一种井下人员定位搜救系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种井下人员定位搜救系统，包括分布在矿井巷道中的环状光纤以太网，环状光纤以太网上接入多个多媒体交换机；交换机连接分布式总线，分布式总线上接入多个监控终端、多个位置信息采集器、多个无线网关、压风自救系统、紧急避险系统、供水施救系统、广播对讲终端和井下通信联络系统，井下人员或移动物体安装一个RFID 射频识别设备；环状光纤以太网的井上部分连接监控服务器，监控服务器上设有矿井信息数据库、监测监控软件、数据接收模块和GIS系统。本发明的定位搜救系统，能够准确、快速地掌握井下工作人员的准确位置、环境情况，及时与被困人员沟通信息，利于高效的抢救被困人员。
【专利说明】
一种井下人员定位搜救系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种矿山监测系统，具体涉及一种井下人员定位搜救系统。
【背景技术】
[0002]地下矿山的生产系统分为地下系统和地面系统两部分。地下系统以矿块为中心，包括由各种井巷、嗣室、管道、线路和装备组成的矿井运输、提升、通风、排水、充填、供水、供电、压气输送等系统，以及井底车场、地下破碎铜室、井下矿仓、井下炸药库等。
[0003]矿井下工作环境恶劣，地质情况复杂，随时可能充斥各种有害气体，透水及冒顶等危险事故也可能随时发生，然而矿井下复杂的环境决定了不是所有的情况都能够采用设备检测或者预计到。所以当矿井出现危险事故时，需要通过有效的井下定位方法准确、快速地掌握井下工作人员的准确位置、环境情况，及时与被困人员沟通信息，以利于高效的抢救被困人员，保证井下工作人员的生命安全。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种井下人员定位搜救系统，能够准确、快速地掌握井下工作人员的准确位置、环境情况，及时与被困人员沟通信息，利于高效的抢救被困人员，保证井下工作人员的生命安全。
[0005]为实现上述目的，本发明的一个实施例所采取的技术方案是:
包括分布在矿井巷道中的环状光纤以太网，环状光纤以太网上接入多个多媒体交换机;交换机连接分布式总线，分布式总线上接入多个监控终端、多个位置信息采集器、多个无线网关、压风自救系统、紧急避险系统、供水施救系统、广播对讲终端和井下通信联络系统，井下人员或移动物体安装一个RFID射频识别设备，RFID射频识别设备设有距离测量模块，用于测量RFID射频识别设备与最近的位置信息采集器的距离，并将距离信息发送给井下人员、移动物体和位置信息采集器，井下人员还携带有无线对讲终端;环状光纤以太网的井上部分连接监控服务器，监控服务器上设有矿井信息数据库、监测监控软件、数据接收模块和GIS系统，矿井信息数据库包括矿井井下巷道图、位置信息采集器在巷道中的位置和编号、井下人员或移动物体携带RFID射频识别设备的编号数据，多媒体交换机上设有MCU，MCU上设有安全阈值库和数据判断单元，数据判断单元对多媒体交换机接收到的数据进行判断，如果数据在安全阈值库的范围内，则多媒体交换机将接收到的数据缓存I?48小时后丢弃;如果数据不在安全阈值库的范围内，则多媒体交换机将接收到的数据传输到环状光纤以太网上。
[0006]本发明的井下人员定位搜救系统产生的有益效果为:
1.能够准确、快速地掌握井下工作人员的准确位置、环境情况，及时与被困人员沟通信息，利于高效的抢救被困人员，保证井下工作人员的生命安全。
[0007]2.系统结构简洁实用，易维护，可扩展性比传统系统更强。可以融合多个矿山应用系统，包括人员定位、监测监控、电话通讯、广播对讲、视频监控等等，并且各子系统的数据可以完全融合到统一的平台上。要扩展一个新的应用，利用已有设备和总线，不需要重新布线，在总线上增加相应的设备就行。
【附图说明】
