一种矿井用人员综合管理系统及使用方法与流程

本发明涉一种矿井用人员综合管理系统及使用方法，属矿用通讯技术领域。

背景技术：

当前在诸如煤矿等作业中，工作人员往往需要处于矿井内部进行施工作业，由于地形环境复杂，且施工作业中的电磁干扰严重等因素，直接导致当前矿井内部工作人员与矿井外部工作人员间的信息交流难度较大，从而一方面导致对矿井内部工作人员工作状态、人员分布状态及矿井内部作业状态等信息监控和管理工作难度大，另一方面也导致不能根据矿井内部实际工作状态灵活调整作业方案，从而严重影响矿井生产作业的灵活性和安全性，而针对这一问题，当前所使用的基于传统的电话线路、通讯网络线路等在线数据通讯手段，均不同程度存在使用灵活性差，不能根据使用需要与工作人员同步进行数据采集，另一方面也存在极易因外力冲击等而导致通讯终端现象发生，通讯灵活性和可靠性不足，而当前基于无线数据通讯网络的监管设备则极易受到地形和复杂电磁环境干扰而导致通讯数据丢失、通讯距离过短及通讯易终端等众多不足，因此当前所使用的监控管理及数据通讯方式均不能有效的满足矿井作业实际使用的需要，针对这一现状，迫切需要开发一种全新的矿用人员管理及数据通讯系统及使用方法，以满足实际使用的需要。

技术实现要素：

为了解决现有分类技术上的一些不足，本发明提供一种矿井用人员综合管理系统及方法。

为了实现上面提到的效果，提出了一种矿井用人员综合管理系统及方法，其包括以下步骤：

一种矿井用人员综合管理系统，包括地表中心控制站、网络交换机、地表通讯分站、矿井通讯分站、便携式视频数据采集矿灯、矿用通讯手机，其中地表中心控制站、网络交换机、地表通讯分站均位于矿井外部，且地表中心控制站与至少一个网络交换机相互通过，网络交换机与至少两个地表通讯分站相互连接，且各地表通讯分站之间相互并联，矿井通讯分站若干，均为与矿井内部，且各矿井通讯分站间相互连接并构成至少两个呈树状结构连接的工作组，每个工作组中均通过至少一个矿井通讯分站与地表通讯分站相互连接，各工作组间均相互并联，地表通讯分站中，每个地表通讯分站均至少与两个工作组相互连接，便携式视频数据采集矿灯、矿用通讯手机均若干，各便携式视频数据采集矿灯、矿用通讯手机间均相互并联，便携式视频数据采集矿灯、矿用通讯手机分别与各矿井通讯分站间通过无线通讯网络相互连接，且矿用通讯手机通过无线通讯网络与地表中心控制站相互连接。

进一步的，所述的地表中心控制站包括主数据处理服务器、辅助数据处理服务器、操控计算机平台、调度台、视频服务器、语音服务器、固定电话，其中所述的操控计算机平台、视频服务器、语音服务器、固定电话均若干，并分别位于调度台上，所述的操控计算机平台、调度台、视频服务器、语音服务器、固定电话分别与主数据处理服务器、辅助数据处理服务器和网络交换机相互连接，所述的主数据处理服务器、辅助数据处理服务器之间相互并联。

进一步的，所述的地表通讯分站、矿井通讯分站均包括承载箱、百兆以太网光模块、wi-fiap无线接入点模块、内置2.4ghz天线、zigbee模块、矿用隔爆兼本安型直流稳压电源及指示灯，其中所述的百兆以太网光模块、wi-fiap无线接入点模块、内置2.4ghz天线、zigbee模块及用隔爆兼本安型直流稳压电源均嵌于承载箱内，所述的指示灯若干并嵌于承载箱外表面，且所述的用隔爆兼本安型直流稳压电源分别与百兆以太网光模块、wi-fiap无线接入点模块、内置2.4ghz天线、zigbee模块及指示灯电气连接。

进一步的，所述的便携式视频数据采集矿灯包括灯头、矿用电缆、矿灯电池，其中灯头通过矿用电缆与矿灯电池电气连接，所述的灯头内设近光照明灯、远光照明灯、信号指示灯、摄像头、开关键、操作键及主控电路，其中所述的信号指示灯与灯头同轴分布，近光照明灯、远光照明灯、摄像头环绕信号指示灯均布并呈“品”字型结构分布，且所述的近光照明灯、远光照明灯、摄像头光轴均与灯头轴线平行分布，所述的灯头外表面设一个开关键和一个操作键，所述的开关键和操作键通过主控电路分别与近光照明灯、远光照明灯、信号指示灯、摄像头电气连接，所述的主控电路嵌于灯头内，并通过矿用电缆与矿灯电池电气连接。

