专利名称：运输斜井人员监控系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种运输设备的监控系统，特别是涉及一种应用于煤矿运输斜井人员的监控 系统，属于煤矿斜井运输监控技术领域。
背景技术：
目前，中国许多矿山均采用斜井运输，由于许多矿山受生产条件限制，并没有专门运输 工人的通道，而是采用混合提运方式，既进行物料提运，也用来行人。
首先，依据运输斜井"行车不行人，行人不行车"的规定，要求在进行斜井运输时，人、 车不能同行。可就目前中国斜井运输的情况，普遍存在如下问题，即在进行斜井运输物料前， 只能通过斜井上下坡头的信号工人通过打电话来确认斜井中是否仍有行人，可每个班次通过 运输斜井到下一个工作面的工人会有十几甚至几十人，但在运输斜井的各出、入口并未有专 门设备或工作人员对出、入斜井的工人进行登记、清点、管理，而且有许多运输斜井也并不 止上下两个出口，在斜井中间还会有一个或两个出口，这样就势必产生不能准确确定斜井中 是否仍有行人的情况，因此，就无法有效保障"行车不行人，行人不行车"。
其次，斜井在进行物料运输时，每次提运通常会挂上三个矿车左右，运输的物料通常为
矸石、木料、铁料等，正常的提运速度为3米/秒，在此速度下，矿车在铁轨接头处会产生强 烈震动，车上的物料也容易因剧烈震动而滑落，更不幸的是会因矿车速度快等因素造成矿车 脱轨的情况，矿车倾覆，车内的物料会带着强大的动能沿斜井冲下，造成严重危害，因此要 严格保障人车不能同行。
第三，运输斜井的环境通常比较恶劣，如烟雾，潮湿，道面常有流水，道面光滑，泥泞， 光线暗淡，运输斜井多在500米以上的长度，有些达到IOOO米以上长度，由于工作性质不同， 有些工人会经常单独在运输斜井中行走，若不慎出现意外，则很难及时的被发现，此时若行 车则极易造成人员安全事故。
另外，中国的运输斜井几乎都没有做上下井口的封闭处理，而只是在每个出、入口安装 了挡车器，并不能有效的阻止行人出、入斜井，这样，在进行斜井运输时工人也很容易进入 斜井，从而造成安全隐患。
从上述情况能够看出，若想确保运输斜井的运输安全及行人安全，当行人在其中行走时， 要绝对保证绞车处于停止状态；当绞车运行时，要绝对保证行人不能进入运输斜井内。因此， 如何对这一要求的实现做到了如指掌、有效控制，就成为本领域技术人员重点研究的课题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，而提供一种运输斜井人员监控系统。 一种运输斜井人员监控系统，包括系统主控箱，所述系统主控箱与光控传感器、门到位 传感器、视觉传感器连接，所述系统主控箱连接防爆电磁锁，所述系统主控箱连接监视器、 报警语音箱及操作台，系统主控箱对所述光控传感器、门到位传感器、视觉传感器所采集到 的数据进行分析、处理，所述防爆电磁锁、监视器、报警语音箱及操作台也受系统控制箱控 制。
所述视觉传感器包括视觉服务器，所述视觉服务器连接防爆摄像机，视觉服务器将防爆 摄像机采集到的视频信号上传到与网络交换机相连接的、设置于地面主控室的上位机上并显 示视频画面，所述视觉服务器对防爆摄像机所采集到的视频信号进行处理，并将检测到的入 侵到运输斜井内的异常信号上传至系统主控箱，所述视觉传感器设置在绞车挡车器上沿的横 梁上。
所述门到位传感器设置在行人安全门上沿，所述防爆电磁锁设置在行人安全门侧面。 所述光控传感器按照收端与发端成对地设置在运输斜井两侧、靠近行人安全门的墙体上。 所述监视器及报警语音箱均设置在绞车控制台上，所述操作台设置在绞车控制台上。 所述操作台上设置按钮开关及指示灯。
系统主控箱由可编程控制器(PLC)、继电器、本安电源、语音板及语音芯片等模块组成; 系统主控箱用于对光控传感器、门到位传感器、视觉传感器的控制以及将光控传感器、门到 位传感器、视觉传感器所采集到的数据进行分析、处理。
