CN102140929A

CN102140929A - 一种煤矿安全生产巡检系统

Info

Publication number: CN102140929A
Application number: CN2010106158129A
Authority: CN
Inventors: 高庆敏; 高磊; 白鑫; 李慧; 李恩佳; 孙君波
Original assignee: North China University of Water Resources and Electric Power
Current assignee: North China University of Water Resources and Electric Power
Priority date: 2010-12-31
Filing date: 2010-12-31
Publication date: 2011-08-03

Abstract

本发明涉及一种煤矿安全生产巡检系统，属于工程控制技术领域，它由计算机管理系统、网络收发器、前端控制器、巡检器、巡检点设备箱五部分组成，以计算机控制技术、现代通信技术和数据网络传输技术为依托，将煤矿领导和专职安全检查人员在井下现场安全检查的时间、线路、次数数据通过数据采集系统、信息传输线路，上传给计算机管理系统进行处理和保存，构建了煤矿安全生产检查网络，与现有安检系统的不同之处在于：可对巡检人员在矿井下的工作进行实时监控，并有效杜绝巡检人员在同一地点一次多签、代别人替签的现象，一旦发生事故，可为分析事故原因，确定事故责任提供相关重要依据。

Description

一种煤矿安全生产巡检系统

技术领域

本发明涉及一种煤矿安全生产巡检系统，尤其涉及井下煤矿安全生产巡检系统。

背景技术

目前我国煤矿仍以地下开采为主，且开采条件复杂，灾害事故隐患严重，安全问题一直是制约煤炭工业健康发展的主要因素之一。大多数煤矿地理位置偏僻，交通不便，信息传输手段落后，传统的安全检查方法由于检查人员业务素质及责任心等原因，导致检查不到位，事故隐患经常出现漏检漏报，最终导致事故发生。为了增强煤矿安全生产检查力度，政府管理部门规定了煤矿领导必须下井带班生产并进行安全检查的规定，但这种规定既难核实时间又难避免替代等等违规行为，使得管理制度形同虚设。一旦出现问题，管理层很难判明责任。因此，如何客观、准确有效地评定煤矿领导和专职安全检查人员的工作质量、工作情况？如何判明责任？

为解决上述问题，需要从技术上采用必要的措施，确保管理制度有效执行煤矿领导和专职安全检查人员按时到岗到位的制度，加强安全生产检查，对发现的事故隐患及时采取有效防范措施，从而达到控制和减少煤矿灾害事故的发生。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤矿安全生产巡检系统，以计算机控制技术、现代通信技术和数据网络传输技术为依托，将煤矿领导和专职安全检查人员在井下现场的安全检查时间、线路、次数等数据通过数据采集系统、信息传输线路，上传给计算机管理系统进行处理和保存，构建了煤矿安全生产检查网络，上级主管部门和煤矿生产安全管理部门可随时调用查看领导和专职安全检查人员的现场巡检情况。一旦发生事故，可为分析事故原因，确定事故责任提供相关重要依据。

本发明是通过如下技术方案来实现的：它是由计算机管理系统、网络收发器、前端控制器、巡检器、巡检点设备箱等几部分组成：

(一)、计算机管理系统

计算机管理系统主要功能：a)负责验证巡检人员身份；b)生成具有当班唯一序列ID号码的巡检器；c)确定当班巡检的路线和时间间隔；d)实现巡检路线、时间和次数的设定和修改；e)巡检违规记录与报警显示；f)记录并打印安全巡检人员及领导巡检到位和工作情况、生成管理报表及考核安全巡检人员及领导的工作业绩。

(二)、网络收发器

网络收发器接收由多个前端控制器组成的一个局域网系统，网路中每个前端控制器与其所控制设备组成的一个相对独立的检测区域，控制器之间通过局域网进行数据交换，完成交互显示和控制功能。

