CN110821565B - 一种基于煤矿人员位置监测的煤矿安全生产区域人员管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于煤矿人员位置监测的煤矿安全生产区域人员管理系统及方法，采矿区监控终端设置在各个采矿区域内，检测煤矿人员的状态信息，煤矿环境状态信息以及煤矿人员的下矿信息，并将上述信息上传至监控云端；监控携带终端设置在各个煤矿人员身上，实时获取煤矿人员的当前位置信息，身份信息以及待工作采矿区域，并将上述信息上传至监控云端；监控云端用于配置煤矿工作信息，煤矿人员信息以及煤矿设备信息操作端口；还将接收的各类煤矿信息进行异构和聚合，配置统一的访问端口，为用户提供煤矿信息可视化操作界面，对于采矿过程通过采矿区监控终端以及监控携带终端进行采矿过程巡检，采矿过程环境监控，煤矿人员出勤状态监控。

Description

一种基于煤矿人员位置监测的煤矿安全生产区域人员管理系 统及方法

技术领域

本发明涉及煤矿安全技术领域，尤其涉及一种基于煤矿人员位置监测的煤矿安全生产区域人员管理系统及方法。

背景技术

目前煤矿煤矿安全始终威胁着采矿人员的身体健康和生命安全。目前煤矿井下条件恶劣，在采矿过程中会受到了瓦斯、顶板、透水等自然灾害的威胁。

目前对于采矿人员的管理方式采用下矿前登记方式，并在矿井下实时监控人员信息，获取采矿人员的状态信息，并上传至监控端进行监控。这些方式依托于互联网的发展来使用的手段，可以对采矿人员进行实时监控。但是在对采矿区采矿人员下矿数量，采矿人员信息，当前采矿过程需求的人员需求信息等等无法进行更为细致的管理，导致管理较为松散，容易处理监控漏洞，而使得出现矿区安全事故。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种基于煤矿人员位置监测的煤矿安全生产区域人员管理系统，包括：采矿区监控终端，监控云端以及监控携带终端；

采矿区监控终端和监控携带终端分别与监控云端通信连接；

采矿区监控终端设置在各个采矿区域内，检测煤矿人员的状态信息，煤矿环境状态信息以及煤矿人员的下矿信息，并将上述信息上传至监控云端；

监控携带终端设置在各个煤矿人员身上，实时获取煤矿人员的当前位置信息，身份信息以及待工作采矿区域，并将上述信息上传至监控云端；

监控云端用于配置煤矿工作信息，煤矿人员信息以及煤矿设备信息操作端口；还将接收的各类煤矿信息进行异构和聚合，配置统一的访问端口，为用户提供煤矿信息可视化操作界面，并配置登录权限和操作使用；

还用于将煤矿信息进行分配到对应的客户端，并进行发布；

对于采矿过程通过采矿区监控终端以及监控携带终端进行采矿过程巡检，采矿过程环境监控，煤矿人员出勤状态监控。

进一步需要说明的是，采矿区监控终端设有矿井下气体检测传感器，用于获取井下视频图像以及煤矿人员面部图像的摄像头，用于获取井下水深的水位传感器。

进一步需要说明的是，监控云端通过监控携带终端获取煤矿人员位置信息，并通过设置在矿井出入口位置的采矿区监控终端与监控携带终端配合获取煤矿人员的进出位置信息，以及在所述矿井出入口位置的煤矿人员出入数量信息；

在采矿区域，升降机区域以及矿井各个交叉口区域设置采矿区监控终端，采矿区监控终端实时获取煤矿人员的数量信息，并上传监控云端；

上述区域的采矿区监控终端获取各个区域的人数限制，当区域超出预设人数限制时，发出报警提示，并上传监控云端。

进一步需要说明的是，监控云端向每个监控携带终端发送采矿任务信息，并将采矿任务信息对应关联至采矿人员；

采矿任务信息包括采矿作业位置，执行时间，执行的作业任务，配合人员以及使用设备；

监控云端实时接收监控携带终端发送到的采矿任务信息；并判断所述监控携带终端所涉及的采矿任务信息与预设的采矿任务信息是否一致，获取与所述监控携带终端人员一起配合的人员以及使用设备，是否一致。

