本發(fā)明涉及一種煤礦井下運(yùn)輸車輛人員傷害預(yù)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)涉及無(wú)線電通信、模式識(shí)別和定位技術(shù)等領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

煤礦井下人員定位系統(tǒng)是煤礦井下安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”之一，在煤礦井下定員管理和應(yīng)急救援工作中發(fā)揮著重要的作用,有效保障了煤礦安全生產(chǎn)。煤炭行業(yè)是高危行業(yè)，除瓦斯、水災(zāi)、火災(zāi)、頂板、煤塵等事故外，煤礦生產(chǎn)過(guò)程中各類運(yùn)輸車輛事故也是造成井下人員傷亡的重要因素，包括井下車輛之間，車輛與人員的碰撞刮傷事故。車輛傷害報(bào)警通常采用車載電子雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、激光測(cè)距等方法。這些方法要實(shí)現(xiàn)定位和防碰撞，需多套裝備或系統(tǒng)，成本高，難以滿足礦井人員和車輛定位與防碰撞需要。目前的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)法自動(dòng)對(duì)此類車輛傷害進(jìn)行預(yù)警與報(bào)警。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種煤礦井下運(yùn)輸車輛人員傷害預(yù)警系統(tǒng)，所述預(yù)警系統(tǒng)以井下精確定位技術(shù)為基礎(chǔ)，將礦井人員定位系統(tǒng)與車輛管理系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)整合，形成網(wǎng)絡(luò)信息綜合系統(tǒng)，對(duì)井下人員、車輛進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化平臺(tái)管理，利用區(qū)域警戒技術(shù)，防止車輛之間、人與車輛之間的碰撞刮傷事故。所述系統(tǒng)監(jiān)測(cè)礦井下的至少一個(gè)目標(biāo)和至少一個(gè)井下車輛；所述被監(jiān)測(cè)的目標(biāo)和車輛各攜帶至少一種用于監(jiān)測(cè)位置的定位裝置；所述被監(jiān)測(cè)的目標(biāo)包括井下工作人員；所述車輛包括膠輪運(yùn)輸車、軌道運(yùn)輸車；所述系統(tǒng)包括無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，被監(jiān)測(cè)目標(biāo)和運(yùn)輸車輛通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)連接系統(tǒng)監(jiān)測(cè)設(shè)備；所述系統(tǒng)被監(jiān)測(cè)車輛安裝有至少一種目標(biāo)身份識(shí)別裝置；所述系統(tǒng)監(jiān)測(cè)車輛位置、運(yùn)行狀態(tài)、位置變化及速度，根據(jù)位置變化及速度自動(dòng)設(shè)定警戒區(qū)域，當(dāng)監(jiān)測(cè)到與此車輛不相關(guān)的被監(jiān)測(cè)目標(biāo)在與警戒區(qū)域內(nèi)，或不同車輛的警戒區(qū)域有重合部分，則進(jìn)行至少一種報(bào)警處理，報(bào)警處理措施包括聲音提示、燈光提示、語(yǔ)音提示、文字提示、控制車輛停車。

1.所述預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)一步包括：所述定位裝置包括監(jiān)測(cè)絕對(duì)位置的裝置和監(jiān)測(cè)相對(duì)位置的裝置。

2.所述預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)一步包括：所述定位裝置包括三維定位裝置、二維定位裝置、一維定位裝置。

3.所述預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)一步包括：所述定位裝置包括井下定位系統(tǒng)的終端設(shè)備。

4.所述預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)一步包括：所述定位裝置包括超聲波測(cè)距定位設(shè)備、激光測(cè)距定位設(shè)備、紅外測(cè)距定位設(shè)備、電子雷達(dá)定位設(shè)備、圖像識(shí)別定位設(shè)備。

5.所述預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)一步包括：所述系統(tǒng)被監(jiān)測(cè)車輛安裝的目標(biāo)身份信息識(shí)別裝置包括：圖像識(shí)別裝置、指紋識(shí)別裝置、射頻讀卡裝置。

