專利名稱：一種煤礦安全生產(chǎn)巡檢系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種煤礦安全生產(chǎn)巡檢系統(tǒng)，尤其涉及井下煤礦安全生產(chǎn)巡檢系統(tǒng)。
背景技術：
目前我國煤礦仍以地下開采為主，且開采條件復雜，災害事故隱患嚴重，安全問題 一直是制約煤炭工業(yè)健康發(fā)展的主要因素之一。大多數(shù)煤礦地理位置偏僻，交通不便，信息 傳輸手段落后，傳統(tǒng)的安全檢查方法由于檢查人員業(yè)務素質(zhì)及責任心等原因，導致檢查不 到位，事故隱患經(jīng)常出現(xiàn)漏檢漏報，最終導致事故發(fā)生。為了增強煤礦安全生產(chǎn)檢查力度， 政府管理部門規(guī)定了煤礦領導必須下井帶班生產(chǎn)并進行安全檢查的規(guī)定，但這種規(guī)定既難 核實時間又難避免替代等等違規(guī)行為，使得管理制度形同虛設。一旦出現(xiàn)問題，管理層很難 判明責任。因此，如何客觀、準確有效地評定煤礦領導和專職安全檢查人員的工作質(zhì)量、工 作情況？如何判明責任？為解決上述問題，需要從技術上采用必要的措施，確保管理制度有效執(zhí)行煤礦領 導和專職安全檢查人員按時到崗到位的制度，加強安全生產(chǎn)檢查，對發(fā)現(xiàn)的事故隱患及時 采取有效防范措施，從而達到控制和減少煤礦災害事故的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種煤礦安全生產(chǎn)巡檢系統(tǒng)，以計算機控制技術、現(xiàn)代通信 技術和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡傳輸技術為依托，將煤礦領導和專職安全檢查人員在井下現(xiàn)場的安全檢查 時間、線路、次數(shù)等數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、信息傳輸線路，上傳給計算機管理系統(tǒng)進行處 理和保存，構建了煤礦安全生產(chǎn)檢查網(wǎng)絡，上級主管部門和煤礦生產(chǎn)安全管理部門可隨時 調(diào)用查看領導和專職安全檢查人員的現(xiàn)場巡檢情況。一旦發(fā)生事故，可為分析事故原因，確 定事故責任提供相關重要依據(jù)。本發(fā)明是通過如下技術方案來實現(xiàn)的它是由計算機管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡收發(fā)器、前端 控制器、巡檢器、巡檢點設備箱等幾部分組成(一)、計算機管理系統(tǒng)計算機管理系統(tǒng)主要功能a)負責驗證巡檢人員身份；b)生成具有當班唯一序列 ID號碼的巡檢器；C)確定當班巡檢的路線和時間間隔；d)實現(xiàn)巡檢路線、時間和次數(shù)的設 定和修改；e)巡檢違規(guī)記錄與報警顯示；f)記錄并打印安全巡檢人員及領導巡檢到位和工 作情況、生成管理報表及考核安全巡檢人員及領導的工作業(yè)績。(二)、網(wǎng)絡收發(fā)器網(wǎng)絡收發(fā)器接收由多個前端控制器組成的一個局域網(wǎng)系統(tǒng)，網(wǎng)路中每個前端控制 器與其所控制設備組成的一個相對獨立的檢測區(qū)域，控制器之間通過局域網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交 換，完成交互顯示和控制功能。(三)、前端控制器 前端控制器與裝在礦井內(nèi)的巡檢設備箱組成有線或無線檢測網(wǎng)絡，前端控制器接收探測區(qū)域各個巡檢點送來的信號，其接線方式多采用環(huán)狀結構，也可采用樹枝狀結構，本 發(fā)明采用樹枝狀結構。(四)、巡檢器巡檢器內(nèi)置的存儲器主要用來存儲由中央計算機理系統(tǒng)生成的全球唯一序列ID 號碼、確認的安檢人員信息、確定的巡檢路線和巡查點地址編碼。