系統實時定位跟蹤為質量追溯提供了完整的數據支撐，若出現問題可迅速定位原因，實現責任追究以及改進優化。

UWB定位在計量檢驗檢測領域的發展趨勢

隨著UWB定位技術的成熟及優化，在煤礦計量檢驗檢測領域的應用得到深入及拓展。下一步UWB定位融合人工智能、大數據分析、云計算等，提升檢測流程的智能化流程。

（1）UWB定位技術在計量檢驗檢測領域向更高安全性及抗干擾能力方向發展，適應井下復雜電磁環境以及防爆要求，預計新一代防爆型UWB設備將在強干擾環境下仍保持厘米級定位精度。

（2）UWB定位技術在計量檢驗檢測將與礦山特有系統深度融合，與瓦斯監測形成一體化安全網絡，與采煤設備結合實現精準定位以及遠程操控。

（3）在煤質檢測方面，UWB標簽將融入采樣設備及樣品容器，實現全流程無人化。

（4）在應急救援方面，UWB定位將與虛擬現實技術結合，構建井下數字孿生系統。

（5）在災害預警方面，分布式UWB網絡通過監測巷道微小變形，預測沖擊地壓風險。UWB定位正成為礦山數字化轉型的核心基礎設施，推動礦業向智能礦山轉變。

總結

（1）UWB定位的高精度、低功耗、抗干擾等特性，為解決人工檢測模式中的效率低、準確性差等痛點提供了新的思路。通過在檢測對象、設備、人員部署UWB標簽，實現對檢測流程的實時定位跟蹤以及自動化管理，提高檢測效率，減少人工誤差，優化資源配置。

（2）基于UWB的檢測管理系統，包括定位子系統、數據管理、業務管理、可視化、預警報警、接口集成等模塊，全面支撐檢測流程管理的各項需求。

（3）UWB定位技術在計量檢驗檢測領域具有良好的應用效果和推廣前景，未來，UWB定位深度融合人工智能與物聯網等技術，為礦山行業數字化轉型的高質量發展注入新動力。

編輯丨李莎

審核丨趙瑞

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