[0008]图1所示为本发明的一种井下人员定位搜救系统的一个实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0009]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。
[0010]参考图1，在本发明的一个实施例中，井下人员定位搜救系统包括分布在矿井巷道中的环状光纤以太网，环状光纤以太网上接入多个多媒体交换机;交换机连接分布式总线，分布式总线上接入多个监控终端、多个位置信息采集器、多个无线网关、压风自救系统、紧急避险系统、供水施救系统、广播对讲终端和井下通信联络系统，井下人员或移动物体安装一个RFID射频识别设备，RFID射频识别设备设有距离测量模块，用于测量RFID射频识别设备与最近的位置信息采集器的距离，并将距离信息发送给井下人员、移动物体和位置信息采集器，井下人员还携带有无线对讲终端;环状光纤以太网的井上部分连接监控服务器，监控服务器上设有矿井信息数据库、监测监控软件、数据接收模块和GIS系统，矿井信息数据库包括矿井井下巷道图、位置信息采集器在巷道中的位置和编号、井下人员或移动物体携带RFID射频识别设备的编号数据，媒体交换机上设有MCU，MCU上设有安全阈值库和数据判断单元，数据判断单元对多媒体交换机接收到的数据进行判断，如果数据在安全阈值库的范围内，则多媒体交换机将接收到的数据缓存I?48小时后丢弃;如果数据不在安全阈值库的范围内，则多媒体交换机将接收到的数据传输到环状光纤以太网上。
[0011]井下人员或移动物体进入位置信息采集器的网络范围内时，井下人员或移动物体携带的RFID射频识别设备向最近的位置信息采集器发送代表身份特征的射频信号以及RFID射频识别设备与位置信息采集器的距离信息，位置信息采集器接收到射频信号之后，将该信号传输至总线网关，继而传向监控服务器，服务器对接收到的数据进行分析处理，并且将相应的信息状态保存到服务器中，并通过GIS系统进行图形实时显示，GIS系统可以包括以下功能:巷道电子地图浏览、区域人数分析、基站区域人员报表、地图报警、人员定位、人员实时轨迹监控、人员历史轨迹回放、人员巷道最佳路径分析等功能，为地下矿井的安全生产提供了及时有效的井下人员定位和监控功能，并提供人员逃生的最佳路径分析。
[0012]井下人员可以通过携带的无线对讲终端，通过广播对讲终端告知救援指挥人员告知自己的大致位置信息。
[0013]监测监控软件采用三层架构体系。数据采集与分析、存储、应用表示三部分既相对独立又是有机融合。从而使整个系统某部分更改不影响全局，使系统的安装、发布、使用、升级变得相对简单和容易。系统的开发遵循通用的国际和国家行业标准，数据存储采用标准的结构，从而与第三方系统的集成非常容易，不会存在信息孤岛。
[0014]监测监控软件包括数据采集分析程序和客户端程序。数据采集分析程序是一个介于系统硬件和上层软件之间持续运行的程序，其不断地与位置信息采集器和监控终端进行通讯，获取各位置信息采集器、监控终端的动态信息，进行计算处理，并存贮相应的实时数据。数据采集分析程序在处理实时数据时，同时监测各种可能的异常变化(如井下员工总数超限、通讯异常等)，当检测到异常时，会自动存贮到数据库，向各个连入的主站实时发送警告或消息通知。
[0015]客户端程序完成所有的查询，统计，分析功能。客户端与监控服务器进行连接，可以在局域网中任何一台机机器上进行授权访问。
[0016]分布式总线不但具有多主并发与实时性高的特点，还具有容错与故障节点自隔离功能，网络可靠性更高。系统结构简洁实用，易维护，可扩展性比传统系统更强。可以融合多个矿山应用系统，包括人员定位、监测监控、电话通讯、广播对讲、视频监控等等，并且各子系统的数据可以完全融合到统一的平台上。要扩展一个新的应用，利用已有设备和总线，不需要重新布线，在总线上增加相应的设备就行。
[0017]所有的现场设备都是统一总线接口，可以混合挂接。通过这种分布式工业现场总线的应用，一条总线，把监测监控、人员定位、无线对讲、无线的传感网络、包括自动控制系统等全部纳入整个系统统一的范围当中。
