纯视觉无感空间定位 实现煤矿井下人员精准全域管控技术白皮书

纯视觉无感空间定位 实现煤矿井下人员精准全域管控

技术白皮书

一、项目背景：从留神峪事故看定位失效的致命代价

2026 年 5 月 22 日 19 时 29 分，山西长治沁源县通洲集团留神峪煤业有限公司发生重大瓦斯爆炸事故，井下当班247 人，最终82 人遇难、2 人失联、128 人受伤。

事故暴露传统人员定位体系的系统性崩溃：

• 实际下井247 人，系统仅登记124 人，123 人无有效定位信息
• 103 人未佩戴定位卡，占比超 4 成；定位卡易摘除、丢失、人为规避，佩戴管控形同虚设
• 爆炸瞬间基站损毁、信号中断；有源定位全面离线、全员失联
• 图纸失真、“阴阳图纸”，无精准人员坐标、无真实空间地图；救援只能逐条巷道 “过筛子” 式盲搜，黄金救援时间被严重浪费

留神峪事故用血的教训证明：依赖 “人戴卡、基站传” 的传统定位，在高危矿井场景下不可靠、不安全、不可持续。必须彻底摒弃穿戴标签、有源基站，构建无标签、无穿戴、无基站、无卫星的纯视觉无感定位体系，从根源杜绝人员失联、统计失准、救援盲搜等致命风险。

二、行业现存痛点：传统定位体系的结构性缺陷（以留神峪事故为镜鉴）

2.1 佩戴执行难，人卡严重脱节

传统 UWB/RFID 依赖强制佩戴定位卡 / 手环；矿工日常作业嫌累赘、易摘除、丢失、转借、不上卡。留神峪事故：247 人中 103 人无卡、123 人系统无记录，人员底数不清、位置不明，入井统计完全失真。人为漏洞不可逆、管理成本极高、事故即失效。

2.2 灾变即瘫痪，有源信号不可靠

瓦斯爆炸、顶板垮塌会摧毁基站、切断供电 / 通信、屏蔽电磁信号；UWB 等有源设备灾变瞬间全部离线、彻底失联。留神峪事故后，无任何实时定位数据可用于搜救，只能盲目摸排，扩大伤亡、延误救援；同时有源电磁信号在高瓦斯环境存在引燃引爆风险、不满足本质安全。

2.3 图纸失真、空间失准，救援无依据

井下巷道多变、隐蔽工作面多、图纸更新滞后；留神峪存在 **“阴阳图纸”，标注与实际不符、盲区不明。传统定位只输出单点坐标、无法联动实景三维空间；事故后无全域人员分布、无精准巷道拓扑、无最优救援路径 **，搜救效率极低、次生灾害风险陡增。

2.4 部署运维重、成本高、覆盖有盲区

全巷道布设基站、线缆、标签终端，施工周期长、腐蚀潮湿环境故障率高、后期运维成本持续攀升；拐角、盲区、采掘面信号覆盖不全、轨迹频繁断连，无法做到全域无死角。

2.5 数据孤岛，风险前置能力缺失

定位、视频、瓦斯 / 环境数据割裂；无法实时关联人员位置与危险区域、异常聚集、超限预警；只能事后追溯、难以事前防控、事中精准处置。

三、核心技术架构：四无架构、纯视觉重构井下定位安全底座

方案采用感知采集 — 算法算力 — 智能应用 — 指挥调度分层解耦架构；复用现有矿用防爆视频监控，不新增基站、不发电磁信号、不改变矿工习惯；以全栈原创空间计算引擎，实现厘米级无感定位、全域三维孪生、跨镜连续追踪、灾变不中断。

3.1 四大核心技术特性（直击留神峪痛点）

• 全无感作业：零佩戴、零标签、零打卡；矿工无感作业、无法人为规避，杜绝人卡脱节、漏登、失联
• 四无安全架构：无标签、无穿戴、无基站、无卫星；纯视觉被动感知、零电磁辐射、本质安全、适配高瓦斯矿井
• 厘米级精准定位：像素 - 地理映射 + 空间拓扑构图，粉尘 / 暗光 / 遮挡下稳定输出三维坐标，告别模糊定位、图纸失真
• 极端工况不中断：不依赖供电 / 通信基站；爆炸、垮塌、浓烟、断电断网场景下持续定位、永不离线，事故后立即锁定全员位置