巡檢人員帶著巡檢器按照 規(guī)定的時間、線路在礦井內(nèi)進行巡檢，每到一個巡檢點，巡檢器便可將巡檢人員到達日期、 時間、地點及相關信息輸入給巡檢點設備箱；若巡檢人員不按規(guī)定線路巡檢，則記錄無效， 查對核實后，即視作失職。每個巡檢器在每班使用之前，要先在控制中心計算機上進行巡檢 人員信息驗證，以建立一個巡檢記錄的數(shù)據(jù)，它包括巡檢點序列號碼、到達各巡檢點的時間 和巡檢人員指紋圖像象等信息，有效地杜絕了一次多簽現(xiàn)象和找人替檢情況的發(fā)生。極大 提高了巡更管理工作的效率，管理也更加科學。(五)、巡檢點設備箱巡檢點設備箱的功能是a)接收煤礦領導和專職安全檢查人員的巡檢到位信息 并將該信息上傳，煤礦領導和專職安全檢查人員到達巡檢點后巡檢點設備箱內(nèi)的接收系統(tǒng) 將接收到的信號通過前端控制器及網(wǎng)路收發(fā)器即刻傳送到計算機，計算機會自動記錄巡檢 人員的編號和到達該點的時間，控制中心可以隨時了解巡檢人員的巡檢情況；b)巡檢點設 備箱上設有緊急報警按鈕，當巡檢人員發(fā)現(xiàn)巡檢現(xiàn)場出現(xiàn)緊急情況時，可迅速按下緊急報 警按鈕，控制中心就可知道在什么位置發(fā)生事故；c)巡檢點設備箱上設有的電話插口，遇 到緊急情況時可將隨身攜帶的電話機插上即可與控制中心進行語音通話。本發(fā)明的工作原理當巡檢人員準備巡檢時，首先在控制中心利用指紋輸入器進行身份確認，然后將 巡檢器插入計算機輸入裝置，計算機系統(tǒng)將巡檢人員的個人信息和巡檢路線輸入巡檢器， 證明該巡檢器由此巡檢人員攜帶，便于管理系統(tǒng)識別巡檢人員；巡檢人員按照系統(tǒng)規(guī)定的 路線開始巡檢，各巡檢點設備箱精確的記錄巡檢人員到位的時間、地點依次記錄并通過前 端控制器和網(wǎng)絡收發(fā)器將采集到的數(shù)據(jù)上傳給計算機，計算機通過相應的軟件處理并生成 各種報告，供管理者查閱。為保證巡檢人員的安全，系統(tǒng)設有故障報警裝置，當巡檢人未能 在規(guī)定的時間到達設定位置時，系統(tǒng)即認為在相關地段發(fā)生了不正常情況或異常突發(fā)事 件，巡檢系統(tǒng)便及時的做出響應并進行報警處理。巡檢器內(nèi)設置有指紋識別裝置，當巡檢人 員中途換人時由于與攜帶巡檢器內(nèi)已儲存的原巡檢人員的指紋信息不符，巡檢點設備箱會 拒絕接收信息并發(fā)出報警。巡檢器和巡檢點設備箱采用無線收發(fā)網(wǎng)路工作。本發(fā)明的工作方式是指巡檢設備箱采集的巡檢數(shù)據(jù)與計算機接口通信的方式，本 發(fā)明支持如下兩種數(shù)據(jù)通信及傳輸方式。(一 )、有線聯(lián)網(wǎng)工作方式(如圖一)有線聯(lián)網(wǎng)工作方式是指從巡檢設備箱到中 央計算機管理之間用有線通信線路直接連接，其特點是比較適用于在一定范圍內(nèi)巡檢要求 特別嚴格的場所，可以實時檢測巡檢人員的工作情況。巡檢人員到達巡檢點后即發(fā)出信號， 巡檢點設備箱將接收到的信號通過前端控制器及網(wǎng)路收發(fā)器立即發(fā)送到控制中心計算機， 計算機會自動記錄巡檢人員到達巡檢點時間和巡檢人員的編號，控制中心值班人員可以隨 時了解巡檢人員的實際情況。在礦井內(nèi)合理位置設計巡檢點，由計算機軟件編排巡檢班次、 時間間隔、線路走向，可以有效的管理巡檢人員的巡檢活動，增強安全防范措施。有線聯(lián)網(wǎng)工作方式的優(yōu)點是可以隨時監(jiān)控巡檢員的工作情況，并能對礦井現(xiàn)場情況作出實時報警， 有線巡檢系統(tǒng)是巡檢人員在規(guī)定的巡更路線上，按指定的時間和地點向控制中心計算機發(fā) 回信號以表示工作正常，如果在指定的時間內(nèi)，信號沒有發(fā)到管理電腦，或不按規(guī)定的順序 出現(xiàn)信號，系統(tǒng)將認為是異常，當巡檢人員出現(xiàn)問題或危險時系統(tǒng)會很快發(fā)覺，控制中心計 算機管理系統(tǒng)立即發(fā)出報警信號，指出礦井監(jiān)控的危險點所在，便于發(fā)現(xiàn)礦井危險情況的 發(fā)生。