6.所述預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)一步包括：所述系統(tǒng)通過(guò)處于停止?fàn)顟B(tài)的被監(jiān)測(cè)車輛安裝的目標(biāo)身份識(shí)別裝置獲取目標(biāo)身份信息，并將已識(shí)別到的目標(biāo)設(shè)定為此被監(jiān)測(cè)車輛的相關(guān)目標(biāo)，當(dāng)相關(guān)目標(biāo)的位置在車輛的警戒區(qū)域內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)不進(jìn)行報(bào)警處理；系統(tǒng)具有設(shè)定某目標(biāo)為特定相關(guān)目標(biāo)的功能；當(dāng)被監(jiān)測(cè)車輛與其相關(guān)目標(biāo)距離大于設(shè)定閾值時(shí)，除特定相關(guān)目標(biāo)外，相關(guān)目標(biāo)均被設(shè)定為與車輛不相關(guān)的目標(biāo)，當(dāng)其位置在車輛的警戒區(qū)域內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警處理。

7.所述預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)一步包括：所述系統(tǒng)還包括存儲(chǔ)服務(wù)器、監(jiān)控服務(wù)器、和監(jiān)控終端；存儲(chǔ)服務(wù)器用于存儲(chǔ)監(jiān)控目標(biāo)身份信息、目標(biāo)位置；監(jiān)控服務(wù)器用于監(jiān)測(cè)目標(biāo)位置數(shù)據(jù)，將目標(biāo)位置數(shù)據(jù)與井下設(shè)備警戒區(qū)域進(jìn)行比對(duì)處理，當(dāng)處理結(jié)果滿足報(bào)警條件時(shí)向監(jiān)控終端發(fā)出報(bào)警信號(hào)；監(jiān)控終端用于目標(biāo)位置和設(shè)備狀態(tài)顯示，具有聲光報(bào)警功能。

8.所述預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)一步包括：系統(tǒng)根據(jù)膠輪運(yùn)輸車的位置變化及定位間隔時(shí)間獲得膠輪運(yùn)輸車運(yùn)行方向和速度，根據(jù)運(yùn)行速度自動(dòng)設(shè)定膠輪運(yùn)輸車行駛方向扇形范圍的警戒區(qū)域，警戒扇形半徑r與車輛速度v滿足r＝k_Lv；系數(shù)k_L和扇形角度的設(shè)定方法包括人工設(shè)定。

9.所述預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)一步包括：系統(tǒng)根據(jù)膠輪運(yùn)輸車的位置變化及定位間隔時(shí)間獲得膠輪運(yùn)輸車運(yùn)行方向和速度，系統(tǒng)根據(jù)運(yùn)行速度自動(dòng)設(shè)定軌道運(yùn)輸車行駛方向的一定長(zhǎng)度的軌道區(qū)域?yàn)榫鋮^(qū)域，警戒軌道長(zhǎng)度l與軌道運(yùn)輸車速度v滿足r＝k_Rv；系數(shù)k_R和軌道寬度的設(shè)定方法包括人工設(shè)定。

下文更詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施示例。

附圖說(shuō)明

圖1煤礦井下運(yùn)輸車輛人員傷害預(yù)警系統(tǒng)實(shí)施示例1的系統(tǒng)組成示意圖。

圖2煤礦井下運(yùn)輸車輛人員傷害預(yù)警系統(tǒng)實(shí)施示例1的報(bào)警流程示意圖。

圖3煤礦井下運(yùn)輸車輛人員傷害預(yù)警系統(tǒng)實(shí)施示例2的系統(tǒng)組成示意圖。

圖4煤礦井下運(yùn)輸車輛人員傷害預(yù)警系統(tǒng)的車輛相關(guān)目標(biāo)處理流程示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明所述煤礦井下運(yùn)輸車輛人員傷害預(yù)警系統(tǒng)的定位裝置可采用TOA、TDOA、RSSI、AOA等定位技術(shù)進(jìn)行定位，也可采用包括超聲波測(cè)距定位設(shè)備、激光測(cè)距定位設(shè)備、紅外測(cè)距定位設(shè)備、電子雷達(dá)定位設(shè)備、圖像識(shí)別定位設(shè)備等設(shè)備對(duì)已知坐標(biāo)的參考物進(jìn)行測(cè)距實(shí)現(xiàn)定位。

