CN105632145A - 一种采掘移动设备人员接近保护方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种采掘移动设备人员接近保护方法及系统，方法包括：人员终端持续发射无线信号；设置在采掘移动设备上的机载接收器检测人员终端所发射的无线信号，执行判断步骤；判断步骤，包括：根据所接收到的无线信号的信号强度，确定机载接收器与人员终端之间的距离：如果所述人员终端进入预设的警戒区域且未进入停机区域，则进行报警操作；如果所述人员终端进入预设的停机区域，则控制所述采掘移动设备断电停机；所述警戒区域包括所述停机区域。本发明通过设置在采掘移动设备上的机载接收器检测人员终端所发射的无线信号，以此判断人员终端是否进入警戒区域或者停机区域，并执行相应措施以保证工作面工作人员的人身安全。

Description

一种采掘移动设备人员接近保护方法及系统

技术领域

本发明涉及采掘设备相关技术领域，特别是一种采掘移动设备人员接近保护方法及系统。

背景技术

随煤炭开采机械化程度的提高，大中型煤炭企业普遍采用综合机械化采煤。但目前采掘工作面移动设备机械伤人事故频发，尤其是掘进工作面设备较多，且关联度高，连采机、锚杆机、梭车、铲车等多台设备联合作业，工作面空间狭小，地形复杂，照明度差，各类设备操作人员的视线较差，作业过程中设备噪音大，作业人员很难准确观察周围情况，极易发生人身伤害的安全事故。

受采掘工作面空间狭小、地形复杂、阴暗潮湿、照明度差、粉尘较大、人员多、设备快速移动等因素影响，目前所采用的工作面设备人员接近报警系统主要有三种，即电磁感应型、视频监控型、红外线热敏型。其中电磁感应型易受井下各类电磁设备及通讯设备干扰，视频监控型存在眩光、残像等问题，红外线热敏监测技术易受到工作面各类设备自身发热、巷道内粉尘的影响。以上技术均存在成本高、难维护、监测误差较大、误动作频繁、故障率高等问题，不能满足煤矿安全生产需求。

发明内容

基于此，有必要针对现有的工作面设备人员接近报警相关技术不能很好地保护人员的问题，提供一种采掘移动设备人员接近保护方法及系统。

一种采掘移动设备人员接近保护方法，包括：

终端发射步骤，包括：人员终端持续发射无线信号；

信号检测步骤，包括：设置在采掘移动设备上的机载接收器检测人员终端所发射的无线信号，执行判断步骤；

判断步骤，包括：根据所接收到的无线信号的信号强度，确定机载接收器与人员终端之间的距离：

如果所述人员终端进入预设的警戒区域且未进入停机区域，则进行报警操作；

如果所述人员终端进入预设的停机区域，则控制所述采掘移动设备断电停机；

所述警戒区域包括所述停机区域。

一种采掘移动设备人员接近保护系统，包括：

终端发射模块，用于：人员终端持续发射无线信号；

信号检测模块，用于：设置在采掘移动设备上的机载接收器检测人员终端所发射的无线信号，执行判断模块；

判断模块，用于：根据所接收到的无线信号的信号强度，确定机载接收器与人员终端之间的距离：

如果所述人员终端进入预设的警戒区域且未进入停机区域，则进行报警操作；

如果所述人员终端进入预设的停机区域，则控制所述采掘移动设备断电停机；

所述警戒区域包括所述停机区域。

本发明通过设置在采掘移动设备上的机载接收器检测人员终端所发射的无线信号，以此判断人员终端是否进入警戒区域或者停机区域，并执行相应措施以保证工作面工作人员的人身安全。

附图说明

图1为本发明一种采掘移动设备人员接近保护方法的工作流程图；

图2为本发明最佳实施例的布置示意图；

图3a为本发明最佳实施例的区域未延伸示意图；

图3b为本发明最佳实施例的区域延伸示意图；

图4为本发明一种采掘移动设备人员接近保护系统的结构模块图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。

如图1所示为本发明一种采掘移动设备人员接近保护方法的工作流程图，包括：

步骤S101，包括：人员终端持续发射无线信号；

步骤S102，包括：设置在采掘移动设备上的机载接收器检测人员终端所发射的无线信号，执行步骤S103；

步骤S103，包括：根据所接收到的无线信号的信号强度，确定机载接收器与人员终端之间的距离：

如果所述人员终端进入预设的警戒区域且未进入停机区域，则进行报警操作；

如果所述人员终端进入预设的停机区域，则控制所述采掘移动设备断电停机；

所述警戒区域包括所述停机区域。

步骤S101和步骤S102的无线信号，优选为ZigBee(低功率个域网无线传输技术协议)信号，基于RSSI(信号强度指示)可以判断人员终端和采掘移动设备之间的距离。