有線式巡檢系統(tǒng)如利用礦井內(nèi)原有電話通訊線路，將大大減少初期安裝費用，此 系統(tǒng)不失為優(yōu)秀的檢測系統(tǒng)。( 二)、無線聯(lián)網(wǎng)工作方式(如圖二)無線聯(lián)網(wǎng)工作方式是指從巡檢設備箱到中 央計算機管理之間用無線收發(fā)系統(tǒng)連接，具有安裝簡單方便，無需布線、系統(tǒng)成本較低，而 且，系統(tǒng)擴容、修改、管理非常方便。無線聯(lián)網(wǎng)工作方式的的巡檢器設計有以太網(wǎng)口或RS485接口，完成數(shù)據(jù)在計算機 和巡檢設備箱間的傳遞，無線工作頻段為國際無線電通信組織規(guī)定的自由頻率2GHz。各巡檢點設備箱通過無線電波相互之間組成無線通信網(wǎng)路。該系統(tǒng)采用 點-點-點的通信方式，由于每個巡檢點設備箱內(nèi)都有微處理器，無需無線電路由器便可實 現(xiàn)一點到另一點間的無線互連，每個巡檢點設備箱不僅可以收發(fā)數(shù)據(jù)，而且還可以轉發(fā)數(shù) 據(jù)到相鄰的巡檢點設備箱，多個巡檢點設備箱相互的連接，可使傳輸距離更遠。當無線網(wǎng)路 中一個巡檢點設備箱出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)會自動將故障箱隔離，相鄰的巡檢點設備箱會自動 取代出現(xiàn)故障的巡檢點設備箱進行數(shù)據(jù)傳送，使網(wǎng)路通信保持正常。為降低在數(shù)據(jù)傳輸中的無線通信出錯率，本發(fā)明采用點到點、點到多點、多節(jié)點無 線通信協(xié)議。本發(fā)明具有如下優(yōu)點a)有效地杜絕巡檢人員在同一巡檢地點一次多簽的現(xiàn)象 的發(fā)生，并通過巡檢器指紋識別系統(tǒng)進行巡檢人員身份認證，杜絕替代巡檢的現(xiàn)象發(fā)生，有 效地管理巡檢人員的巡檢活動，加強了保安防范措施，將計算機信息處理引入煤礦安全巡 檢工作，極大提高了巡檢管理工作的效率，管理也更科學；b)可對巡檢人員和巡檢井道現(xiàn) 場進行實時監(jiān)控，管理人員可隨時了解并掌握巡檢人員的工作情況和監(jiān)控礦井的實際生產(chǎn) 情況。


圖1為本發(fā)明有線式巡檢系統(tǒng)的的原理方框圖；圖2為本發(fā)明無線式巡檢系統(tǒng)的的原理方框圖；圖3為巡檢器的外形圖；圖4為巡檢點設備箱內(nèi)部組成框圖；巡檢點設備箱接收巡檢器發(fā)來的數(shù)據(jù)代碼，同時傳送到下一個巡檢點設備箱，每 兩個巡檢點設備箱之間由無線通信組成通信網(wǎng)路，信息數(shù)據(jù)最終送至前端控制器。每個巡 檢點設備箱均是有源設備，其電壓等級為交流220V。圖5為巡檢器內(nèi)部組成框圖。巡檢器是由巡檢人員隨身攜帶的一種有源卡，內(nèi)嵌3V紐扣電池，由于是有源發(fā) 射，作用距離大大增強，有效通訊距離IOm且無方向性要求。使用時帶在身上或裝在包內(nèi)無需取出便可識別，巡檢器的內(nèi)部存儲器可保存上千條巡檢記錄。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖將本發(fā)明的實施 方案作進一步的詳細描述。實施例一如圖一所示，本發(fā)明有線聯(lián)網(wǎng)工作方式的技術方案與工作過程如下(一 )、巡檢人員身份確定巡檢開始前系統(tǒng)首先登記所有巡檢人員的指紋信息， 一般每個巡檢員登記兩枚以上指紋，左右手各一個以上，該指紋信息用于鑒定巡檢人員的 真實身份。( 二)、計算機系統(tǒng)將巡檢人員的個人信息和巡檢路線輸入巡檢器，證明此巡檢器 由此巡檢人員攜帶，便于管理系統(tǒng)識別巡檢人員，同時系統(tǒng)將設定的巡檢路線、時間、次數(shù)， 輸入到巡檢器，該巡檢器上記錄巡檢人員的身份、編碼及在巡檢活動中有效讀寫權限；(三)、巡檢人員攜帶巡檢器按要求依次巡視，到達規(guī)定的巡檢點，在安裝的巡檢 點設備箱上讀卡，各巡檢點設備箱精確的記錄巡檢人員到位的時間、地點依次記錄并通過 前端控制器和網(wǎng)絡收發(fā)器上傳給計算機，則完成一次巡檢工作記錄并保存。