光控传感器采用光电信号收发技术， 一端是信号发送端， 一端是信号接收端，光控传感 器成对地设置在运输斜井两侧的墙体上，工作时接收端会保持对发送端信号的接收，此时保 持上传低电平信号，当有人或物在发送端与接收端之间穿过时，此时上传低电平信号会立刻 变成高电平信号，即高电平信号有效，此时可编程控制器(PLC)便会对上传的高电平信号进 行处理，从而实现自动控制。
光控传感器每两对成组配合使用，经过程序处理，可以实现区分行人行进方向的功能， 从而实现了对出、入斜井人员的计数功能。
成对安装在运输斜井出、入口墙侧壁上的光控传感器能够对进、出斜井的人员进行监测 并计数，当斜井内任何位置有行人未出来时，安装在操作台上的"斜井有人"指示灯点亮， 此时发不出行车信号，不能行车；当运输斜井内无行人时，操作台上的"斜井有人"指示灯 为常灭状态，此为准许行车条件之一。防爆电磁锁主要采用电磁铁原理，结构简单，安全易用；防爆电磁锁可保持较长时间带 电，持续上电时间可达2h以上，内部工作线圈发热量小，不易使设备受损，且防爆电磁锁的 安装面与行人安全门充分接触，更有利于热量疏导；防爆电磁锁工作时，可承受不大于2000N 的拉力；防爆电磁锁分为电磁线圈部分和人工磁芯部分，接触面平滑，且经过特殊处理，在 迅速接触时也不会因金属碰撞而产生火花，保证生产安全。
防爆电磁锁安装在行人安全门侧面，未行车时处于解锁状态，此时行人安全门可以打开， 正常行人；若准备行车时，可编程控制器(PLC)发出行车信号后电磁锁自动置锁，此时行人 安全门自动上锁，阻止行人通行，停车时电磁锁自动解锁。
门到位传感器，包括霍尔传感器，配合人工强磁钢使用，可以准确判断出行人安全门的 开关状态，低电平为上传信号有效，表明行人安全门己关闭到位。
门到位传感器用来检测各行人安全门的关闭情况，在没有行人通过的时候行人安全门应 处于关闭状态，表现为门到位传感器有到位信号上传至系统主控箱中的可编程控制器(PLC)， 若有任何一门未关到位，则无此门上的到位信号上传至可编程控制器(PLC),表现为行人安 全门未关闭，报警指示灯点亮，同时行车信号不能被发出，直到所有行人安全门关到位，此 为准许行车条件之二。
只有当上述两个准许行车的条件同时具备时，方可发出行车信号，绞车才能够启动。 视觉传感器主要功能为在行车过程中对进入运输斜井的人员进行视觉监测，当防爆摄像 机监测到行人入侵运输斜井时，视觉服务器对防爆摄像机采集到的视频信号进行处理，并将 报警信号传送到系统主控箱，系统主控箱控制语音报警器及相应的指示灯同时发出声光报警; 并在监视器上显示入侵图像及入侵轨迹，此时，绞车司机根据此时的情况作相应的操作，减 速停车；视觉传感器主要由防爆摄像机、智能型视觉服务器、110 250V宽压电源、铜轴电缆、 双绞线及RJ45接口等部分组成。智能型视觉服务器具有编程性好，进行视频信号分区处理， 通信接口多样，报警灵敏，精准度高等特点；视觉服务器通过对防爆摄像机上传的视频信号 进行分析处理，再将处理结果即报警信号或视频追踪信号上传至可编程控制器(PLC)和监视 器，实现区分行人和矿车的功能；视觉传感器对运输斜井各个出、入口进行视频监测，未行 车时对进入人员进行监测，但不发出报警；行车时若有人进入斜井，则语音报警箱会发出报 警，表现为"有人进入，减速停车"，同时与之对应的报警指示灯会点亮。 本发明相对于现有技术所具有的有益效果
1、 本发明运输斜井人员监控系统为本质安全型即系统实现行车与行人互锁，避免斜井 中即行车又行人的现象；
2、 本发明运输斜井人员监控系统具有人员计数功能即可对进、出运输斜井的人员进行计数，未行车时，实时检测运输斜井中是否有行人，并对已进入运输斜井的行人进行计数，以准确的判断运输斜井内是否有行人；
3、 本发明运输斜井人员监控系统能够确定行人行进方向即通过对光控传感器每两对的成组使用，以及对光控传感器上传信号的合理处理，可准确的确定行人行进方向；
