基于射频技术的矿用斜巷运输监控系统及方法
【专利摘要】本发明的基于射频技术的矿用斜巷运输监控系统，控制器通过阅读器识别和读取人员所携带的人员定位卡信息；控制器检测到巷道内有影响绞车安全运行的人员存在，或者绞车控制位置处无特定人员信息时，则通过输出单元禁止绞车起动或停止绞车的运行。本发明的控制方法包括：a)定位卡信息判断；b)判断三位一体是否有效；c)判断是否均已确认；d)判断绞车司机是否存在；e)绞车启动；f)提示区域判断；g)禁行区域判断；h)司机脱岗的判断。本发明的系统和方法，采用人员定位卡对巷道内的人员信息进行判断，避免了由人为检查巷道人员实时性差、工作量大和红外传感器检测巷道人员数据不准确的缺点，实现了真正的“行人不行车、行车不行人”要求。
【专利说明】基于射频技术的矿用斜巷运输监控系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于射频技术的矿用斜巷运输监控系统及方法，更具体的说，尤 其涉及一种通过对人员识别卡的识别和位置判断真正的实现了 "行人不行车、行车不行人" 的基于射频技术的矿用斜巷运输监控系统及方法。
【背景技术】
[0002] 根据《煤矿井下作业人员管理系统使用与管理规范》（AQ1048-2007)的要求：所有 入井人员必须携带识别卡(或具备定位功能的无线通讯设备)。煤矿运输管理制度要求：在 绞车道执行"行人不行车，行车不行人"，即在绞车运输中，不允许同时行车和行人。目前，煤 矿针对这一状况，解决方法为：一是人为检查巷道内人员信息。二是通过红外传感器检测巷 道内人员信息。
[0003] 通过人为检查巷道内人员信息，由于巷道内光线较暗、巷道长并伴有一定坡度、片 口和拐点，导致检查人员视线受阻，视线距离受到一定影响，检查时容易疏忽遗漏；在检查 过程中，整条巷道始终处于开放的状态，当检查人员检查完一个区域，到下一个区域检查 时，人员可能会通过片口进入检查过的区域，因此无法保证对整条巷道检查的实时准确性。 另外，在绞车运行时，通过语音报警的方式通知人员请勿进入巷道，但对于一些安全意识淡 薄或存在侥幸心理的人来说，难免会进入巷道。当人员进入巷道时，绞车司机无法得知人员 进入巷道，绞车运输难以实现巷道内"行人不行车，行车不行人"规定要求。同时，人员检查 巷道内人员信息，不仅消耗大量时间和劳动力，也无法保证检查信息的准确性，难以避免巷 道同时行车行人的问题。
[0004] 红外传感器检测巷道内人员信息，其原理如附图1所示，将红外检测传感器分别 放置在片口、机头、机尾，通过传感器A和传感器B获得信号的先后顺序，判断人员是进入巷 道还是离开巷道，由控制器计算，得知巷道内人数。当巷道内人数大于0时，认为巷道内有 人，禁止起动绞车；在绞车运行时，触动传感器A和传感器B，判断为有人进入巷道，绞车停 止运行，从而起到巷道内有人员绞车不运行和绞车运行时有人员进入停止运行的作用。由 于人员行为动作随意性比较大，当多人并排经过传感器进入巷道时，传感器接收到1个信 号，只会记录一人通过，控制器记录的是一个人的信息，因此就会造成记录信息不准确。当 货物经过传感器时，传感器会输出响应，控制器接受到信号，进行记数，同样会照成计数不 准确。因此该方式无法准确获知巷道内人员信息状况，不能从根本上实现"行人不行车，行 车不行人"。
【发明内容】
[0005] 本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种基于射频技术的矿用斜巷运输 监控系统及方法。
[0006] 本发明的基于射频技术的矿用斜巷运输监控系统，包括控制器、显示器、语音广播 单元、人员定位卡和多个阅读器，控制器的输入和输出端分别连接有控制输入单元和输出 单元；其特别之处在于：所示阅读器均匀分布于煤矿巷道内，并通过通信电缆与控制器相 连接；控制器通过阅读器识别和读取巷道内工作人员所携带的人员定位卡信息，显示器和 语音广播单元均与控制器的输出端相连接；所述控制输入单元包括鼠标键盘、控制绞车运 行和停止的控制按钮和急停按钮，输出单元为控制绞车运行的电路部分；控制器检测到巷 道内有影响绞车安全运行的人员存在，或者绞车控制位置处无特定人员信息时，则通过输 出单元禁止绞车起动或停止绞车的运行。
