煤矿井下运输车辆人员伤害预警系统的制作方法

本发明涉及一种煤矿井下运输车辆人员伤害预警系统，该系统涉及无线电通信、模式识别和定位技术等领域。

背景技术：

煤矿井下人员定位系统是煤矿井下安全避险“六大系统”之一，在煤矿井下定员管理和应急救援工作中发挥着重要的作用,有效保障了煤矿安全生产。煤炭行业是高危行业，除瓦斯、水灾、火灾、顶板、煤尘等事故外，煤矿生产过程中各类运输车辆事故也是造成井下人员伤亡的重要因素，包括井下车辆之间，车辆与人员的碰撞刮伤事故。车辆伤害报警通常采用车载电子雷达、超声波雷达、激光测距等方法。这些方法要实现定位和防碰撞，需多套装备或系统，成本高，难以满足矿井人员和车辆定位与防碰撞需要。目前的煤矿安全监控系统无法自动对此类车辆伤害进行预警与报警。

技术实现要素：

本发明提供了一种煤矿井下运输车辆人员伤害预警系统，所述预警系统以井下精确定位技术为基础，将矿井人员定位系统与车辆管理系统进行有机整合，形成网络信息综合系统，对井下人员、车辆进行网络化平台管理，利用区域警戒技术，防止车辆之间、人与车辆之间的碰撞刮伤事故。所述系统监测矿井下的至少一个目标和至少一个井下车辆；所述被监测的目标和车辆各携带至少一种用于监测位置的定位装置；所述被监测的目标包括井下工作人员；所述车辆包括胶轮运输车、轨道运输车；所述系统包括无线通信网络，被监测目标和运输车辆通过无线通信网络连接系统监测设备；所述系统被监测车辆安装有至少一种目标身份识别装置；所述系统监测车辆位置、运行状态、位置变化及速度，根据位置变化及速度自动设定警戒区域，当监测到与此车辆不相关的被监测目标在与警戒区域内，或不同车辆的警戒区域有重合部分，则进行至少一种报警处理，报警处理措施包括声音提示、灯光提示、语音提示、文字提示、控制车辆停车。

1.所述预警系统进一步包括：所述定位装置包括监测绝对位置的装置和监测相对位置的装置。

2.所述预警系统进一步包括：所述定位装置包括三维定位装置、二维定位装置、一维定位装置。

3.所述预警系统进一步包括：所述定位装置包括井下定位系统的终端设备。

4.所述预警系统进一步包括：所述定位装置包括超声波测距定位设备、激光测距定位设备、红外测距定位设备、电子雷达定位设备、图像识别定位设备。

5.所述预警系统进一步包括：所述系统被监测车辆安装的目标身份信息识别装置包括：图像识别装置、指纹识别装置、射频读卡装置。

6.所述预警系统进一步包括：所述系统通过处于停止状态的被监测车辆安装的目标身份识别装置获取目标身份信息，并将已识别到的目标设定为此被监测车辆的相关目标，当相关目标的位置在车辆的警戒区域内时，系统不进行报警处理；系统具有设定某目标为特定相关目标的功能；当被监测车辆与其相关目标距离大于设定阈值时，除特定相关目标外，相关目标均被设定为与车辆不相关的目标，当其位置在车辆的警戒区域内时，系统进行报警处理。

7.所述预警系统进一步包括：所述系统还包括存储服务器、监控服务器、和监控终端；存储服务器用于存储监控目标身份信息、目标位置；监控服务器用于监测目标位置数据，将目标位置数据与井下设备警戒区域进行比对处理，当处理结果满足报警条件时向监控终端发出报警信号；监控终端用于目标位置和设备状态显示，具有声光报警功能。

8.所述预警系统进一步包括：系统根据胶轮运输车的位置变化及定位间隔时间获得胶轮运输车运行方向和速度，根据运行速度自动设定胶轮运输车行驶方向扇形范围的警戒区域，警戒扇形半径r与车辆速度v满足r＝k_Lv；系数k_L和扇形角度的设定方法包括人工设定。

9.所述预警系统进一步包括：系统根据胶轮运输车的位置变化及定位间隔时间获得胶轮运输车运行方向和速度，系统根据运行速度自动设定轨道运输车行驶方向的一定长度的轨道区域为警戒区域，警戒轨道长度l与轨道运输车速度v满足r＝k_Rv；系数k_R和轨道宽度的设定方法包括人工设定。

下文更详细地描述本发明的实施示例。

附图说明

图1煤矿井下运输车辆人员伤害预警系统实施示例1的系统组成示意图。

图2煤矿井下运输车辆人员伤害预警系统实施示例1的报警流程示意图。

图3煤矿井下运输车辆人员伤害预警系统实施示例2的系统组成示意图。

图4煤矿井下运输车辆人员伤害预警系统的车辆相关目标处理流程示意图。

具体实施方式

本发明所述煤矿井下运输车辆人员伤害预警系统的定位装置可采用TOA、TDOA、RSSI、AOA等定位技术进行定位，也可采用包括超声波测距定位设备、激光测距定位设备、红外测距定位设备、电子雷达定位设备、图像识别定位设备等设备对已知坐标的参考物进行测距实现定位。