(四)、巡檢人員若不按正常程序巡檢則記錄無效，視作失職，系統(tǒng)管理員可通過 電腦，隨時查詢巡檢情況。(五)、控制中心計算機系統(tǒng)通過相應的軟件處理成各種報告并打印，供管理者查 閱。實施例二如圖二所示，本發(fā)明無線聯(lián)網(wǎng)工作方式(除具有有線聯(lián)網(wǎng)工作方式的全部工作過 程外)的技術方案與工作過程如下(一)、當巡檢人員攜帶巡檢器在規(guī)定的路線上到達1#巡檢點設備箱時，巡檢點設 備箱收到巡檢器發(fā)來的標識代碼后，即傳送給下一個巡檢點設備箱進行接力傳送，同時發(fā) 送一個信號給巡檢器，使該巡檢器的發(fā)送電路處于休眠狀態(tài)以節(jié)省電能。(二)、當巡檢人員攜帶巡檢器離開1#巡檢點設備箱時，巡檢器的發(fā)送電路恢復工 作狀態(tài)。(三)、當巡檢人員攜帶巡檢器在規(guī)定的路線上到達2#或以后每一個巡檢點設 備箱時，巡檢器和巡檢點設備箱即重復(一)、(二)項工作。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.本發(fā)明涉及一種煤礦安全生產(chǎn)巡檢系統(tǒng)，其特征在于它由以下幾部分組成(一)、計算機管理系統(tǒng)計算機管理系統(tǒng)主要功能a)負責驗證巡檢人員身份；b)生成具有當班唯一序列ID 號碼的巡檢器；c)確定當班巡檢的路線和時間間隔；d)實現(xiàn)巡檢路線、時間和次數(shù)的設定 和修改；e)巡檢違規(guī)記錄與報警提示；f)記錄并打印安全巡檢人員及領導巡檢到位和工作 情況、生成管理報表及考核安全巡檢人員及領導的工作業(yè)績。(二)、網(wǎng)絡收發(fā)器網(wǎng)絡收發(fā)器接收由多個前端控制器組成的一個局域網(wǎng)系統(tǒng)，網(wǎng)路中每個前端控制器與 其所控制設備組成的一個相對獨立的檢測區(qū)域，控制器之間通過局域網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交換，完 成交互顯示和控制功能。(三)、前端控制器前端控制器與裝在礦井內(nèi)的巡檢設備箱組成有線或無線檢測網(wǎng)絡，前端控制器接收探 測區(qū)域各個巡檢點送來的信號，其接線方式多采用環(huán)狀結構，也可采用樹枝狀結構，本發(fā)明 采用樹枝狀結構。(四)、巡檢器巡檢器內(nèi)置的存儲器主要用來存儲由中央計算機理系統(tǒng)生成的全球唯一序列ID號 碼、確認的安檢人員信息、確定的巡檢路線和巡查點地址編碼。巡檢人員帶著巡檢器按照規(guī) 定的時間、路線在礦井內(nèi)進行巡檢，每到一個巡檢點，巡檢器便可將巡檢人員到達日期、時 間、地點及相關信息輸入給巡檢點設備箱；若巡檢人員不按正常線路巡檢，則記錄無效，查 對核實后，即視作失職；每個巡檢器在每班使用之前，要先在控制中心計算機上進行巡檢人 員信息驗證，以建立一個巡檢記錄的數(shù)據(jù)，它包括巡檢點序列號碼、到達各巡檢點的時間和 巡檢人員指紋圖像象等信息，有效地杜絕了一次多簽現(xiàn)象和找人替檢情況的發(fā)生。極大提 高了巡更管理工作的效率，管理也更加科學。(五)、巡檢點設備箱巡檢點設備箱的功能是a)接收煤礦領導和專職安全檢查人員的巡檢到位信息并將 該信息上傳，煤礦領導和專職安全檢查人員到達巡檢點后巡檢點設備箱內(nèi)的接收系統(tǒng)將接 收到的信號通過前端控制器及網(wǎng)路收發(fā)器即刻傳送到計算機，計算機會自動記錄巡檢人員 的編號和到達該點的時間，控制中心可以隨時了解巡檢人員的巡檢情況；b)巡檢點設備箱 上設有緊急報警按鈕，當巡檢人員發(fā)現(xiàn)巡檢現(xiàn)場出現(xiàn)緊急情況時，可迅速按下緊急報警按 鈕，控制中心就可知道在什么位置發(fā)生事故；c)巡檢點設備箱上設有的電話插口，遇到緊 急情況時可將隨身攜帶的電話機插上即可與控制中心進行語音通話。