基于精确地理空间位置煤矿井下无轨胶轮车弯道预警系统的制作方法

1.本实用新型涉及煤矿井下预警系统的技术领域，尤其是一种基于精确地理空间位置煤矿井下无轨胶轮车弯道预警系统。


背景技术：

2.煤矿井下轨道运输大巷长达几千米，双线运输长，尤其是弯道，它是设备、物料进出和安全运输的咽喉要道，无轨胶轮车辆运行频繁，运量大，车辆交汇易造成事故，给煤矿井下安全生产带来隐患。
3.目前比较常见的矿用弯道报警装置是通过在弯道处安装红外传感器，当无轨胶轮车行驶至弯道处，触发红外检测，红外传感器将信号发送至控制箱，由控制箱控制报警箱发出报警声，同时灯光闪烁，提示前方人员有车辆经过。然而，此装置存在以下几点缺陷：
4.一、此装置无法辨识红外触发对象是人员还是车辆，导致只要遮挡红外传感器就会产生报警的情况，误报率高。
5.二、此外，此装置的准确率在于红外探测精度，但由于煤矿井下环境恶劣，常存在高温、高湿、灰层大的情况，这些情况会影响红外探测进度，从而使得预警效果降低。
6.三、同时，若长时间没有清理红外探头时，就会影响其正常使用，维护成本较高。
7.四、另外，此装置仅有报警器作为预警输出信号，预警渠道单一。


