權(quán)利要求

1.智能礦山危險源動態(tài)識別及互感預(yù)警管控平臺，包括智能安全管控平臺、動態(tài)互感安全預(yù)警系統(tǒng)、安全管理閉環(huán)體系。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能安全管控平臺，其特征在于，所述平臺充分利用遍布全礦的射頻卡及閱讀器硬件資源，獲取移動閱讀器上傳的信息，實現(xiàn)礦區(qū)內(nèi)人員、移動設(shè)備的分時定位信息的圖形化顯示功能。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能安全管控平臺，其特征在于，所述平臺依據(jù)生產(chǎn)工藝及人員、車輛歷史軌跡數(shù)據(jù)分析制定合理的分區(qū)域、分級別的安全管理制度，由此在調(diào)度中心形成準靜態(tài)的定位和智能安全管理系統(tǒng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)互感安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)采用 RFID 自動識別技術(shù)，研發(fā)“聲-光-震”三位一體的輕質(zhì)小巧型電子胸牌，高精度車載射頻閱讀器，低成本RFID定位樁，對人員、設(shè)備、危險邊界及重要地點等進行編碼辨識，構(gòu)成全礦各生產(chǎn)要素的電子識別基礎(chǔ)硬件系統(tǒng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動態(tài)互感安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)自動測定與危險源間的距離和識別危險源身份，智能決策分級預(yù)警等級，并能發(fā)出相應(yīng)的無線指令，使得在危險范圍內(nèi)的施工人員或施工車輛能夠接收相應(yīng)的聲、光、震動等形式的預(yù)警信號。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全管理閉環(huán)體系，其特征在于，用來制定準確預(yù)警規(guī)則，車載閱讀器實現(xiàn)掃描信息的存儲和定時上傳的功能，配合安全積分管理系統(tǒng)進行信息存儲及分時傳輸功能，為后續(xù)安全管理保留電子憑證。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦山開采安全管理領(lǐng)域，具體涉及礦山建設(shè)現(xiàn)場安全風(fēng)險管控方法、裝置及平臺。

背景技術(shù)

露天礦山生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜，危險源眾多，尤其是人員、超大型礦山車輛、高陡邊坡等對象與危險源間存在時空上的動態(tài)變化關(guān)系，極易在排土場等作業(yè)場地發(fā)生車撞人、車翻下邊坡等安全事故。急需開發(fā)一種多危險源間能實時動態(tài)互感預(yù)警，且各個礦山對象還能分時準動態(tài)在調(diào)度中心實現(xiàn)集中管控的平臺。

我國智能化礦山建設(shè)已初見成效，例如，江西城門山銅礦聯(lián)合華為公司開展了5G+礦業(yè)應(yīng)用，實現(xiàn)了礦車的智能駕駛，推土機的遠程遙控等功能，同時國內(nèi)外學(xué)者也提出諸多智能礦山建設(shè)構(gòu)架。然而，現(xiàn)有的研究及應(yīng)用大多以調(diào)度中心為智力核心，通過無線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通各個智能終端，這使得系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈活擴容性高度依賴于調(diào)度中心和網(wǎng)絡(luò)，一旦網(wǎng)絡(luò)或調(diào)度中心發(fā)生問題，各個智能單元間就無法實現(xiàn)智能聯(lián)動，同時限于所有決策均來自調(diào)度中心，這必將造成信息傳遞的延遲，滿足不了礦山安全狀態(tài)瞬息萬變的實際需求。

現(xiàn)有的現(xiàn)場安全管控體系中，例如張水平學(xué)者利用RFID射頻技術(shù)，實現(xiàn)井下人車跟蹤，進行安全管理；邢雪學(xué)者利用射頻對人員信息實時監(jiān)控和定位。但是，現(xiàn)有研究作業(yè)權(quán)限交接多為紙質(zhì)記錄，電子信息憑證碎片化，對人員、設(shè)備、環(huán)境缺少危險源自動識別，工作效率低，信息傳達不流暢。