进一步需要说明的是，监控云端还包括：采矿区监控信息处理模块；

采矿区监控信息处理模块用于通过采矿区监控终端获取采矿区域内的定位信息，以及在采矿区域内的采矿人员操作时长，操作时间；

记录采矿人员在采矿区域内的采矿总时长，判断采矿总时长是否满足预设的采矿总时长，如不符合预设的采矿总时长，通过采矿区监控终端监测采矿人员在采矿区的采矿时长，并使采矿人员在采矿区的采矿时长达到预设时长。

进一步需要说明的是，监控云端还包括采矿安全管理模块、采矿工艺过程规范模块和采矿设备操作规范管理模块，记录和查阅采矿过程信息，明确采矿技术规范，建立采矿过程安全知识平台；

监控云端配置人员统计模块，采矿设备统计模块，提供各类采矿信息报表，采矿人员出勤状态信息，采矿工作报表，采矿设备故障分析模块，采矿应急措施模块，实时展示采矿过程情况以及采矿过程人员及设备的状态情况。

监控云端将采矿过程信息配置到Activiti引擎，进行实施；监控云端根据采矿信息查询条件展示查询信息。

本发明还提供一种基于煤矿人员位置监测的煤矿安全生产区域人员管理方法，方法包括：

监控云端配置待采矿区域位置信息，所述采矿区域所需要的采矿人员数量，设备状态信息，环境状态信息；配置本次开采的开采量信息；

上述信息进行当期采矿计划配置，采矿信息反馈端口配置，实现采矿过程，采矿任务，采矿安全实时跟踪；

监控云端将上述信息进行可视化显示，并推送至采矿区监控终端以及监控携带终端；

监控云端实时采集采矿区监控终端发送的数据以及监控携带终端发送的数据；

监控云端根据GIS采矿区位图进行采矿信息获取，对采矿过程中产生的信息进行来源签名标识，将采矿信息生成采矿电子签名进行储存；

监控云端对采矿过程信息进行监控、比对，储存处理；如发现超阈值则进行报警提示；

监控云端对系统运行进行维护管理，对系统中的软件及硬件进行实时监控。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明能够实现安全监控以及监视，把采矿作业和采矿实时监控融入一体，基于人与人、基于人与物，人与设备、工况和环境之间/设备与环境之间有机连接，实时分析评采矿数据、信息，人员信息，完成采矿作业信息能够实现指挥操作。

采矿区监控终端，监控云端以及监控携带终端以互联网以及物联网为通信手段，配置监控云端对采矿数据进行分析，结合通信标准和通信协议，设备，传感器，终端(PC/手机APP/PDA)，控制器等设备，形成一个基于煤矿人员位置监测的煤矿安全生产区域人员管理系统互联网采矿作业安全体系。保障采矿作业的安全性，对采矿人员的实时监控。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为基于煤矿人员位置监测的煤矿安全生产区域人员管理系统示意图。

具体实施方式

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

本发明提供一种基于煤矿人员位置监测的煤矿安全生产区域人员管理系统，如图1所示，包括：采矿区监控终端2，监控云端1以及监控携带终端3；

采矿区监控终端2和监控携带终端3分别与监控云端1通信连接；采矿区监控终端2设置在各个采矿区域内，检测煤矿人员的状态信息，煤矿环境状态信息以及煤矿人员的下矿信息，并将上述信息上传至监控云端1；监控携带终端3设置在各个煤矿人员身上，实时获取煤矿人员的当前位置信息，身份信息以及待工作采矿区域，并将上述信息上传至监控云端1；监控云端1用于配置煤矿工作信息，煤矿人员信息以及煤矿设备信息操作端口；还将接收的各类煤矿信息进行异构和聚合，配置统一的访问端口，为用户提供煤矿信息可视化操作界面，并配置登录权限和操作使用；还用于将煤矿信息进行分配到对应的客户端，并进行发布；对于采矿过程通过采矿区监控终端2以及监控携带终端3进行采矿过程巡检，采矿过程环境监控，煤矿人员出勤状态监控。