(三)、前端控制器

前端控制器与装在矿井内的巡检设备箱组成有线或无线检测网络，前端控制器接收探测区域各个巡检点送来的信号，其接线方式多采用环状结构，也可采用树枝状结构，本发明采用树枝状结构。

(四)、巡检器

巡检器内置的存储器主要用来存储由中央计算机理系统生成的全球唯一序列ID号码、确认的安检人员信息、确定的巡检路线和巡查点地址编码。巡检人员带着巡检器按照规定的时间、线路在矿井内进行巡检，每到一个巡检点，巡检器便可将巡检人员到达日期、时间、地点及相关信息输入给巡检点设备箱；若巡检人员不按规定线路巡检，则记录无效，查对核实后，即视作失职。每个巡检器在每班使用之前，要先在控制中心计算机上进行巡检人员信息验证，以建立一个巡检记录的数据，它包括巡检点序列号码、到达各巡检点的时间和巡检人员指纹图像象等信息，有效地杜绝了一次多签现象和找人替检情况的发生。极大提高了巡更管理工作的效率，管理也更加科学。

(五)、巡检点设备箱

巡检点设备箱的功能是：a)接收煤矿领导和专职安全检查人员的巡检到位信息并将该信息上传，煤矿领导和专职安全检查人员到达巡检点后巡检点设备箱内的接收系统将接收到的信号通过前端控制器及网路收发器即刻传送到计算机，计算机会自动记录巡检人员的编号和到达该点的时间，控制中心可以随时了解巡检人员的巡检情况；b)巡检点设备箱上设有紧急报警按钮，当巡检人员发现巡检现场出现紧急情况时，可迅速按下紧急报警按钮，控制中心就可知道在什么位置发生事故；c)巡检点设备箱上设有的电话插口，遇到紧急情况时可将随身携带的电话机插上即可与控制中心进行语音通话。

本发明的工作原理：

当巡检人员准备巡检时，首先在控制中心利用指纹输入器进行身份确认，然后将巡检器插入计算机输入装置，计算机系统将巡检人员的个人信息和巡检路线输入巡检器，证明该巡检器由此巡检人员携带，便于管理系统识别巡检人员；巡检人员按照系统规定的路线开始巡检，各巡检点设备箱精确的记录巡检人员到位的时间、地点依次记录并通过前端控制器和网络收发器将采集到的数据上传给计算机，计算机通过相应的软件处理并生成各种报告，供管理者查阅。为保证巡检人员的安全，系统设有故障报警装置，当巡检人未能在规定的时间到达设定位置时，系统即认为在相关地段发生了不正常情况或异常突发事件，巡检系统便及时的做出响应并进行报警处理。巡检器内设置有指纹识别装置，当巡检人员中途换人时由于与携带巡检器内已储存的原巡检人员的指纹信息不符，巡检点设备箱会拒绝接收信息并发出报警。巡检器和巡检点设备箱采用无线收发网路工作。

本发明的工作方式是指巡检设备箱采集的巡检数据与计算机接口通信的方式，本发明支持如下两种数据通信及传输方式。

(一)、有线联网工作方式(如图一)：有线联网工作方式是指从巡检设备箱到中央计算机管理之间用有线通信线路直接连接，其特点是比较适用于在一定范围内巡检要求特别严格的场所，可以实时检测巡检人员的工作情况。巡检人员到达巡检点后即发出信号，巡检点设备箱将接收到的信号通过前端控制器及网路收发器立即发送到控制中心计算机，计算机会自动记录巡检人员到达巡检点时间和巡检人员的编号，控制中心值班人员可以随时了解巡检人员的实际情况。在矿井内合理位置设计巡检点，由计算机软件编排巡检班次、时间间隔、线路走向，可以有效的管理巡检人员的巡检活动，增强安全防范措施。有线联网工作方式的优点是可以随时监控巡检员的工作情况，并能对矿井现场情况作出实时报警，有线巡检系统是巡检人员在规定的巡更路线上，按指定的时间和地点向控制中心计算机发回信号以表示工作正常，如果在指定的时间内，信号没有发到管理电脑，或不按规定的顺序出现信号，系统将认为是异常，当巡检人员出现问题或危险时系统会很快发觉，控制中心计算机管理系统立即发出报警信号，指出矿井监控的危险点所在，便于发现矿井危险情况的发生。