如图2所示为本发明最佳实施例的布置示意图，机载接收器2布置于采掘移动设备1上，负责接收人员携带的人员终端的无线信号，并根据接收信号强度分析人员终端与采掘移动设备1之间的距离，按照设定的警戒区域11和停机区域12，实现报警或停机，报警优选为声光报警。

机载接收器2选用Zigbee协调模块，使用国际通用2.4GHz高频无线信号频段，数据传输率250Kb/s，使用3.6V电压电源，适应工作环境-40至80℃，网络最大可接入65000个设备，搜索设备时延为30ms，休眠激活时延为15ms，活动设备信道接入时延为15ms。

人员终端由工作面作业人员携带，内含Zigbee终端模块，负责发射无线信号，该模块参数与协调模块相同。

本发明通过信号强度判断距离从而确定人员终端与警戒区域和停机区域的关系，不受声、光、电、煤尘等不利因素干扰且穿透能力强，抗扰能力强，优选使用国际标准2.4GHz无线传输技术，；

同时，使用Zigbee的能耗低：单体Zigbee模块在使用两节五号电池情况下可连续工作6至24个月；成本低、易维护：基础设备采用模块化设计，易于维护，单体Zigbee模块价格低于300元，节约成本；且系统容量大，反应时间短：无线网络最大可同时容纳65000个设备，人员终端45ms接入系统；准确率高：12M范围内误差低于1M，5M范围内误差低于0.2M。

在其中一个实施例中，所述机载接收器为多个，且分别设置在所述采掘移动设备上，所述步骤S103，具体包括：

根据每个所述机载接收器所接收到的无线信号的信号强度，确定每个所述机载接收器与人员终端之间的距离，选择多个距离中最小的距离作为最小距离：

如果所述最小距离小于或等于预设的警戒距离且大于预设的停机距离，则进行报警操作；

如果所述最小距离小于预设的停机距离，则控制所述采掘移动设备断电停机；

所述停机距离小于所述警戒距离。

机载接收器2可设置判断规则，如人员终端距设备X米时设备声光报警，Y米时断电停机等。

在其中一个实施例中，所述机载接收器为多个，且分别设置在所述采掘移动设备上，所述步骤S103，具体包括：

根据每个所述机载接收器所接收到的无线信号的信号强度，确定每个所述机载接收器与人员终端之间的距离，根据人员终端与多个机载接收器的距离及所述机载接收器在采掘移动设备上的设置位置，确定所述人员终端的位置：

如果所述位置进入预设的警戒区域且未进入停机区域，则进行报警操作；

如果所述位置进入预设的停机区域，则控制所述采掘移动设备断电停机；

所述警戒区域包括所述停机区域。

具体来说，当两个或两个以上的机载接收器接收到无线信号，根据无线信号强度，可以计算出发出无线信号的人员终端与每个机载接收器的距离，每个接收到无线信号的机载接收器以其本身所在位置为圆心，所计算到的距离为半径作圆，多个圆的交接点就是人员终端的位置。

在其中一个实施例中，还包括：区域调整步骤；

区域调整步骤，包括：当采掘移动设备行驶速度大于预设速度值时，则将所述警戒区域和所述停机区域向采掘移动设备行驶方向延伸。

针对工作面部分具有高速度、大范围移动特点的采掘移动设备，如梭车、铲车等设备，可实现监测范围自动调整。当设备行驶速度低于设定值或静止时，机载接收器监测范围为正常(如图3a)；当设备行驶速度高于设定值时(包含正向行驶及倒车)，监测范围向行驶方向3扩展(如图3b)，避免设备在高速行驶情况下出现制动不及时的情况。

在其中一个实施例中：

所述步骤S101，具体包括：人员终端持续发射无线信号，其中所述人员终端包括司机人员终端和普通人员终端，所述司机人员终端所发射的无线信号中包括有用于标识采掘移动设备的设备标识，所述普通人员终端所发射的无线信号中不包括所述设备标识；