采矿区监控终端2设有矿井下气体检测传感器，用于获取井下视频图像以及煤矿人员面部图像的摄像头，用于获取井下水深的水位传感器。采矿过程环境可以包括采矿区内的温度、湿度、危险气体，瓦斯，CH4、CO、CO2等。

本发明中，监控云端1通过监控携带终端3获取煤矿人员位置信息，并通过设置在矿井出入口位置的采矿区监控终端2与监控携带终端3配合获取煤矿人员的进出位置信息，以及在所述矿井出入口位置的煤矿人员出入数量信息；在采矿区域，升降机区域以及矿井各个交叉口区域设置采矿区监控终端2，采矿区监控终端2实时获取煤矿人员的数量信息，并上传监控云端1；上述区域的采矿区监控终端2获取各个区域的人数限制，当区域超出预设人数限制时，发出报警提示，并上传监控云端1。这样便于对采矿人数的控制，以及对采矿人员的监控。保证采矿人员的安全。

作为本发明优选的方式，监控云端1向每个监控携带终端3发送采矿任务信息，并将采矿任务信息对应关联至采矿人员；采矿任务信息包括采矿作业位置，执行时间，执行的作业任务，配合人员以及使用设备；监控云端1实时接收监控携带终端3发送到的采矿任务信息；并判断所述监控携带终端3所涉及的采矿任务信息与预设的采矿任务信息是否一致，获取与所述监控携带终端3人员一起配合的人员以及使用设备，是否一致。如果不一致则发出报警信息。

监控云端1接收每个监控携带终端3发送的待检测的采矿人员生物特征信息；监控云端1根据预设采矿人员的生物特征信息对所述待检测的生物特征信息进行比对，若比对通过，则监控云端1接收监控携带终端3发送的采矿任务信息。生物特征信息包括指纹、脸部、声音等特征，但不做限定。还可以获取到采矿人员的体征数据，如心率、血压、体表温度等。

监控携带终端3可以实现可穿戴设备通过远程通信传输数据。也可通过移动数据链路传输数据至监控云端1；还可以通过WiFi、移动数据链路传输数据至监控云端1。

监控携带终端3可以包括可穿戴设备，比如：采矿安全帽、采矿手环、采矿脚环、采矿臂带等。用于采集采矿人员体征数据以及位置、采矿环境数据。当收到采矿告警信息时，采矿可穿戴设备振动提醒使用者。

本发明监控云端1接收采矿区监控终端2以及监控携带终端3的位置信息，并判断位置与采矿作业位置是否相符。并且在位置确定过程中，是以一定的范围来界定，并非以一个点了确定。

定位信息可以由采矿区监控终端2以及监控携带终端3在预定的时间发送至监控云端1。该预定的时间与采矿开始时间有一定关系。

采矿区监控终端2可以设置在矿区的设备上，出入口处，巷道墙壁，采矿处等等。

由于采矿区监控终端2以及监控携带终端3的地址编码无法更改，避免了利用采矿区监控终端2以及监控携带终端3位置被恶意更改的问题。

通过采矿区监控终端2以及监控携带终端3的位置采集，采矿过程信息的采集，对采矿过程进行了监控，实现了考勤。整个过程监控云端1和采矿区监控终端2以及监控携带终端3进行通信，高效且节省了人力监控成本。

采矿区监控终端2以及监控携带终端3可以实现在硬件，软件，固件或它们的任何组合。所述的各种特征为模块，单元或组件可以一起实现在集成逻辑装置或分开作为离散的但可互操作的逻辑器件或其他硬件设备。在一些情况下，电子电路的各种特征可以被实现为一个或多个集成电路器件，诸如集成电路芯片或芯片组。