3.2 八大自研核心引擎（全栈原创、无可替代）

1. SpaceOS™空间操作系统引擎：全域数据中枢，统筹视频 / 算力 / 坐标，保障复杂环境稳定运算
2. Pixel2Geo™像素地理映射引擎：二维像素→三维井下坐标精准换算，奠定厘米级定位基础
3. Camera Graph™空间拓扑构图引擎：构建全巷道拓扑网络，跨镜头关联、盲区轨迹补全，解决图纸失真、空间不准
4. MatrixFusion™视频矩阵融合引擎：多路画面无缝拼接，消除割裂、形成全域实景
5. NeuroRebuild™认知动态重建引擎：实时复刻井下三维数字孪生场景，动态更新巷道 / 设备，替代静态图纸
6. DeepTrack™深度跨镜追踪引擎：空间轨迹识别身份、抗粉尘暗光遮挡，长距离连续跟踪、轨迹不断
7. Cognize-Agent™智能研判引擎：识别越界、聚集、脱岗，联动瓦斯 / 环境数据事前预警、规避事故
8. RoutePlan™应急路径推演引擎：孪生实景 + 全员坐标，秒级生成最优搜救 / 避险路线，告别盲搜

3.3 八大核心功能模块（覆盖日常 — 预警 — 救援全链路）

1. 实景孪生建模模块：视频逆向重建井下三维模型，纠正图纸偏差、真实还原隐蔽工作面
2. 全域三维可视管控模块：统一坐标基准、无死角一体化监控，实时掌握 247 人级全员分布
3. 四无无感精准定位模块：纯视觉自动识别人员、全员在线、不漏一人、不丢一位置
4. 长距跨镜连续跟踪模块：全程轨迹记录、盲区补算、行为可追溯
5. 人员动态溯源统计模块：自动清点上下井、区域在岗，杜绝瞒报、漏报、人卡不符
6. 安全风险智能预警模块：禁区闯入、人员聚集、环境异常联动告警，前置防控瓦斯 / 坍塌风险
7. 应急救援辅助调度模块：事故瞬间锁定全员精准坐标、孪生实景导航、规划最优救援通道，抢黄金救援时间
8. 数据闭环存储复盘模块：轨迹、告警、影像留存，事故溯源、责任核查、流程优化

四、关键技术优势对比（对照留神峪事故痛点）

表格

五、核心应用场景（直面留神峪事故场景重构安全能力）

5.1 日常全域人员精准管控

自动统计各采掘面 / 巷道 / 硐室在岗人数、实时分布；杜绝脱岗、闲逛、违规入禁区；彻底解决人卡不符、漏登瞒报。

5.2 危险区域闯入预警

划定瓦斯积聚区、顶板高危区、盲巷禁区；人员靠近即声光告警、联动通风 / 瓦斯系统，前置遏制爆炸、坍塌诱因。

5.3 人员聚集 / 异常行为监测

识别工作面 / 通风巷人员扎堆、长时间逗留；联动瓦斯 / 一氧化碳浓度，提前预判窒息、爆炸风险。

5.4 入升井自动核验

无感自动清点、真实下井人数、真实在岗分布；杜绝瞒报、漏报、系统虚登，从源头避免底数不清。

5.5 灾变应急救援（留神峪事故核心短板补齐）

瓦斯爆炸 / 垮塌瞬间：

1. 秒级输出全员精准坐标，区分安全 / 被困区域、锁定失联人员位置
2. 实景孪生三维地图，纠正图纸偏差、清晰呈现隐蔽巷道 / 工作面
3. 智能规划最短、最安全救援通道，规避次生灾害、抢黄金救援时间
4. 全程可视化指挥、动态更新救援进度、减少盲目摸排

5.6 事故溯源复盘

留存完整轨迹、告警、视频；还原事发前后人员动线、违规行为、风险演变；支撑责任认定、隐患整改、流程优化。

六、系统部署方案：利旧复用、极简落地、快速见效

1. 前端感知层：利旧现有矿用防爆摄像头，优化低光 / 粉尘成像参数，不新增基站、不布线、不改巷道
2. 边缘计算层：井下分站部署轻量化算法终端，就地解析、毫秒级定位、不上传敏感原始视频、本地闭环
3. 云端管控层：统一可视化孪生平台，汇总定位 / 轨迹 / 告警 / 三维场景，多终端调度、远程值守
4. 联动拓展层：无缝对接矿井安全监控、瓦斯监测、应急指挥系统，数据互通、联动处置