現(xiàn)需要一種新型的現(xiàn)場安全管控系統(tǒng)，能解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)提出的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種對危險源動態(tài)識別及互感預(yù)警的管控平臺，構(gòu)建人、機、物協(xié)同，作業(yè)執(zhí)行協(xié)同，操作安全可靠，過程有效監(jiān)管，信息共享的智能安全管控平臺。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)實現(xiàn)：

因為礦區(qū)內(nèi)危險源和被保護對象動態(tài)可變，建立動態(tài)可追蹤的危險源數(shù)據(jù)體系，充分利用遍布全礦的射頻卡及閱讀器硬件資源，可根據(jù)移動閱讀器上傳的信息，實現(xiàn)礦區(qū)內(nèi)人員、移動設(shè)備的分時定位信息的圖形化顯示功能。

所述危險源動態(tài)識別是采用RFID射頻技術(shù)對人員、設(shè)備、危險邊界及重要地點等進行編碼辨識，自動測定與危險源間的距離和識別危險源身份，智能決策分級預(yù)警等級，并能發(fā)出相應(yīng)的無線指令，使得在危險范圍內(nèi)的施工人員配帶的電子胸牌能夠產(chǎn)生對應(yīng)的聲、光、震動等形式的預(yù)警信號。

在確保射頻卡的人員識別和監(jiān)控功能的同時，已將顯示屏，按鈕和語音提醒功能添加到射頻卡中，作為人機交互部分。射頻卡接收到數(shù)據(jù)指令后，輸出并顯示特定的指令內(nèi)容，以實現(xiàn)人員的管理和調(diào)度或緊急疏散。同時，操作員還可以通過顯示屏和按鈕報告相關(guān)的工作或事故。作為數(shù)據(jù)傳輸，讀卡器不僅具有射頻通信和CAN通信功能，而且還增加了實時時鐘，數(shù)據(jù)存儲等功能來記錄重要事件。

在礦山機車監(jiān)控系統(tǒng)中，機車的管理信息可以歸納為車型、所屬班次、電機車ID編號、車輛載重、載員信息、車輛行駛軌跡等。通過RFID技術(shù)手段實現(xiàn)上述信息的就地識別以外，通過網(wǎng)絡(luò)實時將上述信息上傳至數(shù)據(jù)服務(wù)器儲存和監(jiān)控界面顯示。

所述的機車監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用高精度車載遠程射頻閱讀器，安裝在超大型礦用車輛、可移動機械設(shè)備或重要安全區(qū)域，實現(xiàn)對周邊射頻卡、電子胸牌的掃描閱讀，將掃描的身份及位置信息進行圖形可視化顯示，并具有信息存儲、指令發(fā)送和遠程信息傳遞的功能，在車載閱讀器終端設(shè)計開發(fā)圖形化顯示的射頻導(dǎo)航界面，友好顯示移動設(shè)備周邊的電子邊界，人員或其他設(shè)備的相對距離、方位等信息，為駕駛?cè)藛T提供安全預(yù)警導(dǎo)航信息；

利用低成本RFID定位樁，布置在道路及危險邊坡邊界，為配有閱讀器的車輛、可移動設(shè)備提供邊界導(dǎo)航電子信息。制定準確預(yù)警規(guī)則，研制智能化預(yù)警預(yù)控決策系統(tǒng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中所述平臺邏輯結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本發(fā)明中所述礦區(qū)危險源智能互感技術(shù)示意圖。

圖3為本發(fā)明中所述的攜帶RFID射頻卡的裝備示意圖。

圖4為本發(fā)明中所述的RFID射頻識別系統(tǒng)的工作原理圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的具體實施方式進行詳細說明。

如圖1所示，智能礦山危險源動態(tài)識別及互感預(yù)警管控平臺，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、建立動態(tài)可追蹤的危險源數(shù)據(jù)體系，充分利用遍布全礦的射頻卡及閱讀器硬件資源，對人員、設(shè)備、危險邊界及重要地點等進行RFID射頻卡編碼辨識。