采矿区监控终端2以及监控携带终端3可以作为处理器或者集成电路装置，诸如集成电路芯片或芯片组。可替换地或附加地，如果软件或固件中实现，所述技术可实现至少部分地由计算机可读的数据存储介质，包括指令，当执行时，使处理器执行一个或更多的上述方法。例如，计算机可读的数据存储介质可以存储诸如由处理器执行的指令。

采矿区监控终端2以及监控携带终端3包括一个或多个处理器执行，如一个或多个数字信号处理器(DSP)，通用微处理器，特定应用集成电路(ASICs)，现场可编程门阵列(FPGA)，或者其它等价物把集成电路或离散逻辑电路。因此，术语“处理器，”由于在用于本文时可以指任何前述结构或任何其它的结构更适于实现的这里所描述的技术。另外，在一些方面，本公开中所描述的功能可以提供在软件模块和硬件模块。

作为本发明优选的实施方式，监控云端1包括：编码模块，数据处理模块以及采矿时间设置模块；编码模块用于分别对采矿区监控终端2以及监控携带终端3进行地址编码，使采矿区监控终端2以及监控携带终端3具有唯一的地址编码；

配置每个采矿区监控终端2所对应使用的位置信息，配置每个监控携带终端3所对应的采矿人员信息；采矿时间设置模块用于设置每个矿区的采矿作业时间和地点，并将矿作业时间和地点分别发送至对应的采矿区监控终端2以及监控携带终端3；数据处理模块用于获取并记录监控携带终端3发送的采矿作业时间和地点，判断每个监控携带终端3发送的采矿作业时间和地点，是否符合预设的采矿作业时间和地点，如果不符合，向所述监控携带终端3发出不符合报警提示。

其中，监控云端1还包括：采矿区监控信息处理模块；

采矿区监控信息处理模块用于通过采矿区监控终端2获取采矿区域内的定位信息，以及在采矿区域内的采矿人员操作时长，操作时间；记录采矿人员在采矿区域内的采矿总时长，判断采矿总时长是否满足预设的采矿总时长，如不符合预设的采矿总时长，通过采矿区监控终端2监测采矿人员在采矿区的采矿时长，并使采矿人员在采矿区的采矿时长达到预设时长。

监控云端1还包括采矿安全管理模块、采矿工艺过程规范模块和采矿设备操作规范管理模块，记录和查阅采矿过程信息，明确采矿技术规范，建立采矿过程安全知识平台；监控云端1配置人员统计模块，采矿设备统计模块，提供各类采矿信息报表，采矿人员出勤状态信息，采矿工作报表，采矿设备故障分析模块，采矿应急措施模块，实时展示采矿过程情况以及采矿过程人员及设备的状态情况。监控云端1将采矿过程信息配置到Activiti引擎，进行实施；监控云端1根据采矿信息查询条件展示查询信息。

本发明基于煤矿人员位置监测的煤矿安全生产区域人员管理系统以传感和监控监视设备，实现采矿作业的安全监控或监视。实现了通过采矿区监控终端2，监控云端1以及监控携带终端3进行采集和分析的采矿人员安全信息，将数据进行采集和分析功能，以及采矿人员采矿作业状态下，矿区环境安全要素，定位，周边障碍物等等，实时检测分析。

基于煤矿人员位置监测的煤矿安全生产区域人员管理系统在煤矿安全作业、煤矿安全服务、煤矿安全管理提供支持，通过数据的通信传送，进行实时在线监控，并能够获悉到现场状况，实现煤矿规范化以及标准化操作。

本发明能够实现安全监控以及监视，把采矿作业和采矿实时监控融入一体，基于人与人、基于人与物，人与设备、工况和环境之间/设备与环境之间有机连接，实时分析评采矿数据、信息，人员信息，完成采矿作业信息能够实现指挥操作。