圖1所示為所述煤礦井下運(yùn)輸車輛人員傷害預(yù)警系統(tǒng)實(shí)施示例1，系統(tǒng)主要組成包括：

1.監(jiān)控終端(101)，負(fù)責(zé)井下的監(jiān)測(cè)目標(biāo)、車輛等的位置及預(yù)警等信息顯示，具有聲光報(bào)警和人機(jī)交互功能，生產(chǎn)管理人員可通過(guò)監(jiān)控終端訪問(wèn)存儲(chǔ)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)對(duì)井下的監(jiān)測(cè)目標(biāo)、車輛及其攜帶的定位裝置的相關(guān)信息的添加、刪除、輸入、修改等操作，。監(jiān)控終端具有地圖顯示功能，地理信息平臺(tái)可使用MapX地圖化組件,礦井地圖為巷道矢量地圖,地圖文件為MapInfo格式。

2.存儲(chǔ)服務(wù)器(102)，存儲(chǔ)服務(wù)器用于存儲(chǔ)各井下定位裝置、車輛的相關(guān)身份和歷史位置等信息，并為監(jiān)控服務(wù)器(103)和監(jiān)控終端(101)提供數(shù)據(jù)服務(wù)。

3.監(jiān)控服務(wù)器(103)，負(fù)責(zé)為監(jiān)控終端(101)提供井下的被監(jiān)測(cè)目標(biāo)、車輛等的位置數(shù)據(jù)和監(jiān)控預(yù)警信息，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)目標(biāo)和車輛位置數(shù)據(jù)，將目標(biāo)位置數(shù)據(jù)與車輛警戒區(qū)域進(jìn)行處理，當(dāng)處理結(jié)果滿足報(bào)警條件時(shí)向監(jiān)控終端發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

4.交換機(jī)(104)，通信網(wǎng)絡(luò)的交換設(shè)備，負(fù)責(zé)所有接入通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，可采用以太網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)設(shè)備。

5.分站(105)，負(fù)責(zé)對(duì)定位裝置及其它無(wú)線通信設(shè)備提供無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)，并作為定位裝置的參考定位節(jié)點(diǎn)為其提供定位服務(wù)，通過(guò)通信線纜連接交換機(jī)。

6.被監(jiān)測(cè)目標(biāo)(106)，攜帶定位裝置(106)的井下人員或安裝定位裝置的設(shè)備。

7.定位裝置(107)，系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)目標(biāo)和車輛的位置，通過(guò)分站(105)實(shí)現(xiàn)定位和無(wú)線通信，將自身位置數(shù)據(jù)發(fā)送給存儲(chǔ)服務(wù)器(102)和監(jiān)控服務(wù)器(103)。

8.車輛(108)，在本實(shí)施示例中是膠輪運(yùn)輸車，安裝有定位裝置(107)和目標(biāo)身份識(shí)別裝置(109)，定位裝置連接車輛的控制設(shè)備，可通過(guò)控制設(shè)備采集車輛的狀態(tài)，如車輛的點(diǎn)/熄火狀態(tài)等，通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)將車輛狀態(tài)上傳至存儲(chǔ)服務(wù)器和監(jiān)控服務(wù)器。

9.目標(biāo)身份識(shí)別裝置(109)，安裝于車門附近，用于識(shí)別獲取上車的被檢測(cè)目標(biāo)的身份信息，可采用人臉識(shí)別裝置、一維或二維碼識(shí)別裝置、指紋識(shí)別裝置或射頻讀卡裝置等，具有無(wú)線通信功能，將識(shí)別到的目標(biāo)身份信息發(fā)送至監(jiān)控服務(wù)器(103)，也可通過(guò)通信接口連接車輛上安裝的定位裝置，通過(guò)定位裝置實(shí)現(xiàn)與監(jiān)控服務(wù)器的通信。

煤礦井下運(yùn)輸車輛人員傷害預(yù)警系統(tǒng)實(shí)施示例1的預(yù)警監(jiān)測(cè)主要流程如圖2所示：

1.(201)定位裝置(107)以分站為參考點(diǎn)進(jìn)行定位，獲得自身位置數(shù)據(jù)。

2.(202)定位裝置向存儲(chǔ)服務(wù)器(102)和監(jiān)控服務(wù)器(103)發(fā)送包括自身編號(hào)和自身坐標(biāo)值的位置數(shù)據(jù)。

