[發(fā)明專利]一種地鐵盾構(gòu)隧道門吊作業(yè)安全風險實時監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)及其工作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310434021.X
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN103523676A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁烈云;周誠;駱漢賓;郭譜;林興貴
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: B66C15/06
• 分類號: B66C15/06;E21F17/18
• 代理公司: 武漢天力專利事務(wù)所 42208
• 代理人: 吳曉穎

1.一種地鐵盾構(gòu)隧道門吊作業(yè)安全風險實時監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于：包括定位閱讀器與定位標簽、紅外線熱能偵測裝置、紅外門禁裝置、車載報警裝置；

所述定位閱讀器與定位標簽，用于門吊地面區(qū)域與工作井內(nèi)的移動目標的空間實時定位跟蹤；在地面門吊桁架、軌行區(qū)和工作井內(nèi)分別安裝定位閱讀器，組成無線傳感網(wǎng)絡(luò)，定位閱讀器與定位標簽實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)通訊，地面及作業(yè)井內(nèi)施工人員佩戴定位標簽，門吊及其掛鉤上安裝定位標簽，該定位標簽由RFID標簽和聲光預(yù)警模塊組成；所述定位閱讀器由依次連接的RFID無線閱讀器、信號處理模塊和聲光預(yù)警模塊組成；

所述紅外線熱能偵測裝置，用于對門吊地面行走與吊裝過程中周邊施工人員進行高精度自動識別；在門吊兩支腿前后端及其內(nèi)側(cè)分別安裝紅外線熱能偵測裝置，該紅外線熱能偵測裝置由依次連接的紅外輻射接收模塊、信號處理模塊、數(shù)據(jù)發(fā)送模塊組成；所述紅外線熱能偵測裝置與車載報警裝置、定位閱讀器和定位標簽實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)通訊；

所述紅外門禁裝置，用于實時探測擅自進入工作井吊裝區(qū)內(nèi)的無關(guān)作業(yè)人員；該紅外門禁裝置由紅外發(fā)射器、紅外接收器、安裝在作業(yè)井口上方的視頻攝像頭和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊組成，該紅外門禁裝置與車載報警裝置、定位閱讀器和定位標簽實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)通訊；

所述車載報警裝置，用于實時接收定位閱讀器和紅外線熱能偵測裝置、紅外門禁裝置的監(jiān)控信息，并顯示工作井吊裝區(qū)域的實時監(jiān)控畫面，根據(jù)嵌入的預(yù)報警規(guī)則進行實時分析判斷，發(fā)布不同級別的聲光報警，同時，利用車載報警裝置自帶的軟硬件對上傳的安全信息進行分析和存儲，為地鐵隧道門吊作業(yè)安全培訓(xùn)和行為控制提供重要依據(jù)；所述車載報警裝置與紅外線熱能偵測裝置、定位閱讀器、定位標簽和紅外門禁裝置實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)通訊。

2.一種如權(quán)利要求1所述的地鐵盾構(gòu)隧道門吊作業(yè)安全風險實時監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的工作方法，其特征在于該方法包括定位閱讀器與定位標簽的信息處理方法，其步驟如下：

第一步，根據(jù)施工現(xiàn)場環(huán)境建立門吊作業(yè)區(qū)的三維空間定位坐標體系，在地面門吊軌行區(qū)安裝定位閱讀器，各個定位閱讀器內(nèi)存儲有自身的空間坐標信息；

第二步，每個定位閱讀器通過內(nèi)置天線發(fā)送一定頻率的無線射頻信號，掃描其信號覆蓋范圍內(nèi)是否存在定位標簽，每個定位標簽也以相同方法掃描其信號覆蓋范圍內(nèi)是否存在定位閱讀器；如果存在，定位閱讀器將與定位標簽建立無線射頻通信鏈路，進行信息的傳輸交流；

第三步，針對于每個不同的定位標簽，RFID無線閱讀器進行計算處理，利用RSSI與TDOA的混合測距加權(quán)定位算法，計算出定位標簽相對于RFID無線閱讀器的空間位置，根據(jù)定位標簽的ID屬性，對這些空間位置信息進行存儲；

第四步，根據(jù)預(yù)先建立的門吊作業(yè)區(qū)三維空間坐標體系，定位閱讀器將上述相對空間位置計算轉(zhuǎn)化為定位標簽的實際三維坐標信息；

第五步，利用定位標簽的三維坐標信息，定位閱讀器根據(jù)內(nèi)嵌的預(yù)報警規(guī)則判斷是否啟動自身和定位標簽的預(yù)警模塊進行光/聲報警。

3.一種如權(quán)利要求1所述的地鐵盾構(gòu)隧道門吊作業(yè)安全風險實時監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的工作方法，其特征在于該方法包括紅外線熱能偵測裝置的信息處理方法，其步驟如下：

第一步，當門吊啟動作業(yè)時，門吊兩支腿前后端及其內(nèi)側(cè)的紅外線熱能偵測裝置啟動，紅外輻射接收模塊以固有頻率接收外界的紅外輻射，對軌行區(qū)進行移動目標的自動識別；

第二步，當施工人員進入軌行區(qū)和門架下方吊裝區(qū)時，紅外線熱能偵測裝置根據(jù)接收到的紅外輻射強度進行實時處理，精確計算施工人員與門吊之間的相對距離；

第三步，紅外線熱能偵測裝置通過其數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將相對距離信息無線傳輸至門吊駕駛室車載報警裝置，車載報警裝置根據(jù)預(yù)先設(shè)定的預(yù)警規(guī)則發(fā)布相應(yīng)級別的聲光報警；

第四步，紅外線熱能偵測裝置通過其數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將相對距離信息無線傳輸至門吊上安裝的定位閱讀器和施工人員佩戴的定位標簽，定位閱讀器和標簽根據(jù)預(yù)先設(shè)定的預(yù)警規(guī)則發(fā)布相應(yīng)級別的聲光報警。