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種煤礦安全生產(chǎn)巡檢系統(tǒng)，其特征在于巡檢系統(tǒng)上所采用 的驗證巡檢人員身份的方法是指指紋圖像采集與識別方式。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種煤礦安全生產(chǎn)巡檢系統(tǒng)，其特征在于本發(fā)明的工作方式 是指巡檢設備箱采集的巡檢數(shù)據(jù)與計算機接口通信的工作方式有有線聯(lián)網(wǎng)和無線聯(lián)網(wǎng)兩 種。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種煤礦安全生產(chǎn)巡檢系統(tǒng)，其特征在于巡檢器與巡檢點設 備箱之間是采用無線收發(fā)網(wǎng)路工作方式，有效通信距離不小于IOm且無方向性要求，使用 時帶在身上或裝在包內(nèi)無需取出便可識別；巡檢點設備箱安裝無線發(fā)射器和中央計算機管理系統(tǒng)安裝無線接收器以進行數(shù)據(jù)通信。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種煤礦安全生產(chǎn)巡檢系統(tǒng)，其特征在于巡檢系統(tǒng)采用無線 工作方式時，每個巡檢點設備箱內(nèi)都有微處理器，無需無線電路由器便可實現(xiàn)一點到另一 點間的無線互連，每個巡檢點設備箱不僅可以收發(fā)數(shù)據(jù)，而且還可以轉發(fā)數(shù)據(jù)到相鄰的巡 檢點設備箱，多個巡檢點設備箱相互的連接，當無線網(wǎng)路中一個巡檢點設備箱出現(xiàn)故障時， 故障箱會自動隔離，相鄰的巡檢點設備箱會自動取代出現(xiàn)故障的巡檢點設備箱進行數(shù)據(jù)傳 送，使網(wǎng)路通信保持正常。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種煤礦安全生產(chǎn)巡檢系統(tǒng)，其特征在于巡檢系統(tǒng)可以通過 RS485接口或以太網(wǎng)接口方式與計算機進行通信。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煤礦安全生產(chǎn)巡檢系統(tǒng)，屬于工程控制技術領域，它由計算機管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡收發(fā)器、前端控制器、巡檢器、巡檢點設備箱五部分組成，以計算機控制技術、現(xiàn)代通信技術和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡傳輸技術為依托，將煤礦領導和專職安全檢查人員在井下現(xiàn)場安全檢查的時間、線路、次數(shù)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、信息傳輸線路，上傳給計算機管理系統(tǒng)進行處理和保存，構建了煤礦安全生產(chǎn)檢查網(wǎng)絡，與現(xiàn)有安檢系統(tǒng)的不同之處在于可對巡檢人員在礦井下的工作進行實時監(jiān)控，并有效杜絕巡檢人員在同一地點一次多簽、代別人替簽的現(xiàn)象，一旦發(fā)生事故，可為分析事故原因，確定事故責任提供相關重要依據(jù)。
文檔編號E21F17/18GK102140929SQ20101061581
公開日2011年8月3日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權日2010年12月31日
發(fā)明者孫君波, 李恩佳, 李慧, 白鑫, 高慶敏, 高磊 申請人:華北水利水電學院, 孫君波, 李恩佳, 李慧, 白鑫, 高慶敏, 高磊