3.(203)存儲(chǔ)服務(wù)器接收位置數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，監(jiān)控服務(wù)器接收到位置數(shù)據(jù)后，則根據(jù)接收到的定位裝置編號(hào)獲取被監(jiān)測(cè)目標(biāo)和膠輪運(yùn)輸車的相關(guān)信息，根據(jù)車輛位置變化獲得膠輪運(yùn)輸車的行駛方向與速度。

4.(204)監(jiān)控服務(wù)器根據(jù)膠輪運(yùn)輸車的行駛方向、速度和已設(shè)定系數(shù)k_L及扇形角度，設(shè)定該膠輪運(yùn)輸車的扇形警戒區(qū)域。

5.(205)將被監(jiān)測(cè)目標(biāo)的位置數(shù)據(jù)與膠輪運(yùn)輸車警戒區(qū)域進(jìn)行比對(duì)，并且將各膠輪運(yùn)輸車警戒區(qū)域進(jìn)行比對(duì)，如目標(biāo)的位置在警戒區(qū)域之內(nèi)，或不同膠輪運(yùn)輸車警戒區(qū)域有重合部分，則執(zhí)行(206)，否則返回(201)。

6.(206)監(jiān)控服務(wù)器向監(jiān)控終端(101)發(fā)送包括被監(jiān)測(cè)目標(biāo)位置和膠輪車的相關(guān)信息的報(bào)警信息，監(jiān)控終端根據(jù)報(bào)警信息在顯示屏上顯示報(bào)警位置，并發(fā)出聲光報(bào)警。

圖3所示為所述煤礦井下運(yùn)輸車輛人員傷害預(yù)警系統(tǒng)實(shí)施示例2，與實(shí)施示例1區(qū)別在于被監(jiān)測(cè)井下車輛為軌道電機(jī)車，車輛運(yùn)行時(shí)的警戒區(qū)域?yàn)橐欢ㄩL(zhǎng)度的軌道區(qū)域。

煤礦井下運(yùn)輸車輛人員傷害預(yù)警系統(tǒng)的車輛相關(guān)目標(biāo)處理主要流程如圖4所示：

1.(301)監(jiān)控服務(wù)器(103)監(jiān)測(cè)車輛的狀態(tài)和位置信息，判定車輛是否處于停止?fàn)顟B(tài)，如果車輛處于行駛狀態(tài)則執(zhí)行(302)，否則執(zhí)行(303)。

2.(302)執(zhí)行如圖2所示的預(yù)警監(jiān)測(cè)過(guò)程。

3.(303)判定被監(jiān)測(cè)車輛是否有除特定相關(guān)目標(biāo)以外的其他已記錄標(biāo)定的相關(guān)目標(biāo)，如有則執(zhí)行(307)，如沒(méi)有直接執(zhí)行(304)。(車輛的特定相關(guān)目標(biāo)一般為此車輛的司機(jī)，其他的相關(guān)目標(biāo)為按規(guī)定乘坐車輛的井下工作人員)

4.(304)監(jiān)測(cè)車輛車門安裝的目標(biāo)身份識(shí)別裝置(109)是否識(shí)別獲取到上車的被檢測(cè)目標(biāo)的身份信息，如有執(zhí)行(305)，否則返回(301)。

5.(305)采集到的被監(jiān)測(cè)目標(biāo)的身份上傳至監(jiān)控服務(wù)器。

6.(306)監(jiān)控服務(wù)器將這些被監(jiān)測(cè)目標(biāo)標(biāo)定為此車輛的相關(guān)目標(biāo)。

7.(307)監(jiān)測(cè)車輛與此車輛相關(guān)目標(biāo)的距離(不包括特定相關(guān)目標(biāo))，如距離超過(guò)設(shè)定閾值，則認(rèn)為目標(biāo)已經(jīng)離車執(zhí)行(308)，否則執(zhí)行(304)。

8.(308)解除已離車目標(biāo)與車輛的相關(guān)性標(biāo)定(不包括特定相關(guān)目標(biāo))。