有线式巡检系统如利用矿井内原有电话通讯线路，将大大减少初期安装费用，此系统不失为优秀的检测系统。

(二)、无线联网工作方式(如图二)：无线联网工作方式是指从巡检设备箱到中央计算机管理之间用无线收发系统连接，具有安装简单方便，无需布线、系统成本较低，而且，系统扩容、修改、管理非常方便。

无线联网工作方式的的巡检器设计有以太网口或RS485接口，完成数据在计算机和巡检设备箱间的传递，无线工作频段为国际无线电通信组织规定的自由频率：2GHz。

各巡检点设备箱通过无线电波相互之间组成无线通信网路。该系统采用点-点-点的通信方式，由于每个巡检点设备箱内都有微处理器，无需无线电路由器便可实现一点到另一点间的无线互连，每个巡检点设备箱不仅可以收发数据，而且还可以转发数据到相邻的巡检点设备箱，多个巡检点设备箱相互的连接，可使传输距离更远。当无线网路中一个巡检点设备箱出现故障时，系统会自动将故障箱隔离，相邻的巡检点设备箱会自动取代出现故障的巡检点设备箱进行数据传送，使网路通信保持正常。

为降低在数据传输中的无线通信出错率，本发明采用点到点、点到多点、多节点无线通信协议。

本发明具有如下优点：a)有效地杜绝巡检人员在同一巡检地点一次多签的现象的发生，并通过巡检器指纹识别系统进行巡检人员身份认证，杜绝替代巡检的现象发生，有效地管理巡检人员的巡检活动，加强了保安防范措施，将计算机信息处理引入煤矿安全巡检工作，极大提高了巡检管理工作的效率，管理也更科学；b)可对巡检人员和巡检井道现场进行实时监控，管理人员可随时了解并掌握巡检人员的工作情况和监控矿井的实际生产情况。

附图说明

图1为本发明有线式巡检系统的的原理方框图；

图2为本发明无线式巡检系统的的原理方框图；

图3为巡检器的外形图；

图4为巡检点设备箱内部组成框图；

巡检点设备箱接收巡检器发来的数据代码，同时传送到下一个巡检点设备箱，每两个巡检点设备箱之间由无线通信组成通信网路，信息数据最终送至前端控制器。每个巡检点设备箱均是有源设备，其电压等级为交流220V。

图5为巡检器内部组成框图。

巡检器是由巡检人员随身携带的一种有源卡，内嵌3V纽扣电池，由于是有源发射，作用距离大大增强，有效通讯距离10m且无方向性要求。使用时带在身上或装在包内无需取出便可识别，巡检器的内部存储器可保存上千条巡检记录。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图将本发明的实施方案作进一步的详细描述。

实施例一：

如图一所示，本发明有线联网工作方式的技术方案与工作过程如下：

(一)、巡检人员身份确定巡检开始前系统首先登记所有巡检人员的指纹信息，一般每个巡检员登记两枚以上指纹，左右手各一个以上，该指纹信息用于鉴定巡检人员的真实身份。

(二)、计算机系统将巡检人员的个人信息和巡检路线输入巡检器，证明此巡检器由此巡检人员携带，便于管理系统识别巡检人员，同时系统将设定的巡检路线、时间、次数，输入到巡检器，该巡检器上记录巡检人员的身份、编码及在巡检活动中有效读写权限；

(三)、巡检人员携带巡检器按要求依次巡视，到达规定的巡检点，在安装的巡检点设备箱上读卡，各巡检点设备箱精确的记录巡检人员到位的时间、地点依次记录并通过前端控制器和网络收发器上传给计算机，则完成一次巡检工作记录并保存。