技术实现要素：

8.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
9.为此，本实用新型提出一种基于精确地理空间位置煤矿井下无轨胶轮车弯道预警系统，可以有效降低隐患发生概率，对矿井安全生产的连续性具有极其重要的意义。
10.根据本实用新型实施例的基于精确地理空间位置煤矿井下无轨胶轮车弯道预警系统，该预警系统由物理装置、信号传输装置和预警模块组成；所述物理装置用于设立在弯道处监测及预警信号输出；所述信号传输装置用于将所述物理装置的监测信号传输至地面预警系统工控机内，并将地面预警系统工控机输出的预警指令实时传输至物理装置的预警输出装置中；所述预警模块用于预警逻辑判断和生成预警指令；所述物理装置由uwb精确定位基站、移动目标识别卡、声光报警器和led电子显示牌四部分组成，其中，声光报警器和led电子显示牌为物理装置的预警信息输出装置；所述uwb精确定位基站和所述移动目标识别卡用于实现对移动目标精确定位；所述uwb精确定位基站设置在弯道的两头，uwb精确定位基站通过对所述移动目标识别卡的侦测，实现厘米级的距离定位；所述声光报警器和所述led电子显示牌用于实现预警信息的输出。
11.本实用新型的有益效果是，能够实现高精度预警，可限定目标种类进行预警，安装实施方便，易于维护，预警渠道更为丰富。
12.根据本实用新型一个实施例，所述移动目标识别卡包括由人员下井时随身携带的人员定位识别卡和安装在车辆底部的车辆定位识别卡；所述人员定位识别卡用于针对人员
位置信息的识别；所述车辆定位识别卡用于针对车辆位置信息的识别。
13.根据本实用新型一个实施例，所述声光报警器安装于距离弯道25～50米的位置处。
14.根据本实用新型一个实施例，所述led电子显示牌安装于距离弯道25～50米的位置处。
15.根据本实用新型一个实施例，所述uwb精确定位基站安装于距离弯道50～400米。
16.根据本实用新型一个实施例，所述uwb精确定位基站与所述声光报警器之间的距离为25～350米。
17.根据本实用新型一个实施例，所述uwb精确定位基站与所述led电子显示牌之间的距离为25～350米。
18.根据本实用新型一个实施例，所述信号传输装置采用的是井下环网。
19.根据本实用新型一个实施例，所述预警模块采用的是地面预警系统工控机。
20.根据本实用新型一个实施例，当弯道处的uwb精确定位基站侦测到移动目标位置后，会将移动目标的定位数据通过井下环网实时传输至地面预警系统工控机内，地面预警系统工控机对移动目标行进方向判断，在满足预警条件下，地面预警系统工控机将预警信号通过井下环网实时传输至弯道处的声光报警器和led电子显示牌内，从而由预警信息输出装置完成预警信息输出，至此完整一次完整的预警行为。
21.本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
22.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1是本实用新型中物理装置的示意图；
25.图2是本实用新型中信号传输装置的示意图；
26.图3是本实用新型中预警模块的示意图；
27.图4是本实用新型中预警计算流程图。
28.图中的标号为：s1、uwb精确定位基站；s2、移动目标识别卡；s3、声光报警器；s4、led电子显示牌。
具体实施方式
29.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施
例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“一侧”、“另一侧”、“两侧”、“之间”、“中部”、“上端”、“下端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
31.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
32.基于精确地理空间位置煤矿井下无轨胶轮车弯道预警系统，由物理装置、信号传输装置和预警模块组成。
33.见图1，物理装置是设立在弯道处的监测及预警信号输出装置，即物理装置用于设立在弯道处监测及预警信号输出。
34.物理装置由uwb精确定位基站s1、移动目标识别卡s2、声光报警器s3和led电子显示牌s4四部分组成，其中，声光报警器s3和led电子显示牌s4为物理装置的预警信息输出装置。
35.其中，uwb精确定位基站s1是一种普通应用于煤矿井下的定位设备，同时该定位设备是本实用新型中基于精确地理空间位置的关键设备。
36.uwb精确定位基站s1和移动目标识别卡s2用于实现对移动目标精确定位；uwb精确定位基站s1设置在弯道的两头，uwb精确定位基站s1通过对移动目标识别卡s2的侦测，实现厘米级的距离定位；
37.声光报警器s3和led电子显示牌s4用于实现预警信息的输出。
38.声光报警器s3是一种具有语音、灯光提示的报警设备，其安装方便、可长时间连续的在井下工作。led电子显示牌s4是一种支持整屏显示、滚动显示文字信息的显示设备。
39.见图2，信号传输装置是重要的数据传输通道，具体地，信号传输装置是一套连接着井下和地面的装置，它是物理装置数据与预警系统工控机数据交互的重要传输通道。信号传输装置用于将物理装置的监测信号传输至地面预警系统工控机内，并将地面预警系统工控机输出的预警指令实时传输至物理装置的预警输出装置中。
40.见图3，预警模块充当的是中央处理器的作用，即预警模块用于预警逻辑判断和生成预警指令，具体地，预警模块负责移动目标轨迹跟踪、预警逻辑计算以及预警指令输出等一系列的操作流程。预警模块是一套实现弯道预警逻辑的软件系统，该软件系统部署于地面预警系统工控机内，整套预警模块是由预警配置和预警计算两部分组成。需要说明的是，预警模块是现有技术，仅读取uwb精确定位基站s1中移动目标定位数据，解析规则，生成预警指令，并不做原数据的处理，现有功能均为通用程序。
41.预警配置分为弯道管理和预警设置两个部分。
42.弯道管理包含弯道标注、装置位置标注和弯道与装置关联三个部分。
43.弯道标注是在预警模块中创建一个弯道对象。
44.装置位置标注是对uwb精确定位基站s1、声光报警器s3和led电子显示牌s4的位置
在预警模块中标注，此配置信息是告知系统具体装置的位置以及设备之间的距离关系。
45.弯道与装置关联是对上述关系进行关联管理。
46.预警设置分为分级预警设置和限定目标预警设置两个部分。
47.分级预警设置是依据距离弯道处距离的不同，对预警等级进行分级设置。
48.限定目标预警设置是设置需要参与预警判断的移动目标种类，借助此配置信息，可实现对限定目标进行预警计算。
49.见图4，一个完整的预警计算流程如下：
50.第1步骤、首先，加载配置数据；
51.第2步骤、然后，提取移动目标位置；
52.第3步骤、接着，计算移动目标行进方向；
53.第4步骤、判定是否进入弯道，当判定未进入弯道，则结束预警计算；当判定进入弯道，则进入下一步；
54.第5步骤、判定移动目标是否为限定目标；当判定移动目标不是限定目标，则结束预警计算；当判定移动目标是限定目标，则进入下一步；
55.第6步骤、判定弯道是否存在其他移动目标；当判定弯道不存在其他移动目标，则结束预警计算；当判定弯道存在其他移动目标，则进入下一步；
56.第7步骤、判定其他移动目标是否进入弯道；当判定其他移动目标没有进入弯道，则结束预警计算；当判定其他移动目标进入弯道，则进入下一步；
57.第8步骤、判定是否满足分级预警条件；当判定不满足分级预警条件，则结束预警计算；当判定满足分级预警条件，则发出预警信号，最终结束整个预警计算过程。
58.根据本实用新型一个实施例，移动目标识别卡s2包括由人员下井时随身携带的人员定位识别卡和安装在车辆底部的车辆定位识别卡。人员定位识别卡用于针对人员位置信息的识别，人员定位识别卡是一个体积较小的设备，由人员下井时随身携带，uwb精确定位基站s1通过侦测人员定位识别卡来确定人员的精确位置。车辆定位识别卡用于针对车辆位置信息的识别，车辆定位识别卡与人员定位识别卡类同，只是车辆定位识别卡的体积较大，常被安装在车辆底部。
59.根据本实用新型一个实施例，声光报警器s3安装于距离弯道25～50米的位置处。
60.根据本实用新型一个实施例，led电子显示牌s4安装于距离弯道25～50米的位置处。
61.根据本实用新型一个实施例，uwb精确定位基站s1信号可覆盖弯道处即可，具体地，所述uwb精确定位基站s1安装于距离弯道50～400米。
62.根据本实用新型一个实施例，所述uwb精确定位基站s1与所述声光报警器s3之间的距离为25～350米。
63.根据本实用新型一个实施例，所述uwb精确定位基站s1与所述led电子显示牌s4之间的距离为25～350米。
64.根据本实用新型一个实施例，信号传输装置采用的是井下环网。
65.根据本实用新型一个实施例，预警模块采用的是地面预警系统工控机。
66.根据本实用新型一个实施例，当弯道处的uwb精确定位基站s1侦测到移动目标位置后，会将移动目标的定位数据通过井下环网实时传输至地面预警系统工控机内，地面预
警系统工控机对移动目标行进方向判断，在满足预警条件下，地面预警系统工控机将预警信号通过井下环网实时传输至弯道处的声光报警器s3和led电子显示牌s4内，从而由预警信息输出装置完成预警信息输出，至此完整一次完整的预警行为。
67.该基于精确地理空间位置煤矿井下无轨胶轮车弯道预警系统主要包括以下优点：
68.一、采用uwb精确定位基站s1可实现厘米级的距离定位，故本实用新型具备预警精度高的特点；
69.二、借助预警模块可对限定目标种类进行预警，避免任意移动目标均会触发报警的情况，使得预警更好的满足业务需求，提高预警准确度；
70.三、本实用新型的整体结构仅需挂接在巷道璧上，无需破坏路面，安装实施以及后续迁移操作均十分方便；
71.四、整体结构中未采用传感探头，故在长时间连续运行下，无需额外的维护工作；
72.五、另外，相比于常规的单一报警输出源，本实用新型采用声光报警器s3和led电子显示牌s4的双通道输出预警信息，使得预警渠道更为丰富。
73.以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。