所述步骤S102，具体包括：

设置在采掘移动设备上的机载接收器检测人员终端所发射的无线信号，将接收到无线信号的机载接收器所在采掘移动设备的设备标识作为当前设备标识，如果所述无线信号包括有设备标识，且无线信号所包括的设备标识与当前设备标识一致，则忽略所述无线信号，否则执行步骤S103。

本实施例具体可以指定连采机司机所携带人员终端不会触发连采机机载接收器，且通过相应的软件可以实现设备操作人员的人员与设备关联关系管理，但其仍可触发其他设备上的机载接收器。

如图4所示为本发明一种采掘移动设备人员接近保护系统的结构模块图，包括：

终端发射模块401，用于：人员终端持续发射无线信号；

信号检测模块402，用于：设置在采掘移动设备上的机载接收器检测人员终端所发射的无线信号，执行判断模块；

判断模块403，用于：根据所接收到的无线信号的信号强度，确定机载接收器与人员终端之间的距离：

如果所述人员终端进入预设的警戒区域且未进入停机区域，则进行报警操作；

如果所述人员终端进入预设的停机区域，则控制所述采掘移动设备断电停机；

所述警戒区域包括所述停机区域。

在其中一个实施例中，所述机载接收器为多个，且分别设置在所述采掘移动设备上，所述判断模块，具体用于：

根据每个所述机载接收器所接收到的无线信号的信号强度，确定每个所述机载接收器与人员终端之间的距离，选择多个距离中最小的距离作为最小距离：

如果所述最小距离小于或等于预设的警戒距离且大于预设的停机距离，则进行报警操作；

如果所述最小距离小于预设的停机距离，则控制所述采掘移动设备断电停机；

所述停机距离小于所述警戒距离。

在其中一个实施例中，所述机载接收器为多个，且分别设置在所述采掘移动设备上，所述判断模块，具体用于：

根据每个所述机载接收器所接收到的无线信号的信号强度，确定每个所述机载接收器与人员终端之间的距离，根据人员终端与多个机载接收器的距离及所述机载接收器在采掘移动设备上的设置位置，确定所述人员终端的位置：

如果所述位置进入预设的警戒区域且未进入停机区域，则进行报警操作；

如果所述位置进入预设的停机区域，则控制所述采掘移动设备断电停机；

所述警戒区域包括所述停机区域。

在其中一个实施例中，还包括：区域调整模块；

区域调整模块，用于：当采掘移动设备行驶速度大于预设速度值时，则将所述警戒区域和所述停机区域向采掘移动设备行驶方向延伸。

在其中一个实施例中：

所述终端发射模块，具体用于：人员终端持续发射无线信号，其中所述人员终端包括司机人员终端和普通人员终端，所述司机人员终端所发射的无线信号中包括有用于标识采掘移动设备的设备标识，所述普通人员终端所发射的无线信号中不包括所述设备标识；

所述信号检测模块，具体用于：

设置在采掘移动设备上的机载接收器检测人员终端所发射的无线信号，将接收到无线信号的机载接收器所在采掘移动设备的设备标识作为当前设备标识，如果所述无线信号包括有设备标识，且无线信号所包括的设备标识与当前设备标识一致，则忽略所述无线信号，否则执行判断模块。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种采掘移动设备人员接近保护方法，其特征在于，包括：

终端发射步骤，包括：人员终端持续发射无线信号；

信号检测步骤，包括：设置在采掘移动设备上的机载接收器检测人员终端所发射的无线信号，执行判断步骤；

判断步骤，包括：根据所接收到的无线信号的信号强度，确定机载接收器与人员终端之间的距离：

如果所述人员终端进入预设的警戒区域且未进入停机区域，则进行报警操作；

如果所述人员终端进入预设的停机区域，则控制所述采掘移动设备断电停机；

所述警戒区域包括所述停机区域。

2.根据权利要求1所述的采掘移动设备人员接近保护方法，其特征在于，所述机载接收器为多个，且分别设置在所述采掘移动设备上，所述判断步骤，具体包括：

根据每个所述机载接收器所接收到的无线信号的信号强度，确定每个所述机载接收器与人员终端之间的距离，选择多个距离中最小的距离作为最小距离：

如果所述最小距离小于或等于预设的警戒距离且大于预设的停机距离，则进行报警操作；

如果所述最小距离小于预设的停机距离，则控制所述采掘移动设备断电停机；

所述停机距离小于所述警戒距离。

3.根据权利要求1所述的采掘移动设备人员接近保护方法，其特征在于，所述机载接收器为多个，且分别设置在所述采掘移动设备上，所述判断步骤，具体包括：

根据每个所述机载接收器所接收到的无线信号的信号强度，确定每个所述机载接收器与人员终端之间的距离，根据人员终端与多个机载接收器的距离及所述机载接收器在采掘移动设备上的设置位置，确定所述人员终端的位置：