图1所示为所述煤矿井下运输车辆人员伤害预警系统实施示例1，系统主要组成包括：

1.监控终端(101)，负责井下的监测目标、车辆等的位置及预警等信息显示，具有声光报警和人机交互功能，生产管理人员可通过监控终端访问存储服务器实现对井下的监测目标、车辆及其携带的定位装置的相关信息的添加、删除、输入、修改等操作，。监控终端具有地图显示功能，地理信息平台可使用MapX地图化组件,矿井地图为巷道矢量地图,地图文件为MapInfo格式。

2.存储服务器(102)，存储服务器用于存储各井下定位装置、车辆的相关身份和历史位置等信息，并为监控服务器(103)和监控终端(101)提供数据服务。

3.监控服务器(103)，负责为监控终端(101)提供井下的被监测目标、车辆等的位置数据和监控预警信息，实时监测目标和车辆位置数据，将目标位置数据与车辆警戒区域进行处理，当处理结果满足报警条件时向监控终端发出报警信号。

4.交换机(104)，通信网络的交换设备，负责所有接入通信网络的设备的数据交换，可采用以太网络交换机设备。

5.分站(105)，负责对定位装置及其它无线通信设备提供无线通信网络接入服务，并作为定位装置的参考定位节点为其提供定位服务，通过通信线缆连接交换机。

6.被监测目标(106)，携带定位装置(106)的井下人员或安装定位装置的设备。

7.定位装置(107)，系统用于监测目标和车辆的位置，通过分站(105)实现定位和无线通信，将自身位置数据发送给存储服务器(102)和监控服务器(103)。

8.车辆(108)，在本实施示例中是胶轮运输车，安装有定位装置(107)和目标身份识别装置(109)，定位装置连接车辆的控制设备，可通过控制设备采集车辆的状态，如车辆的点/熄火状态等，通过无线通信网络将车辆状态上传至存储服务器和监控服务器。

9.目标身份识别装置(109)，安装于车门附近，用于识别获取上车的被检测目标的身份信息，可采用人脸识别装置、一维或二维码识别装置、指纹识别装置或射频读卡装置等，具有无线通信功能，将识别到的目标身份信息发送至监控服务器(103)，也可通过通信接口连接车辆上安装的定位装置，通过定位装置实现与监控服务器的通信。

煤矿井下运输车辆人员伤害预警系统实施示例1的预警监测主要流程如图2所示：

1.(201)定位装置(107)以分站为参考点进行定位，获得自身位置数据。

2.(202)定位装置向存储服务器(102)和监控服务器(103)发送包括自身编号和自身坐标值的位置数据。

3.(203)存储服务器接收位置数据进行存储，监控服务器接收到位置数据后，则根据接收到的定位装置编号获取被监测目标和胶轮运输车的相关信息，根据车辆位置变化获得胶轮运输车的行驶方向与速度。

4.(204)监控服务器根据胶轮运输车的行驶方向、速度和已设定系数k_L及扇形角度，设定该胶轮运输车的扇形警戒区域。

5.(205)将被监测目标的位置数据与胶轮运输车警戒区域进行比对，并且将各胶轮运输车警戒区域进行比对，如目标的位置在警戒区域之内，或不同胶轮运输车警戒区域有重合部分，则执行(206)，否则返回(201)。

6.(206)监控服务器向监控终端(101)发送包括被监测目标位置和胶轮车的相关信息的报警信息，监控终端根据报警信息在显示屏上显示报警位置，并发出声光报警。

图3所示为所述煤矿井下运输车辆人员伤害预警系统实施示例2，与实施示例1区别在于被监测井下车辆为轨道电机车，车辆运行时的警戒区域为一定长度的轨道区域。

煤矿井下运输车辆人员伤害预警系统的车辆相关目标处理主要流程如图4所示：

1.(301)监控服务器(103)监测车辆的状态和位置信息，判定车辆是否处于停止状态，如果车辆处于行驶状态则执行(302)，否则执行(303)。

2.(302)执行如图2所示的预警监测过程。

3.(303)判定被监测车辆是否有除特定相关目标以外的其他已记录标定的相关目标，如有则执行(307)，如没有直接执行(304)。(车辆的特定相关目标一般为此车辆的司机，其他的相关目标为按规定乘坐车辆的井下工作人员)

4.(304)监测车辆车门安装的目标身份识别装置(109)是否识别获取到上车的被检测目标的身份信息，如有执行(305)，否则返回(301)。

5.(305)采集到的被监测目标的身份上传至监控服务器。

6.(306)监控服务器将这些被监测目标标定为此车辆的相关目标。

7.(307)监测车辆与此车辆相关目标的距离(不包括特定相关目标)，如距离超过设定阈值，则认为目标已经离车执行(308)，否则执行(304)。

8.(308)解除已离车目标与车辆的相关性标定(不包括特定相关目标)。