(四)、巡检人员若不按正常程序巡检则记录无效，视作失职，系统管理员可通过电脑，随时查询巡检情况。

(五)、控制中心计算机系统通过相应的软件处理成各种报告并打印，供管理者查阅。

实施例二：

如图二所示，本发明无线联网工作方式(除具有有线联网工作方式的全部工作过程外)的技术方案与工作过程如下：

(一)、当巡检人员携带巡检器在规定的路线上到达1#巡检点设备箱时，巡检点设备箱收到巡检器发来的标识代码后，即传送给下一个巡检点设备箱进行接力传送，同时发送一个信号给巡检器，使该巡检器的发送电路处于休眠状态以节省电能。

(二)、当巡检人员携带巡检器离开1#巡检点设备箱时，巡检器的发送电路恢复工作状态。

(三)、当巡检人员携带巡检器在规定的路线上到达2#或以后每一个巡检点设备箱时，巡检器和巡检点设备箱即重复(一)、(二)项工作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.本发明涉及一种煤矿安全生产巡检系统，其特征在于它由以下几部分组成：

(一)、计算机管理系统

计算机管理系统主要功能：a)负责验证巡检人员身份；b)生成具有当班唯一序列ID号码的巡检器；c)确定当班巡检的路线和时间间隔；d)实现巡检路线、时间和次数的设定和修改；e)巡检违规记录与报警提示；f)记录并打印安全巡检人员及领导巡检到位和工作情况、生成管理报表及考核安全巡检人员及领导的工作业绩。

(二)、网络收发器

(三)、前端控制器

(四)、巡检器

巡检器内置的存储器主要用来存储由中央计算机理系统生成的全球唯一序列ID号码、确认的安检人员信息、确定的巡检路线和巡查点地址编码。巡检人员带着巡检器按照规定的时间、路线在矿井内进行巡检，每到一个巡检点，巡检器便可将巡检人员到达日期、时间、地点及相关信息输入给巡检点设备箱；若巡检人员不按正常线路巡检，则记录无效，查对核实后，即视作失职；每个巡检器在每班使用之前，要先在控制中心计算机上进行巡检人员信息验证，以建立一个巡检记录的数据，它包括巡检点序列号码、到达各巡检点的时间和巡检人员指纹图像象等信息，有效地杜绝了一次多签现象和找人替检情况的发生。极大提高了巡更管理工作的效率，管理也更加科学。

(五)、巡检点设备箱

2.根据权利要求1所述的一种煤矿安全生产巡检系统，其特征在于巡检系统上所采用的验证巡检人员身份的方法是指指纹图像采集与识别方式。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿安全生产巡检系统，其特征在于本发明的工作方式是指巡检设备箱采集的巡检数据与计算机接口通信的工作方式有有线联网和无线联网两种。

4.根据权利要求1所述的一种煤矿安全生产巡检系统，其特征在于巡检器与巡检点设备箱之间是采用无线收发网路工作方式，有效通信距离不小于10m且无方向性要求，使用时带在身上或装在包内无需取出便可识别；巡检点设备箱安装无线发射器和中央计算机管理系统安装无线接收器以进行数据通信。

5.根据权利要求1所述的一种煤矿安全生产巡检系统，其特征在于巡检系统采用无线工作方式时，每个巡检点设备箱内都有微处理器，无需无线电路由器便可实现一点到另一点间的无线互连，每个巡检点设备箱不仅可以收发数据，而且还可以转发数据到相邻的巡检点设备箱，多个巡检点设备箱相互的连接，当无线网路中一个巡检点设备箱出现故障时，故障箱会自动隔离，相邻的巡检点设备箱会自动取代出现故障的巡检点设备箱进行数据传送，使网路通信保持正常。

6.根据权利要求1所述的一种煤矿安全生产巡检系统，其特征在于巡检系统可以通过RS485接口或以太网接口方式与计算机进行通信。