面向矿山救援的UWB雷达生命信息识别研究现状与展望
作者
郑学召 ，马扬1，2，3，黄渊1，2，3，蔡国斌1，2，3，丁文1，2，3
作者单位
1.西安科技大学 安全科学与工程学院，陕西 西安 710054；2.国家矿山救援西安研究中心，陕西 西安 710054；3.陕西西矿智通科技有限公司，陕西 西安 710086
贡献1：探讨了UWB雷达生命探测系统在矿山救援中的应用场景
进行矿山水平巷道救援时，若遭遇无法疏通的煤岩遮蔽物，可利用UWB雷达搜寻遮蔽物后方的被困人员。进行垂直钻孔救援时，可在地面施工小直径钻孔，向内部署UWB雷达探测器，通过有线与无线传输方式将探测信息传输至救援人员和应急指挥中心。一旦确定被困人员的位置，随即施工大直径钻孔，将被困人员安全提升至地面。
贡献2：总结了UWB雷达生命信息识别研究现状
矿山灾害事故发生后，检测坍塌环境下遮蔽物后方人体目标的生命体征信号为UWB雷达生命信息识别的主要研究内容。从生命信号提取、人体目标识别和生命体量化3个方面梳理了UWB雷达生命信息识别的研究现状。随着UWB雷达硬件电路集成化程度的提升，相关技术也向着复杂、高效的方向发展，为实现基于UWB雷达的生命体精确探测提供技术支撑。
贡献3：分析了目前UWB雷达生命探测技术在矿山救援领域应用存在的问题
1）针对井下坍塌环境中非平稳信号与环境噪声等的滤除方法研究较少。
2）针对运动（或微动）目标姿势、行为、生命状态等信息的提取与表征方法有待改进，人体生命信息识别模型尚未完善且模型间特征关联性较低。
3）针对多目标产生的“混叠”问题缺乏解决方案。
贡献4：展望了面向矿山救援的UWB雷达生命信息识别研究方向
1）不断优化多类矿山灾变环境的噪声与杂波自适应滤除方法。
2） 构建适用于矿山救援领域的人体生命信息识别模型。
3） 进一步提高对矿井遮蔽物后多目标的量化能力。
4） 深入探究UWB雷达最佳探测频段确定方法。
作者介绍
郑学召，教授，博生研究生导师，澳大利亚伍伦贡大学高级访问学者，西安科技大学矿山应急救援研究所所长，西安科技大学应急技术与管理方向学术带头人，西安科技大学安全学院应急技术与管理系主任，应急管理部研究中心专家，四川轻化工大学特聘教授、陕西省消防救援总队灭火救援装备专家库专家、《工矿自动化》杂志编委，中国煤炭劳保学会防灭火专业、通风专业委员会委员，全国应急技术与管理本科专业高校联盟理事。主要从事应急技术与管理和矿山防灭火技术的研究工作。主持国家自然基金面上项目、国家重点研发任务项目、陕西省自然基金面上项目、中国博士后科学基金、陕西省应急管理领域科技信息化专项课题等纵向课题7项，承担校企合作项目20余项。成果先后获省部级科学技术奖13项，授权国家专利76项，软件著作权4项。发表学术论文90余篇，出版专著3部。
引用格式
郑学召，马扬，黄渊，等. 面向矿山救援的UWB雷达生命信息识别研究现状与展望[J]. 工矿自动化，2024，50（7）：12-20.
ZHENG Xuezhao, MA Yang, HUANG Yuan, et al. Research status and prospects of UWB radar life information recognition for mine rescue[J]. Journal of Mine Automation，2024，50（7）：12-20.
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