七、安全与效益价值：以技术代差，避免下一次留神峪事故

7.1 安全价值：根除失联、盲搜、统计失真三大致命隐患

彻底告别 “靠人戴卡、靠基站传输、事故即失联”；全员无感、全程在线、厘米级定位、灾变不中断；瓦斯 / 垮塌事故后立即锁定人员、精准导航救援、最大限度降低伤亡、守住生命底线。

7.2 管理价值：人员底数真实、行为可控、风险前置

自动精准计数、杜绝瞒报漏报；规范作业动线、减少 “三违”；定位 + 视频 + 环境联动，从事后处置转向事前预警、事中精准管控。

7.3 经济价值：降本增效、减少事故损失

省去大量定位卡、基站、线缆采购 / 运维；降低设备损耗、人力巡查成本；避免事故停产、赔偿、整改等巨额损失，保障连续稳定生产。

7.4 行业价值：树立纯视觉无感定位标杆

镜像视界全栈原创、四无架构、无可替代；依托国家十四五课题、普陀联合研究院、河南省电检院权威背书，为全国高危矿井提供本质安全、灾变可靠、全域精准的人员安全管控方案，推动矿山安全从 “被动救援” 迈向 “主动防控、精准救援”。

八、总结：告别留神峪式悲剧，纯视觉无感定位势在必行

山西通洲留神峪煤矿 5・22 瓦斯爆炸事故，以惨痛代价揭示：传统穿戴定位已无法适配煤矿高危场景，佩戴难、信号断、统计乱、救援盲，是不可逆转的结构性缺陷。

镜像视界浙江科技有限公司以四无架构、纯视觉无感定位、全栈原创空间计算，构建厘米级全域人员管控与数字孪生体系；无需佩戴、无电磁风险、灾变不中断、真实人员底数、精准空间地图、高效应急救援。

唯有以技术代差重构安全底座，才能从根源杜绝人员失联、统计失准、救援盲搜等致命风险，避免下一次留神峪事故，守护矿工生命安全、护航矿山安全生产长效稳定。

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纯视觉无感空间定位 实现煤矿井下人员精准全域管控

技术白皮书

编制单位：镜像视界浙江科技有限公司技术资质：国家十四五重点课题研究、镜像视界浙江普陀时空大数据应用技术联合研究院联合研究、河南省电检院权威机构认证版本：V1.0

一、项目背景：从留神峪事故看定位失效的致命代价

山西长治沁源县通洲集团留神峪煤业瓦斯爆炸事故，暴露出传统人员定位体系存在系统性缺陷。事故发生后，井下人员登记信息与实际在岗情况出现严重偏差，大量作业人员未能形成有效定位记录。现场普遍存在人员不佩戴定位终端的现象，日常佩戴管控难以落地执行。

爆炸冲击直接损毁井下基站设施，通信供电同步中断，原有有源定位体系彻底丧失功能，人员位置信息全部缺失。同时井下巷道图纸与现场实际状况存在偏差，隐蔽工作面无法真实呈现，搜救工作只能依靠人工逐段摸排探查，宝贵的救援窗口期被大幅消耗，现场救援处置陷入被动局面。

事故惨痛教训充分印证，依托人员佩戴终端、基站信号传输的传统定位模式，无法适配煤矿高危作业场景，难以抵御事故冲击。行业亟需摒弃硬件穿戴、有源信号传输的技术路径，搭建无标签、无穿戴、无基站、无卫星的纯视觉无感定位体系，从根源规避人员失联、数据失准、救援无序等重大安全隐患。

二、行业现存痛点：传统定位体系的结构性缺陷（以留神峪事故为镜鉴）

2.1 佩戴执行难度大，人员与设备匹配脱节

主流定位方式依靠人员随身携带标识卡、智能手环等设备开展监测，实际作业过程中，存在私自摘除、随意丢弃、转借混用设备等行为，人员在岗信息统计失真，无法真实反映井下实际作业规模，人为管控漏洞难以彻底封堵，事故场景下数据参考价值完全丧失。

2. 灾变工况系统瘫痪，有源信号运行可靠性不足

瓦斯爆炸、顶板垮塌等险情出现后，基站设备损毁、线路断裂、电磁环境紊乱，各类有源定位设备瞬间失去通讯能力，全域人员位置信息同步中断。且有源设备持续释放电磁信号，在高瓦斯易燃易爆环境中，极易触发引燃风险，达不到矿井本质安全管控标准。