[0007] 本发明的基于射频技术的矿用斜巷运输监控系统的控制方法，其特别之处在于， 其通过以下步骤来实现：a).定位卡信息判断，控制器通过阅读器识别和采集人员携带的 定位卡信息，并对人员所处的位置进行判断；如果检测到煤矿巷道内有人员定位卡信息存 在，则表明巷道内不具备绞车运行的条件，记录并发出语音播报，继续检测；如果检测到绞 车控制台区域有人员定位卡信息存在，而煤矿巷道内无人员存在，则执行步骤b) ;b).判断 三位一体是否有效，当检测到绞车控制台周围有人员存在时，判断是否需要进行当班班长、 安检员和绞车司机确认，如需确认，执行步骤c);如无需确认，则执行步骤d) ;c).判断是否 均已确认，判断检测的人员定位卡信息中是否包含当班班长、安检员和绞车司机信息，当检 测包含有当班班长、安检员和绞车司机的信息时，当班班长、安检员和绞车司机进行安全确 认，具备绞车安全起动的条件，执行步骤e);如果三位人员中有一位人员信息不包括在内， 则表明目前不具备绞车安全起动的条件，跳转至步骤a) ;d).判断绞车司机是否存在，在控 制台附近判断检测到的人员定位卡信息中是否包含绞车司机的信息，如果存在，则表明绞 车控制台上有绞车司机存在，允许绞车起动，执行步骤e) ;e).绞车启动，绞车司机通过绞 车控制台起动绞车，以使绞车带动矿车进行运输作业；f).提示区域判断，在绞车运行的过 程中，控制器通过阅读器对周围的人员定位卡信息进行采集和判断，如果判断出在巷道片 口、机头或机尾有人员存在时，则通过语音广播单元进行语音播报，提醒人员注意远离行车 巷道，不执行停车；如果没有人员存在，则保持绞车的运行状态；g).禁行区域判断，在绞车 运行的过程中，控制器通过阅读器对周围的人员定位卡信息进行采集和判断，如果判断出 巷道内禁止行人区域有人员存在，则控制器自动停止绞车的运行，对停车信息进行记录并 发出语音报警信号；如果没有人员存在，则保持绞车的运行状态；h).司机脱岗的判断，在 绞车运行的过程中，控制器通过阅读器判断绞车控制台区域是否有司机的定位卡信息，如 果没有司机的人员定位卡信息，则表明司机已脱岗，停止绞车的运行，对停车信息进行记录 并发出语音报警信号；如果有绞车司机存在，则保持绞车的运行状态。
[0008] 本发明的基于射频技术的矿用斜巷运输监控系统的控制方法，在绞车司机获知巷 道内发生禁止行车的状况后，可通过急停按钮停止绞车的运行；当满足正常停车条件时，通 过停止按钮停止绞车的运行。
[0009] 本发明的有益效果是：本发明的基于射频技术的矿用斜巷运输监控系统，通过在 煤矿巷道内设置可识别和读取人员定位卡信息的阅读器，实现了对绞车控制区域、巷道禁 止行人区域以及巷道片口、机头或机尾人员信息的检测和判断，当检测到司机脱岗和禁行 区有人员存在时，停止绞车的运行；当检测到巷道片口、机头或机尾有人员存在时，则发出 语音提示。
[0010] 本发明的基于射频技术的矿用斜巷运输监控系统的控制方法，通过密码验证和人 员定位卡信息确认相结合，可采用当班班长、安检员和绞车司机安全确认的机制，当巷道区 域无行人、绞车司机存在时才可起动绞车，确保了绞车的安全起动。采用人员定位卡对巷道 内的人员信息进行判断，避免了由人为检查巷道人员实时性差、工作量大和红外传感器检 测巷道人员数据不准确的缺点。在绞车运行的过程中，通过阅读器检测周围的人员定位卡 信息，如果判断出绞车司机脱岗或巷道禁止行人区域有人员存在，则会自动停止绞车的运 行，从根本上杜绝了巷道同时行人行车的现象，实现了真正的"行人不行车、行车不行人"要 求。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1为现有通过红外传感器检测巷道内人员信息的原理图； 图2为本发明的基于射频技术的矿用斜巷运输监控系统的原理图； 图3、图4为本发明的基于射频技术的矿用斜巷运输监控系统的控制方法的流程图。