4、 本发明运输斜井人员监控系统计数准确本发明的人员计数功能部分采用屏蔽电缆做为信号传输线，且屏蔽层有效接地，避免来自附近的高压电缆或其它设备的信号干扰，通过科学编程，可避免系统对行人携带的矿灯(矿灯的电源线有时可能会离开行人身体而随人体穿过计数区域)的二次计数，可对行进速度在0. l—l. 5m/s的行人进行准确计数；
5、 本发明运输斜井人员监控系统具有远程监控报警本发明采用RS-232总线或TCP/IP
协议，通过网络交换机与光纤等传输介质直接与上位机通讯，实现远程监控；
6、 本发明运输斜井人员监控系统为智能型视觉监控本发明采用智能型视觉服务器，可对视频信号进行复杂分析处理，可有效的区分出矿车和行人；
7、 本发明运输斜井人员监控系统具有报警定位功能绞车运行过程中若出现报警，则可根据报警指示灯准确的定位确定报警的区域；
8、 本发明运输斜井人员监控系统具有入侵追踪功能通过监视器可有效的对入侵运输斜井人员的行进轨迹进行追踪；
9、 本发明运输斜井人员监控系统能够实现运输斜井的封闭行车过程中，系统自动实现运输斜井的各个出口的封闭，实现行车不行人；
10、 本发明运输斜井人员监控系统具有双重报警功能绞车正在运行过程中若有行人强行进入，则会通过门到位传感器和视觉传感器上传信号至控制器，再通过报警语音箱进行双重报警，增加了斜井运输的安全系数；
11、 本发明运输斜井人员监控系统适用范围广可适用于即有人行车又有运输矿车的双轨运输斜井；
12、本发明运输斜井人员监控系统具有故障保护功能本发明实行每个功能模块独立供电，若某个功能模块出现故障可立即切断其电源，保障斜井的正常生产。
图1为本发明的运输斜井人员监控系统模块连接示意图2为本发明的运输斜井人员监控系统安装实施示意图3为本发明的运输斜井人员监控系统的视觉传感器与上位机连接示意图4为本发明的运输斜井人员监控系统的门到位传感器、防爆电磁锁及视觉传感器安装示意图。
其中1-系统主控箱，2-监视器，3-报警语音箱，4-操作台，5-光控传感器，6-门到位传感器，7-防爆电磁锁，8-视觉传感器，9-横梁，10-运输斜井，11-行人安全门，12-绞车控制台，13-网络交换机，14-上位机，16-绞车挡车器，17-矿车，18-绞车，19-钢丝绳，20-轨道，21-栅栏，41-指示灯，42-按钮开关，81-视觉服务器，82-防爆摄像机。
具体实施例方式
为了使本领域的一般技术人员能够清楚理解本发明的技术方案，现结合附图及实施例作进一步详尽地说明
一种运输斜井人员监控系统，如图1及图2所示，包括系统主控箱1，系统主控箱1与光控传感器5、门到位传感器6、视觉传感器8连接并对光控传感器5、门到位传感器6、视觉传感器8所采集到的数据进行分析、处理，系统主控箱1连接并控制防爆电磁锁7，系统主控箱1连接并控制监视器2、报警语音箱3、操作台4。
进一步地，如图3及图4所示，视觉传感器8包括视觉服务器81，视觉服务器81连接防爆摄像机82，视觉服务器81将防爆摄像机82采集到的数据上传到与网络交换机13相连接的、设置于地面主控室的上位机14上，视觉传感器8设置在绞车挡车器16上沿的横梁9上。
进一步地，如图4所示，门到位传感器6设置在行人安全门11上沿，防爆电磁锁7设置在行人安全门11侧面。
进一歩地，如图2所示，光控传感器5按照收端与发端成对地设置在运输斜井10两边的墙体上。
进一步地，如图1及图2所示，监视器2及报警语音箱3均设置在绞车控制台12上，操作台4设置在绞车控制台12上。
进一步地，如图1及图2所示，操作台4上设置按钮开关42及指示灯41。实施例