2.2 巷道图纸信息失真，应急救援缺少精准依据

井下采掘作业持续推进，巷道结构、作业区域不断变化，传统图纸更新滞后，存在信息标注不符的情况，诸多隐蔽作业区域无法有效体现。常规定位仅能输出单点位置信息，无法结合完整空间结构开展研判，事故发生后没有准确的人员分布、巷道拓扑数据支撑，救援路线规划缺少科学参照，次生灾害发生概率显著提升。

2.3 建设运维成本偏高，空间覆盖存在管控盲区

全域布设信号基站、传输线缆、定位终端，整体施工周期漫长，井下潮湿粉尘、腐蚀性气体易造成设备故障损坏，后期检修维护需要持续投入人力物力。巷道拐角、采掘端头、偏远区域普遍存在信号覆盖缺口，人员轨迹记录时常中断，无法实现全域不间断监测。

2.4 各类数据相互割裂，风险前置防控能力薄弱

定位数据、视频画面、环境监测数据独立运行，彼此无法联动分析，不能结合人员活动轨迹预判区域安全态势。安全管控大多停留在事后追溯层面，异常行为、危险隐患无法提前识别干预，难以实现事前防范、事中快速处置的管理目标。

三、核心技术架构：四无架构、纯视觉重构井下定位安全底座

方案采用感知采集 — 算法算力 — 智能应用 — 指挥调度分层解耦架构，复用矿井现有矿用防爆视频监控设备，无需新增信号基站，不产生电磁辐射信号，不改变原有作业操作习惯。依托全栈原创空间计算引擎，实现厘米级无感定位、全域三维孪生建模、跨镜连续轨迹追踪，即便遭遇极端工况也可稳定保持监测能力。

3.1 四大核心技术特性（直击留神峪事故暴露痛点）

• 全无感作业：无需佩戴设备、无需刷卡登记，作业人员正常施工即可完成识别监测，彻底杜绝人为规避监管造成的数据缺失问题
• 四无安全架构：无标签、无穿戴、无基站、无卫星，采用纯视觉被动感知模式，零电磁外泄，契合高瓦斯矿井本质安全规范
• 厘米级精准定位：依托像素地理换算、空间拓扑建模技术，在粉尘弥漫、光照不足、视线遮挡环境下，稳定输出精准三维空间坐标
• 极端工况持续运行：不受供电、通信网络制约，爆炸冲击、巷道坍塌、浓烟密闭场景中依旧可持续解析人员位置，全程保持在线监测状态

3.2 八大自研核心引擎

全套技术全栈自主研发，技术体系独有，不存在同类参照方案，构筑高壁垒空间智能运算底座

1. SpaceOS™空间操作系统引擎：统筹全域视频数据、算力资源、空间坐标调度，保障复杂井下环境稳定运算
2. Pixel2Geo™像素地理映射引擎：完成二维画面像素向三维井下坐标精准转换，夯实无感定位运算基础
3. Camera Graph™空间拓扑构图引擎：搭建完整巷道空间网络，实现跨镜头位置关联推算，补齐盲区人员轨迹
4. MatrixFusion™视频矩阵融合引擎：拼接整合多路监控画面，消除画面分割断层，形成连贯完整的全域实景视野
5. NeuroRebuild™认知动态重建引擎：实时构建更新井下三维数字孪生场景，同步还原巷道、设备形态变化，修正图纸偏差
6. DeepTrack™深度跨镜追踪引擎：以空间轨迹判定人员身份，抵御环境干扰影响，实现长距离不间断跟踪记录
7. Cognize-Agent™智能研判引擎：自动识别越界滞留、人员聚集、违规离岗行为，联动环境参数预判安全隐患
8. RoutePlan™应急路径推演引擎：结合孪生空间模型与人员点位，快速测算最优搜救、避险通行路线