[0012] 图中：1控制器，2阅读器，3输出单元，4显示器，5通信电缆，6语音广播单元，7控 制输入单元，8人员定位卡。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0014] 如图1所示，给出了本发明的基于射频技术的矿用斜巷运输监控系统的原理图， 其包括控制器1、阅读器2、输出单元3、显示器4、通信电缆5、语音广播单元6、控制输入单 元7以及人员定位卡8 ;所示的控制器1具有信号采集、数据运算和控制输出的作用。阅读 器均匀分布于煤矿巷道内，并经过通信电缆5与控制器1相通信，阅读器2可识别和读取人 员定位卡8中的信息，人员定位卡8为RFID射频识别卡，由煤矿工人携带。
[0015] 所示的显示器4和语音广播单元6均与控制器1的输出端相连接，显示器4用于 数据信息的显示，如绞车的运行数据等。通过语音广播单元可发出对提醒人员的语音信息， 以警告、疏导工作人员。所示的控制输入单元7与控制器1的输入端相连接，控制输入单元 7包括控制绞车的停止按钮和急停按钮；输出单元3与控制器1的输出端相连接，输出单元 3为控制绞车运行的电路部分，控制器1通过输出单元3可控制绞车的起动、运行和停止。
[0016] 如图3和图4所示，给出了本发明的基于射频技术的矿用斜巷运输监控系统的控 制方法的流程图，其通过以下步骤来实现： a).定位卡信息判断，控制器通过阅读器识别和采集人员携带的定位卡信息，并对人员 所处的位置进行判断；如果检测到煤矿巷道内有人员定位卡信息存在，则表明巷道内不具 备绞车运行的条件，记录并发出语音播报，继续检测；如果检测到绞车控制台区域有人员定 位卡信息存在，而煤矿巷道内无人员存在，则执行步骤b); 绞车未起动时，通过阅读器对周围人员定位卡的识别，如果检测出巷道内有人员存在， 则表明目前不具备绞车起动的条件。如巷道内无人员存在，而绞车控制区域由人员存在时， 需对人员的身份信息进行验证。
[0017] b).判断三位一体是否有效，当检测到绞车控制台周围有人员存在时，判断是否需 要进行当班班长、安检员和绞车司机确认，如需确认，执行步骤c);如无需确认，则执行步 骤d); 该步骤中，所述的三位一体是指当班班长、安检员和绞车司机是否对当前状况给出确 认，是否有利于绞车安全运行。
[0018] c).判断是否均已确认，判断检测的人员定位卡信息中是否包含当班班长、安检员 和绞车司机信息，当检测包含有当班班长、安检员和绞车司机的信息时，当班班长、安检员 和绞车司机进行安全确认，具备绞车安全起动的条件，执行步骤e);如果三位人员中有一 位人员信息不包括在内，则表明目前不具备绞车安全起动的条件，跳转至步骤a); 在三位一体判断的过程中，需当班班长、安检员和绞车司机三位人员均确认才可，缺少 一位人员的安全确认即视为不具备安全起动绞车的条件。
[0019] d).判断绞车司机是否存在，在控制台附近判断检测到的人员定位卡信息中是否 包含绞车司机的信息，如果存在，则表明绞车控制台上有绞车司机存在，允许绞车起动，执 行步骤e); 如无需进行三位一体确认，则只需检测绞车司机是否脱岗即可。
[0020] e).绞车启动，绞车司机通过绞车控制台起动绞车，以使绞车带动矿车进行运输作 业； f).提示区域判断，在绞车运行的过程中，控制器通过阅读器对周围的人员定位卡信息 进行采集和判断，如果判断出在巷道片口、机头或机尾有人员存在时，则通过语音广播单元 进行语音播报，提醒人员注意远离行车巷道，不执行停车；如果没有人员存在，则保持绞车 的运行状态； 在绞车运行过程中，如果有人员出现在巷道片口、机头或机尾时，不视为必须停车的情 形，此时发出人员注意远离行车巷道的警告即可。
[0021] g).禁行区域判断，在绞车运行的过程中，控制器通过阅读器对周围的人员定位卡 信息进行采集和判断，如果判断出巷道内禁止行人区域有人员存在，则控制器自动停止绞 车的运行，对停车信息进行记录并发出语音报警信号；如果没有人员存在，则保持绞车的运 行状态； 在绞车运行的过程中，如果检测出有人员出现在了巷道内禁止行人区域中，则视为必 须采取停车的情形，控制器通过输出单元停止绞车运行。