如图1、图2、图3及图4所示，本发明的斜井运输人员监控系统是严格按照斜井运输"行车不行人，行人不行车"的安全规程而研发的一种新型、稳定的本质安全型人员监控系统，针对目前许多矿山运输斜井即可行人又可进行绞车运输的混合使用现象，运输斜井行人便成了斜井运输过程中存在的最大安全隐患，如何确保绞车运输时在运输斜井中无行人，及运输斜井进行运输过程中行人无法进入，并且进入后能实现自动报警，并减速停车将会对提升复合使用型运输斜井的安全性具有重要意义。本发明主要由安装在运输斜井IO各出、入口处的门到位传感器6、视觉传感器8、光控传感器5、防爆电磁锁7、系统主控箱1及安装在绞车控制台12处的监视器2、报警语音箱3、操作台4等组成。本发明的监控系统通过对门到位传感器6、视觉传感器8及光控传感器5上传的各种信号的分析处理，同时通过按钮开关42的通断等，实现控制绞车18的行车信号及运输斜井10闭锁等功能来实现运输斜井10 "行车不行人，行人不行车"的安全要求。当运输斜井10中无行人并且行人安全门11关闭到位时可以正常行车运输，此时矿车17在绞车18通过钢丝绳19的牵引下进行物料提运。行车时，行人安全门ll自动上锁，配合安装在运输斜井各出口处的栅栏21做为封堵，此时行人无法进入运输斜井10，若行人强行进入，在绞车控制台12处的语音报警箱3及指示灯41的则会发出声光报警，此时绞车司机便会停止绞车18运转，并根据指示灯41提供的信息进行处理；当运输斜井10内有行人或者行人安全门ll未关闭到位时，绞车18行车信号处于闭锁状态，此时无法开动绞车18，当运输斜井IO内行人全部走出，并且行人安全门11全部关闭到位后方可恢复行车信号，达到绞车18的正常启动状态。
本发明的监控系统的视觉传感器8通过BNC (Q9接口)同轴电缆与监视器2连接，可以实现视频显示及视频报警功能；通过视觉服务器81的无源长开触点实现与系统主控箱1中的可编程控制器(PLC)的报警信号通讯功能通过TCP-IP协议(RJ-45接口)或RS-232总线实现与上位机14通讯的功能，由于通信距离的因素，视觉传感器8与上位机14之间的通讯使用了网络交换机13，通过光纤进行联接，以确保信号的衰减不会影响通信质量。
非行车状态
运输斜井10在不行车时可以行人，行人可以通过行人安全门ll进入运输斜井lO，此时的行人安全门11未被锁住，安装在行人安全门11侧面的防爆电磁锁7为非工作状态，行人通过行人安全门11后，安装在行人安全门11上的复位弓簧(图中未示)会将行人安全门11自动关闭，若因某种情况行人安全门ll未关闭到位，则安装在操作台4上与之相对应的指示灯41的"门未关到位"报警指示灯会被点亮，此时不具备行车条件，表现为行车信号闭锁，行人安全门11全部关闭到位是行车的必备条件之一，行车前必须保证运输斜井10为封闭状态。光控传感器5成对使用，安装在靠近行人安全门11的运输斜井10两侧墙面上，每一端都指向运输斜井10对面一侧，行人通过光控传感器5的收、发端之间时，系统主控箱l中的可编程控制器便会对通过光控传感器5收、发端之间的行人数量进行处理，实现计数功能，表现为本发明的监测系统检测运输斜井10中是否有行人的功能；当运输斜井10中有行人时，绞车行车信号为闭锁状态，此时不具备行车条件，表现为此时的行车信号不能被发出，同时安装在操作台4上的指示灯41上的"斜井有人"报警指示灯被点亮，运输斜井10内的行人走出时，监测系统会对走出的行人进行减数工作，当走出人数与进入人数相等时，表示运输斜井10内已无行人，此时，"斜井有人"报警指示灯自动熄灭，运输斜井10内无行人是行车的必备条件之一。
当"斜井内无行人"和"行人安全门全部关闭到位"两个条件同时成立时，绞车18的行车信号可自动解锁，此时具备行车条件。
当绞车信号工发出行车信号后，行人安全门ll自动上锁，防爆电磁锁7开始工作，此时运输斜井10达到封闭状态，行人不能进入。
视觉传感器8实时对运输斜井10的各进、出口进行监测，同时将监测画面上传至监视器2和上位机14;当绞车18启动后，视觉传感器8上传报警信号开始有效，若此时有人违规进入运输斜井10时，会立即发出声光报警，表现为安装在绞车控制台12处的防爆语音箱3及操作台4上的指示灯41上的与之对应的"视觉报警"指示灯被点亮，同时报警语音箱3发出"有人进入，减速停车"的报警语音，在监视器2上也会同时显示入侵人员的行进轨迹。
光控传感器的安装