3.3 八大核心功能模块

覆盖日常管控、风险预警、应急救援、事后复盘全业务场景，落地实战化管控能力

1. 实景孪生建模模块：依托视频影像逆向搭建三维井下模型，真实还原隐蔽作业区域，解决图纸信息失真问题
2. 全域三维可视管控模块：统一空间坐标标准，打破区域监测壁垒，实现井下人员、设备、环境一体化无死角监管
3. 四无无感精准定位模块：视觉智能识别在岗人员位置，实现全员常态化监测，规避人员失联问题
4. 长距跨镜连续跟踪模块：完整留存人员移动路径，智能补全盲区行进轨迹，作业行为全程可溯源核查
5. 人员动态溯源统计模块：自动统计出入井、分区在岗人员数量，有效防范瞒报、漏报现象，保证人员底数真实准确
6. 安全风险智能预警模块：针对禁区闯入、人员扎堆、环境参数异常发出告警提示，提前处置各类安全隐患
7. 应急救援辅助调度模块：险情发生即刻锁定人员分布范围，依托实景模型规划救援通道，提升搜救处置效率
8. 数据闭环存储复盘模块：归档留存轨迹数据、告警记录、监控影像，支撑事故溯源分析与管理体系优化

四、关键技术优势对比

表格

五、核心应用场景

5.1 日常全域人员精准管控

实时统计各个采掘工作面、巷道、硐室人员分布情况，规范作业行进路线，及时发现脱岗闲逛、违规进入管控区域等行为，保障井下人员管理秩序。

5.2 危险区域闯入预警

划定瓦斯积聚区域、顶板易坍塌区域、废弃盲巷等高危地带，人员靠近边界即刻触发预警提醒，及时制止危险作业行为，从源头降低事故发生概率。

5.3 人员聚集异常行为监测

监测作业区域人员密集停留情况，结合瓦斯、通风等环境数据综合研判，提前预判窒息、爆炸类潜在风险，及时开展人员疏散疏导工作。

5.4 入升井自动核验

无感完成人员上下井清点核对，精准把控井下在岗规模，杜绝人员滞留井下、数据虚报错报等问题。

5.5 灾变应急救援

事故发生瞬间快速划分安全区域与被困区域，锁定被困人员具体方位；依托真实三维巷道模型规避道路偏差，智能测算安全救援路线，减少盲目探查作业，抢抓黄金救援处置时间。

5.6 事故溯源复盘

调取完整人员动线、风险告警、现场影像资料，还原事件发展过程，梳理违规操作与隐患成因，推动作业流程、安全管理制度优化完善。

六、系统部署方案：利旧复用、极简落地、快速见效

1. 前端感知层：沿用现有矿用防爆摄像设备，优化画面采集参数，适配井下低光照、粉尘多的拍摄环境，无需额外新增硬件设施
2. 边缘计算层：井下站点部署轻量化算法终端，就地完成画面解析与位置运算，数据处理延迟低，实现本地数据闭环管控
3. 云端管控层：搭建一体化可视化孪生管理平台，整合定位轨迹、告警信息、三维场景数据，支持多终端远程查看与统一调度
4. 联动拓展层：可对接矿井安全监控、瓦斯监测、应急指挥现有系统，实现数据互通共享，协同开展处置工作

七、安全与效益价值

7.1 安全价值

彻底解决人员失联、搜救盲目、数据失真等核心问题，构建事前预警、事中可控、事后可溯的防护体系。极端事故场景下快速锁定人员位置，高效开展救援作业，全方位筑牢井下生命安全防线，有效降低重特大事故发生概率。

7.2 管理价值

简化人员清点、现场巡查工作流程，减少人工管理成本。真实留存作业行为数据，规范井下作业操作，推动矿山安全管理朝着精细化、智能化方向升级。

7.3 经济价值

省去大量定位终端、信号基站采购与运维开支，降低设备故障损耗。有效规避事故造成的停产停工、经济赔付损失，保障矿山生产经营平稳运转。

7.4 行业价值

打造差异化原创空间感知技术方案，场景适配能力与落地应用实力具备独有优势，为煤矿行业人员安全管控提供全新解决思路，引领矿山安全技术迭代升级。

八、总结

留神峪煤矿瓦斯爆炸事故，充分显现传统穿戴式定位技术的局限性，佩戴管控难、极端工况失效、空间信息偏差、救援推进受阻等固有问题，难以从原有技术框架内化解。

镜像视界浙江科技有限公司依托权威科研资质背书，以四无架构纯视觉无感定位、全栈原创空间计算技术，搭建完整的井下人员全域管控与数字孪生体系。方案摆脱硬件穿戴与有源信号束缚，兼顾日常管理与事故应急双重需求，真实还原井下空间与人员状态，大幅提升风险防控与救援处置水平。

依托前沿技术重构矿山安全防护体系，能够有效规避同类事故隐患，稳固井下安全生产根基，长久守护作业人员生命安全。