[0018]系统中各网络控制设备具有多主并发、对等高速率通信的功能，可实现井下危险区域异地快速响应控制、异构系统数据的传输和共享。
[0019]多媒体交换机加上新型的分布式总线设计，不但可以融合多个矿山应用系统，而且设备数量和线缆数量大大减少，建设成本低，运行和维护成本也低。
[0020]参考图1，在本发明的一个实施例中，安全监测监控系统包括接入分布式总线上的多个环境空气监测传感器，环境空气监测传感器均为数字式传感器。环境空气监测传感器可以包括风速传感器、甲烷传感器、开停传感器和负压传感器，风速传感器、甲烷传感器、开停传感器和负压传感器均为数字式传感器。可以实现本地采样，编码传输，具容错机制，抗干扰能力强。
[0021]参考图1，在本发明的一个实施例中，压风自救系统包括接入分布式总线上的多个压风机监控，压风机监控连接主扇风机监控。
[0022]参考图1，在本发明的一个实施例中，供水施救系统包括接入分布式总线上的井下变电所综保系统、真空栗、阀门和水栗。
[0023]参考图1，在本发明的一个实施例中，监控终端设有监测监控软件，用于显示监控当前井下各传感器状态，并在通讯异常或数值超限时进行声光报警。
[0024]在本发明的一个实施例中，监控服务器设有数据定期覆盖机制。
[0025]上述实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种井下人员定位搜救系统，其特征在于:包括分布在矿井巷道中的环状光纤以太网，所述环状光纤以太网上接入多个多媒体交换机;所述交换机连接分布式总线，所述分布式总线上接入多个监控终端、多个位置信息采集器、多个无线网关、压风自救系统、紧急避险系统、供水施救系统、广播对讲终端和井下通信联络系统，井下人员或移动物体安装一个RFID射频识别设备，所述RFID射频识别设备设有距离测量模块，用于测量所述RFID射频识别设备与最近的位置信息采集器的距离，并将所述距离信息发送给井下人员、移动物体和位置信息采集器，井下人员还携带有无线对讲终端;所述环状光纤以太网的井上部分连接监控服务器，所述监控服务器上设有矿井信息数据库、监测监控软件、数据接收模块和GIS系统，所述矿井信息数据库包括矿井井下巷道图、位置信息采集器在巷道中的位置和编号、井下人员或移动物体携带RFID射频识别设备的编号数据，所述多媒体交换机上设有MCU，所述MCU上设有安全阈值库和数据判断单元，所述数据判断单元对多媒体交换机接收到的数据进行判断，如果所述数据在安全阈值库的范围内，则多媒体交换机将接收到的数据缓存I?48小时后丢弃;如果所述数据不在安全阈值库的范围内，则多媒体交换机将接收到的数据传输到环状光纤以太网上。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于:所述安全监测监控系统包括接入分布式总线上的多个环境空气监测传感器，所述环境空气监测传感器均为数字式传感器。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于:所述压风自救系统包括接入分布式总线上的多个压风机监控，所述压风机监控连接主扇风机监控。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于:所述供水施救系统包括接入分布式总线上的井下变电所综保系统、真空栗、阀门和水栗。5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于:所述监控终端设有监测监控软件，用于显示监控当前井下各传感器状态，并在通讯异常或数值超限时进行声光报警。6.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于:所述监控服务器设有数据定期覆盖机制。
【文档编号】H04W64/00GK105898860SQ201610193822
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】曹礼刚, 王绪本, 高嵩
【申请人】成都理工大学