步驟二、自動測定與危險源間的距離和識別危險源身份，智能決策分級預(yù)警等級，并能發(fā)出相應(yīng)的無線指令，使得在危險范圍內(nèi)的施工人員配帶的電子胸牌能夠產(chǎn)生對應(yīng)的聲、光、震動等形式的預(yù)警信號。

步驟三、在車載閱讀器終端設(shè)計開發(fā)圖形化顯示的射頻導(dǎo)航界面，友好顯示移動設(shè)備周邊的電子邊界，人員或其他設(shè)備的相對距離、方位等信息，為駕駛?cè)藛T提供安全預(yù)警導(dǎo)航信息。

步驟四、信息存儲及分時傳輸功能，車載閱讀器實現(xiàn)掃描信息的存儲和定時上傳的功能，為后續(xù)安全管理保留電子憑證。

如圖2所示，所有工程車輛、人員、危險邊坡、房屋等均可實現(xiàn)身份識別，實時建立可移動對象與危險源的動態(tài)互感識別關(guān)系，實現(xiàn)全天候分級預(yù)警功能。

RFID 技術(shù)運用于礦山機車定位跟蹤系統(tǒng)的技術(shù)已基本形成。標簽讀寫器及通訊設(shè)備安裝于車上，并聯(lián)至車載微機。所述系統(tǒng)由地面信標、移動讀標器、無線數(shù)傳、可視調(diào)度、無線對講、聲光報警等部分組成。

所述系統(tǒng)中如果工程車輛與人員太靠近時，機車變成紅色顯示，允許聲音報警，則同時發(fā)出震動和報警聲，并做出自動急停。管理員將危險區(qū)域分為 3個等級，綠色安全區(qū)，黃色警告區(qū)和紅色危險區(qū)，分別對進入該區(qū)域的人員進行相應(yīng)的“聲-光-震”警報提醒，同樣制定相應(yīng)的處罰機制，對違規(guī)人員進行相應(yīng)的處罰和安全教育。

如圖3所示，所有施工人員進入管控平臺范圍必須佩戴具有自己獨立標簽的電子胸牌和安全帽。

進一步地，所有施工人員嚴格要求管控平臺的安全管理制度，所攜帶RFID設(shè)備可靠性高，耗電量低，安全性強。

如圖4所示，RFID技術(shù)可以識別高速移動的物體，并且可以同時識別多個電子標簽，并且操作快捷，方便。短距離射頻產(chǎn)品不懼怕油漬和粉塵污染等惡劣環(huán)境，并且可以在此類環(huán)境中替換條形碼。

所述閱讀器無需接觸即可讀取和識別存儲在電子標簽中的電子數(shù)據(jù)，從而達到自動識別物體的目的。閱讀器通過天線發(fā)出一定頻率的射頻信號。當(dāng)標簽進入磁場時，它會產(chǎn)生一個感應(yīng)電流來獲取能量，發(fā)出自己的代碼和其他信息，這些信息會被閱讀器讀取和解碼，然后發(fā)送到主機進行相關(guān)處理。在電磁場系統(tǒng)中，讀取器發(fā)出電磁波，電磁波以球形波向前傳播，并且電子標簽浸沒在電磁波中并從電磁波中收集一些能量。在任何一點上，可用能量都與從該點到發(fā)射器的距離有關(guān)。從上面可以看出，讀取器必須在可讀距離范圍內(nèi)產(chǎn)生合適的能量場來激發(fā)電子標簽。

進一步地，電子標簽進入天線磁場后，如果從閱讀器接收到特殊的射頻信號，它可以使用感應(yīng)電流獲得的能量來發(fā)送存儲在芯片中的產(chǎn)品信息（無源標簽），或者主動發(fā)送特定頻率讀寫器對信息進行讀取和解碼后，將其發(fā)送到中央信息系統(tǒng)以進行相關(guān)的數(shù)據(jù)處理。

雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實施例,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出各種修改和變型,這樣的修改和變型均落入由所附權(quán)利要求所限定的范圍之內(nèi)。

全文PDF

智能礦山危險源動態(tài)識別及互感預(yù)警的管控平臺.pdf