如果所述位置进入预设的警戒区域且未进入停机区域，则进行报警操作；

如果所述位置进入预设的停机区域，则控制所述采掘移动设备断电停机；

所述警戒区域包括所述停机区域。

4.根据权利要求1所述的采掘移动设备人员接近保护方法，其特征在于，还包括：区域调整步骤；

区域调整步骤，包括：当采掘移动设备行驶速度大于预设速度值时，则将所述警戒区域和所述停机区域向采掘移动设备行驶方向延伸。

5.根据权利要求1所述的采掘移动设备人员接近保护方法，其特征在于：

所述终端发射步骤，具体包括：人员终端持续发射无线信号，其中所述人员终端包括司机人员终端和普通人员终端，所述司机人员终端所发射的无线信号中包括有用于标识采掘移动设备的设备标识，所述普通人员终端所发射的无线信号中不包括所述设备标识；

所述信号检测步骤，具体包括：

设置在采掘移动设备上的机载接收器检测人员终端所发射的无线信号，将接收到无线信号的机载接收器所在采掘移动设备的设备标识作为当前设备标识，如果所述无线信号包括有设备标识，且无线信号所包括的设备标识与当前设备标识一致，则忽略所述无线信号，否则执行判断步骤。

6.一种采掘移动设备人员接近保护系统，其特征在于，包括：

终端发射模块，用于：人员终端持续发射无线信号；

信号检测模块，用于：设置在采掘移动设备上的机载接收器检测人员终端所发射的无线信号，执行判断模块；

判断模块，用于：根据所接收到的无线信号的信号强度，确定机载接收器与人员终端之间的距离：

如果所述人员终端进入预设的警戒区域且未进入停机区域，则进行报警操作；

如果所述人员终端进入预设的停机区域，则控制所述采掘移动设备断电停机；

所述警戒区域包括所述停机区域。

7.根据权利要求6所述的采掘移动设备人员接近保护系统，其特征在于，所述机载接收器为多个，且分别设置在所述采掘移动设备上，所述判断模块，具体用于：

根据每个所述机载接收器所接收到的无线信号的信号强度，确定每个所述机载接收器与人员终端之间的距离，选择多个距离中最小的距离作为最小距离：

如果所述最小距离小于或等于预设的警戒距离且大于预设的停机距离，则进行报警操作；

如果所述最小距离小于预设的停机距离，则控制所述采掘移动设备断电停机；

所述停机距离小于所述警戒距离。

8.根据权利要求6所述的采掘移动设备人员接近保护系统，其特征在于，所述机载接收器为多个，且分别设置在所述采掘移动设备上，所述判断模块，具体用于：

根据每个所述机载接收器所接收到的无线信号的信号强度，确定每个所述机载接收器与人员终端之间的距离，根据人员终端与多个机载接收器的距离及所述机载接收器在采掘移动设备上的设置位置，确定所述人员终端的位置：

如果所述位置进入预设的警戒区域且未进入停机区域，则进行报警操作；

如果所述位置进入预设的停机区域，则控制所述采掘移动设备断电停机；

所述警戒区域包括所述停机区域。

9.根据权利要求6所述的采掘移动设备人员接近保护系统，其特征在于，还包括：区域调整模块；

区域调整模块，用于：当采掘移动设备行驶速度大于预设速度值时，则将所述警戒区域和所述停机区域向采掘移动设备行驶方向延伸。

10.根据权利要求6所述的采掘移动设备人员接近保护系统，其特征在于：

所述终端发射模块，具体用于：人员终端持续发射无线信号，其中所述人员终端包括司机人员终端和普通人员终端，所述司机人员终端所发射的无线信号中包括有用于标识采掘移动设备的设备标识，所述普通人员终端所发射的无线信号中不包括所述设备标识；

所述信号检测模块，具体用于：

设置在采掘移动设备上的机载接收器检测人员终端所发射的无线信号，将接收到无线信号的机载接收器所在采掘移动设备的设备标识作为当前设备标识，如果所述无线信号包括有设备标识，且无线信号所包括的设备标识与当前设备标识一致，则忽略所述无线信号，否则执行判断模块。