进一步的，所述的主控电路为基于单片机为基础的主控电路系统，且所述的主控电路另设至少一个wifi无线数据通讯模块。

进一步的，所述的地表通讯分站与网络交换机和矿井通讯分站之间及同一工作组中相邻两个矿井通讯分站之间均通过通讯光缆及无线通讯网络相互连接

一种矿井用人员综合管理系统的使用方法，包括以下步骤：

第一步，设备装配，根据使用需要，分别对地表中心控制站、网络交换机、地表通讯分站、矿井通讯分站的使用数量及安装位置进行相应的安装定位，然后由地表中心控制站分别为网络交换机、地表通讯分站、矿井通讯分站分配统一并相互独立的数据通讯ip地址，将地表中心控制站、网络交换机、地表通讯分站、矿井通讯分站间构成统一的数据通讯网络，最后由地表中心控制站为使用所需要的各便携式视频数据采集矿灯、矿用通讯手机分配统一并相互独立的数据通讯ip地址，然后将便携式视频数据采集矿灯、矿用通讯手机通过其数据通讯ip地址接入到数据通讯网络中备用；

第二步，设备分配，完成第一步作业后，分别为每个井下施工人员分配一个便携式视频数据采集矿灯和一个矿用通讯手机，同事将工作人员的个人信息录入到地表中心控制站内，并在地表中心控制站中，将工作人员的个人信息与该工作人员分配到的便携式视频数据采集矿灯、矿用通讯手机数据通讯ip地址建立数据关联；

第三步，人员管理，在井下工作人员施工过程中，一方面由工作人员携带的便携式视频数据采集矿灯对工作人员施工状态及周边环境状态进行全程视频新型采集监控，所采集的信息通过距离工作人员当前工作位置最近的矿井通讯分站进行接收，然逐级通过各矿井通讯分站进行传递并汇总到地表通讯分站处，然后由地表通讯分站通过网络交换机发送到地表中心控制站处，然后根据当前实际工作情况和工作作业要求，由地表中心控制站的工作人员主动通过该工作人员的矿用通讯手机与工作人员间进行信息交流，指导其开展工作，实现地表中心控制站工作人员对井下施工情况主动监控管理；另一方面由井下工作人员通过矿用通讯手机与地表中心控制站进行联系，将当前实际施工作业中的问题进行反馈，同事借助便携式视频数据采集矿灯对当前施工作业状态进行视频资料采集，然后由地表中心控制站根据当前反馈的信息并结合施工作业的事情需要知道工作人员开展工作，实现地表中心控制站工作人员对井下施工情况被动监控管理。

本发明系统构成结构简单，使用灵活方便、通用性好，建设及维护方便且成本低廉，一方面可有效实现对矿井作业中全面有效的数据通讯及数据采集作业的需要，有效克服复杂地形环境、复杂电磁环境等造成的数据采集及通讯不畅的缺陷，另一方面有效实现在不影响工作人员正常工作的同事，有效的对工作人员的作业状况及工作周边环境状况进行连续的视频数据采集并传送，在不妨碍和影响工作人员正常施工作业的同时，有效提高数据采集连续性和及时性，同时还可实现矿井下现场工作人员与矿井上的监管调度人员之间通过音频、视频多种方式进行信息交流，从而极大的提高数据通讯及人员管理的工作效率和精度，在提高矿井人员管理水平的同时，也有极大的提高了矿井施工作业的安全性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明主视结构示意图；

图2为地表中心控制站结构示意图；

图3为地表通讯分站、矿井通讯分站结构示意图；

图4为灯头局部结构示意图；

图5为本发明方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-4所述的一种矿井用人员综合管理系统，包括地表中心控制站1、网络交换机2、地表通讯分站3、矿井通讯分站4、便携式视频数据采集矿灯5、矿用通讯手机6，其中地表中心控制站1、网络交换机2、地表通讯分站3均位于矿井外部，且地表中心控制站1与至少一个网络交换机2相互通过，网络交换机2与至少两个地表通讯分站3相互连接，且各地表通讯分站3之间相互并联，矿井通讯分站4若干，均为与矿井内部，且各矿井通讯分站4间相互连接并构成至少两个呈树状结构连接的工作组，每个工作组中均通过至少一个矿井通讯分站4与地表通讯分站3相互连接，各工作组间均相互并联，地表通讯分站3中，每个地表通讯分站3均至少与两个工作组相互连接，便携式视频数据采集矿灯5、矿用通讯手机6均若干，各便携式视频数据采集矿灯5、矿用通讯手机6间均相互并联，便携式视频数据采集矿灯5、矿用通讯手机6分别与各矿井通讯分站4间通过无线通讯网络相互连接，且矿用通讯手机5通过无线通讯网络与地表中心控制站1相互连接。

本实施例中，所述的地表中心控制站1包括主数据处理服务器101、辅助数据处理服务器102、操控计算机平台103、调度台104、视频服务器105、语音服务器106、固定电话107，其中所述的操控计算机平台103、视频服务器105、语音服务器106、固定电话107均若干，并分别位于调度台104上，所述的操控计算机平台103、调度台104、视频服务器105、语音服务器106、固定电话107分别与主数据处理服务器101、辅助数据处理服务器102和网络交换机2相互连接，所述的主数据处理服务器101、辅助数据处理服务器102之间相互并联。