光控传感器5安装在运输斜井10两侧、靠近行人安全门11的墙体上，光控传感器5成对安装，每两对为一组，两对光控传感器5的信号发射端安装在运输斜井的侧壁的同一侧，信号接收端安装在运输斜井10的侧壁的另一侧，每两个接收端之间的距离及每两个发射端之间的距离均保持10隱，每个接收端和每个发射端的安装高度距轨道20平面1300mm，光控传感器5固定在安装底架(图中未示)上，光控传感器5安装距运输斜井10侧壁100mm—150咖的安装底架上，光控传感器5的发射端与接收端保持在同一个水平高度，发射端与接收端之间不能有障碍，防止信号误传，光控传感器5通过安装底架(图中未示)固定在运输斜井10的侧壁上。
门到位传感器6的安装
门到位传感器6主体部分安装在行人安全门11的门框上侧、磁钢部分(图中未示)安装在行人安全门11的上沿。安装时，门到位传感器6的主体部分平面与磁钢平面在行人安全门ll关闭后应当平行，主体部分平面与磁钢平面的中心点应在同一条直线上，磁钢平面与门到位传感器6平面距离保证在10-15mm之间。
防爆电磁锁的安装
防爆电磁锁7固定在行人安全门11侧面，防爆电磁锁7的电磁线圈部分固定在行人安全门11的门框右侧上、磁芯固定在行人安全门11的右侧上，因行人安全门11会经常震动，防爆电磁锁7应固定牢固，行人安全门ll关闭后，防爆电磁锁7的电磁线圈及磁芯两部分的接
行车状态:
9触面要保持相对平行，且有效接触。视觉传感器的安装
视觉传感器8固定在绞车挡车器16上方的横梁9或行人安全门11上方运输斜井10顶部墙壁上，其中的防爆摄像机82的摄像区域为绞车18运行时运输斜井IO各出、入口处禁止行人区域，调整好防爆摄像机82的视角，保证全景视频画面；根据不同斜井的照明程度，必要时应做补加光源工作，以近距离可较清楚的看清景物为妥；应根据现场的视景远近不同调好摄像机焦距，保证较清晰画质。
权利要求
1、一种运输斜井人员监控系统，其特征在于，包括系统主控箱，所述系统主控箱与光控传感器、门到位传感器、视觉传感器连接，所述系统控制箱连接防爆电磁锁，所述系统主控箱连接安装在绞车控制台上的监视器、报警语音箱、操作台。
2、 根据权利要求1所述的运输斜井人员监控系统，其特征在于，所述视觉传感器包括视 觉服务器，所述视觉服务器连接防爆摄像机，所述视觉服务器通过与网络交换机相连接的、 设置于地面主控室的上位机相连接，所述视觉传感器设置在绞车挡车器上沿的横梁上。
3、 根据权利要求1所述的运输斜井人员监控系统，其特征在于，所述门到位传感器设置 在行人安全门上沿，所述防爆电磁锁设置在行人安全门侧面。
4、 根据权利要求1所述的运输斜井人员监控系统，其特征在于，所述光控传感器按照收 端与发端成对地设置在运输斜井两侧、靠近行人安全门的墙体上。
5、根据权利要求1所述的运输斜井人员监控系统，其特征在于，所述监视器及报警语 音箱均设置在绞车控制台上，所述操作台也设置在绞车控制台上。
6、根据权利要求5所述的运输斜井人员监控系统，其特征在于，所述操作台上设置控制 按钮及指示灯。
全文摘要
一种运输斜井人员监控系统，包括系统主控箱，系统主控箱与光控传感器、门到位传感器、视觉传感器连接并对光控传感器、门到位传感器、视觉传感器所采集到的数据进行分析、处理，系统控制箱连接并控制防爆电磁锁，实现了运输斜井中行车和行人的互锁，保证人、车不能同行。系统主控箱连接并控制监视器、报警语音箱、操作台，视觉传感器包括视觉服务器，视觉服务器连接防爆摄像机，视觉服务器将防爆摄像机采集到的数据上传到与网络交换机相连接的、设置于地面调度室的上位机上。本发明通过对上述传感器采集到的信号进行分析处理，达到绞车司机及调度室的监控人员对运输斜井中的行人进行监视并实现自动控制的目的，实现了封闭式斜井运输，确保了“行车不行人、行人不行车”。
文档编号E21F13/00GK101592039SQ20091008843
公开日2009年12月2日 申请日期2009年7月7日 优先权日2009年7月7日
发明者闫云龙 申请人:闫云龙