[0022] h).司机脱岗的判断，在绞车运行的过程中，控制器通过阅读器判断绞车控制台区 域是否有司机的定位卡信息，如果没有司机的人员定位卡信息，则表明司机已脱岗，停止绞 车的运行，对停车信息进行记录并发出语音报警信号；如果有绞车司机存在，则保持绞车的 运行状态。
[0023] 在绞车运行的过程中，如果检测出绞车司机脱岗，则也被视为必须采取停车的情 形，控制器通过输出单元停止绞车运行。
[0024] 在绞车司机获知巷道内发生禁止行车的状况后，可通过急停按钮停止绞车的运 行；当满足正常停车条件时，通过停止按钮停止绞车的运行。
【权利要求】
1. 一种基于射频技术的矿用斜巷运输监控系统，包括控制器（1)、显示器（4)、语音广 播单元（6)、人员定位卡（8)和多个阅读器（2)，控制器的输入和输出端分别连接有控制输 入单元（7)和输出单元（3);其特征在于：所示阅读器均匀分布于煤矿巷道内，并通过通信 电缆（5)与控制器相连接；控制器通过阅读器识别和读取巷道内工作人员所携带的人员定 位卡信息，显示器和语音广播单元均与控制器的输出端相连接；所述控制输入单元包括鼠 标键盘、控制绞车运行和停止的控制按钮和急停按钮，输出单元为控制绞车运行的电路部 分；控制器检测到巷道内有影响绞车安全运行的人员存在，或者绞车控制位置处无特定人 员信息时，则通过输出单元禁止绞车起动或停止绞车的运行。
2. -种基于根据权利要求1所述的基于射频技术的矿用斜巷运输监控系统的控制方 法，其特征在于，其通过以下步骤来实现： a) .定位卡信息判断，控制器通过阅读器识别和采集人员携带的定位卡信息，并对人员 所处的位置进行判断；如果检测到煤矿巷道内有人员定位卡信息存在，则表明巷道内不具 备绞车运行的条件，记录并发出语音播报，继续检测；如果检测到绞车控制台区域有人员定 位卡信息存在，而煤矿巷道内无人员存在，则执行步骤b); b) .判断三位一体是否有效，当检测到绞车控制台周围有人员存在时，判断是否需要进 行当班班长、安检员和绞车司机确认，如需确认，执行步骤c);如无需确认，则执行步骤d); c) .判断是否均已确认，判断检测的人员定位卡信息中是否包含当班班长、安检员和绞 车司机信息，当检测包含有当班班长、安检员和绞车司机的信息时，当班班长、安检员和绞 车司机进行安全确认，具备绞车安全起动的条件，执行步骤e);如果三位人员中有一位人 员信息不包括在内，则表明目前不具备绞车安全起动的条件，跳转至步骤a); d) .判断绞车司机是否存在，在控制台附近判断检测到的人员定位卡信息中是否包含 绞车司机的信息，如果存在，则表明绞车控制台上有绞车司机存在，允许绞车起动，执行步 骤e); e) .绞车启动，绞车司机通过绞车控制台起动绞车，以使绞车带动矿车进行运输作业； f) .提示区域判断，在绞车运行的过程中，控制器通过阅读器对周围的人员定位卡信息 进行采集和判断，如果判断出在巷道片口、机头或机尾有人员存在时，则通过语音广播单元 进行语音播报，提醒人员注意远离行车巷道，不执行停车；如果没有人员存在，则保持绞车 的运行状态； g) .禁行区域判断，在绞车运行的过程中，控制器通过阅读器对周围的人员定位卡信息 进行采集和判断，如果判断出巷道内禁止行人区域有人员存在，则控制器自动停止绞车的 运行，对停车信息进行记录并发出语音报警信号；如果没有人员存在，则保持绞车的运行状 态； h) .司机脱岗的判断，在绞车运行的过程中，控制器通过阅读器判断绞车控制台区域是 否有司机的定位卡信息，如果没有司机的人员定位卡信息，则表明司机已脱岗，停止绞车的 运行，对停车信息进行记录并发出语音报警信号；如果有绞车司机存在，则保持绞车的运行 状态。
3. 根据权利要求1所述的基于射频技术的矿用斜巷运输监控系统的控制方法，其特 征在于：在绞车司机获知巷道内发生禁止行车的状况后，可通过急停按钮停止绞车的运行； 当满足正常停车条件时，通过停止按钮停止绞车的运行。
【文档编号】B66D1/54GK104118814SQ201410296100
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】仇德义, 王波, 石峻岭, 宋照岭 申请人:山东世纪矿山机电有限公司