本实施例中，所述的地表通讯分站3、矿井通讯分站4均包括承载箱201、百兆以太网光模块202、wi-fiap无线接入点模块203、内置2.4ghz天线204、zigbee模块205、矿用隔爆兼本安型直流稳压电源206及指示灯207，其中所述的百兆以太网光模块202、wi-fiap无线接入点模块203、内置2.4ghz天线204、zigbee模块205及用隔爆兼本安型直流稳压电源206均嵌于承载箱201内，所述的指示灯207若干并嵌于承载箱201外表面，且所述的用隔爆兼本安型直流稳压电源206分别与百兆以太网光模块202、wi-fiap无线接入点模块203、内置2.4ghz天线204、zigbee模块205及指示灯207电气连接。

本实施例中，所述的便携式视频数据采集矿灯6包括灯头61、矿用电缆62、矿灯电池63，其中灯头61通过矿用电缆62与矿灯电池63电气连接，所述的灯头61内设近光照明灯64、远光照明灯65、信号指示灯66、摄像头67、开关键68、操作键69及主控电路60，其中所述的信号指示灯66与灯头61同轴分布，近光照明灯64、远光照明灯65、摄像头67环绕信号指示灯66均布并呈“品”字型结构分布，且所述的近光照明灯64、远光照明灯65、摄像头67光轴均与灯头61轴线平行分布，所述的灯头61外表面设一个开关键68和一个操作键69，所述的开关键68和操作键69通过主控电路60分别与近光照明灯64、远光照明灯65、信号指示灯66、摄像头67电气连接，所述的主控电路60嵌于灯头61内，并通过矿用电缆62与矿灯电池63电气连接。

本实施例中，所述的主控电路60为基于单片机为基础的主控电路系统，且所述的主控电路另设至少一个wifi无线数据通讯模块。

本实施例中，所述的地表通讯分站3与网络交换机2和矿井通讯分站4之间及同一工作组中相邻两个矿井通讯分站4之间均通过通讯光缆及无线通讯网络相互连接

如图5所示，一种矿井用人员综合管理系统的使用方法，包括以下步骤：

第一步，设备装配，根据使用需要，分别对地表中心控制站、网络交换机、地表通讯分站、矿井通讯分站的使用数量及安装位置进行相应的安装定位，然后由地表中心控制站分别为网络交换机、地表通讯分站、矿井通讯分站分配统一并相互独立的数据通讯ip地址，将地表中心控制站、网络交换机、地表通讯分站、矿井通讯分站间构成统一的数据通讯网络，最后由地表中心控制站为使用所需要的各便携式视频数据采集矿灯、矿用通讯手机分配统一并相互独立的数据通讯ip地址，然后将便携式视频数据采集矿灯、矿用通讯手机通过其数据通讯ip地址接入到数据通讯网络中备用；

第二步，设备分配，完成第一步作业后，分别为每个井下施工人员分配一个便携式视频数据采集矿灯和一个矿用通讯手机，同事将工作人员的个人信息录入到地表中心控制站内，并在地表中心控制站中，将工作人员的个人信息与该工作人员分配到的便携式视频数据采集矿灯、矿用通讯手机数据通讯ip地址建立数据关联；

第三步，人员管理，在井下工作人员施工过程中，一方面由工作人员携带的便携式视频数据采集矿灯对工作人员施工状态及周边环境状态进行全程视频新型采集监控，所采集的信息通过距离工作人员当前工作位置最近的矿井通讯分站进行接收，然逐级通过各矿井通讯分站进行传递并汇总到地表通讯分站处，然后由地表通讯分站通过网络交换机发送到地表中心控制站处，然后根据当前实际工作情况和工作作业要求，由地表中心控制站的工作人员主动通过该工作人员的矿用通讯手机与工作人员间进行信息交流，指导其开展工作，实现地表中心控制站工作人员对井下施工情况主动监控管理；另一方面由井下工作人员通过矿用通讯手机与地表中心控制站进行联系，将当前实际施工作业中的问题进行反馈，同事借助便携式视频数据采集矿灯对当前施工作业状态进行视频资料采集，然后由地表中心控制站根据当前反馈的信息并结合施工作业的事情需要知道工作人员开展工作，实现地表中心控制站工作人员对井下施工情况被动监控管理。

本发明系统构成结构简单，使用灵活方便、通用性好，建设及维护方便且成本低廉，一方面可有效实现对矿井作业中全面有效的数据通讯及数据采集作业的需要，有效克服复杂地形环境、复杂电磁环境等造成的数据采集及通讯不畅的缺陷，另一方面有效实现在不影响工作人员正常工作的同事，有效的对工作人员的作业状况及工作周边环境状况进行连续的视频数据采集并传送，在不妨碍和影响工作人员正常施工作业的同时，有效提高数据采集连续性和及时性，同时还可实现矿井下现场工作人员与矿井上的监管调度人员之间通过音频、视频多种方式进行信息交流，从而极大的提高数据通讯及人员管理的工作效率和精度，在提高矿井人员管理水平的同时，也有极大的提高了矿井施工作业的安全性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。