[發(fā)明專利]井下人員定位管理系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910157796.0
• 申請日: 2009-07-28
• 公開（公告）號: CN101968538A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發(fā)明（設計）人: 姚戈;胡師舜;劉彤;尚景亮
• 申請（專利權）人: 姚戈;胡師舜;劉彤
• 主分類號: G01S5/14
• 分類號: G01S5/14;G07C11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明屬于電子信息領域，尤其涉及公共安全領域。

背景技術

我國是煤礦事故的多發(fā)國，雖然國家煤礦安全監(jiān)察局把煤礦安全生產作為工作的重中之重，但是大中小各級煤礦事故仍然時有發(fā)生，究其原委，主要有兩個方面的原因：第一，我國的煤礦儲存情況較其他國家更為復雜，美國澳大利亞等國的煤礦露天開采率達到60％以上，中國卻只有5％，另外95％屬于地下開采，而且大多數(shù)礦井深度都超過500米，復雜的地理條件給安全生產增加很大的難度；第二，與發(fā)達國家的煤礦開采工業(yè)相比，我國還處于比較落后的階段，特別是安全防護設備和技術的落后使得安全生產雪上加霜。《煤礦安全生產“十一五”規(guī)劃》中規(guī)定：“2010年所有礦井完成礦井監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)，建立完善入井人員位置監(jiān)測及考勤系統(tǒng)，強化對入井人員的監(jiān)督管理。2010年基本形成較為完善的應急救援體系，加快科技成果轉化和科技創(chuàng)新步伐，抓好安全科技示范”。本發(fā)明順應國家大力倡導安全生產的時代潮流，是礦井開采單位和政府監(jiān)管部門理想的切合實際的安全防范裝備。

目前國內外流行的井下人員管理系統(tǒng)主要是刷卡進門式人員考勤系統(tǒng)，可以監(jiān)測通過出入口的礦工的身份和數(shù)量，進而了解礦工的大概活動區(qū)域，但是不具備監(jiān)測礦工的精確位置的功能。本發(fā)明提出的礦井井下人員定位管理系統(tǒng)不但具有基本的礦工身份和數(shù)量的管理功能，還具有精度在5米以內的人員定位功能，是真正意義上的礦工精確定位管理系統(tǒng)。

下面簡要介紹目前流行的井下人員管理系統(tǒng)的技術和功能特點，以全球500強和世界最大電子保安產品制造商霍尼韋爾公司于2008年推出的煤礦人員管理系統(tǒng)(KJ297)為例，此系統(tǒng)主要包括四部分：標識卡、讀卡器、光電轉換器和總控器。其工作原理為，攜帶標識卡的礦工經過安放在巷道口或其它位置的讀卡器時，讀卡器記錄下路過礦工的信息，光電轉換器把礦工信息通過光纜傳送到總控器，總控器分析獲得的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計井下人員的數(shù)量和分布情況，對闖入禁區(qū)的人員進行報警。

由以上描述可知，霍尼韋爾煤礦人員管理系統(tǒng)主要是人員考勤系統(tǒng)，通過識別標識卡來記錄下進入巷道的礦工，進而判斷礦工的活動區(qū)域。此系統(tǒng)的工作原理決定了它不具備提供礦工比較精確的位置信息的能力，在其官方網站的產品介紹上，也找不到任何有關其定位精確度的描述。與霍尼韋爾的煤礦井下人員管理系統(tǒng)以及目前流行的同類產品相比，本發(fā)明在對礦工定位精確度方面有很大優(yōu)勢，精確度在5米以內。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的問題是為井下作業(yè)的礦工提供精確的定位服務。本發(fā)明具有技術理論先進、定位精確度高和操作簡單等優(yōu)點。

本發(fā)明主要包括三部分：移動傳感器、固定傳感器和總控器。移動傳感器、固定傳感器和總控器都由具有無線電測距功能的Zigbee傳感器(簡稱測距Zigbee)組成。總控器還包括電腦和顯示設備。系統(tǒng)工作原理是，礦工攜帶移動傳感器進入井下巷道進行作業(yè)活動，固定傳感器自動識別礦工身份、人數(shù)和具體位置(精確度在5米以內)，總控器通過無線信號獲得礦工位置信息，綜合處理，實時監(jiān)控井下礦工位置、記錄礦工行動路線和管理礦工作業(yè)。

本發(fā)明采用的主要技術是在井下使用以到達時間技術為基礎的測距Zigbee來測量和計算礦工的位置。計算方法和公式如下，已知三個固定傳感器的坐標分別為(X1，Y1，Z1)，(X2，Y2，Z2)，(X3，Y3，Z3)，和三個固定傳感器分別到礦工攜帶的移動傳感器的測量距離(R1，R2，R3)，欲求此礦工的坐標(X，Y，Z)，采用如下計算公式：

(X-X1)²+(Y-Y1)²+(Z-Z1)²＝R1²

(X-X2)²+(Y-Y2)²+(Z-Z2)²＝R2²

(X-X3)²+(Y-Y3)²+(Z-Z3)²＝R3²

公式1計算礦工坐標公式

附圖說明

圖1是霍尼韋爾煤礦人員管理系統(tǒng)圖示。

圖2是本發(fā)明系統(tǒng)圖示。