采矿区监控终端2，监控云端1以及监控携带终端3以互联网以及物联网为通信手段，配置监控云端1对采矿数据进行分析，结合通信标准和通信协议，设备，传感器，终端(包括但不限于手机，移动终端)，控制器等设备，形成一个基于煤矿人员位置监测的煤矿安全生产区域人员管理系统互联网采矿作业安全体系。保障采矿作业的安全性，对采矿人员的实时监控。

本发明还提供一种基于煤矿人员位置监测的煤矿安全生产区域人员管理方法，方法包括：

监控云端1配置待采矿区域位置信息，所述采矿区域所需要的采矿人员数量，设备状态信息，环境状态信息；配置本次开采的开采量信息；

上述信息进行当期采矿计划配置，采矿信息反馈端口配置，实现采矿过程，采矿任务，采矿安全实时跟踪；

监控云端1将上述信息进行可视化显示，并推送至采矿区监控终端2以及监控携带终端3；

监控云端1实时采集采矿区监控终端2发送的数据以及监控携带终端3发送的数据；

监控云端1根据GIS采矿区位图进行采矿信息获取，对采矿过程中产生的信息进行来源签名标识，将采矿信息生成采矿电子签名进行储存；

监控云端1对采矿过程信息进行监控、比对，储存处理；如发现超阈值则进行报警提示；

监控云端1对系统运行进行维护管理，对系统中的软件及硬件进行实时监控。

本发明在进行采矿量的管理分析以及对采矿量与采矿人员相结合的管理分析时，采用了如下方式，

监控云端1根据当前预设的采矿总量，配置在预设采矿区域进行采矿；

分别配置每个预设采矿区域的采矿量，配置每个预设采矿区域采矿量对应需求的采矿人数信息，采矿设备数量信息；

形成采矿计划进度状态跟踪表；

监控云端1根据如下方式获取各个采矿区域的采矿量以及动态调整采矿人数；

实时采矿进度获取方式为：

(第一采矿区域采矿进度百分比×第一采矿区域采矿总量+第二采矿区域采矿进度百分比×第二采矿区域采矿总量+第N采矿区域采矿进度百分比×第N采矿区域采矿总量)/(第一采矿区域采矿总量+第二采矿区域采矿总量+第N采矿区域采矿总量)；

动态调整采矿人数＝采矿总人数×(采矿区域采矿总量/采矿区域采矿量)。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种基于煤矿人员位置监测的煤矿安全生产区域人员管理系统，其特征在于，包括：采矿区监控终端，监控云端以及监控携带终端；

采矿区监控终端和监控携带终端分别与监控云端通信连接；

采矿区监控终端设置在各个采矿区域内，检测煤矿人员的状态信息，煤矿环境状态信息以及煤矿人员的下矿信息，并将上述信息上传至监控云端；

监控携带终端设置在各个煤矿人员身上，实时获取煤矿人员的当前位置信息，身份信息以及待工作采矿区域，并将上述信息上传至监控云端；

监控云端用于配置煤矿工作信息，煤矿人员信息以及煤矿设备信息操作端口；还将接收的各类煤矿信息进行异构和聚合，配置统一的访问端口，为用户提供煤矿信息可视化操作界面，并配置登录权限和操作使用；还用于将煤矿信息进行分配到对应的客户端，并进行发布；

对于采矿过程，通过采矿区监控终端以及监控携带终端进行采矿过程巡检，采矿过程环境监控以及煤矿人员出勤状态监控；

监控云端通过监控携带终端获取煤矿人员位置信息，并通过设置在矿井出入口位置的采矿区监控终端与监控携带终端配合获取煤矿人员的进出位置信息，以及在所述矿井出入口位置的煤矿人员出入数量信息；

在采矿区域，升降机区域以及矿井各个交叉口区域设置采矿区监控终端，采矿区监控终端实时获取煤矿人员的数量信息，并上传监控云端；

设置在采矿区域，升降机区域以及矿井各个交叉口区域的采矿区监控终端获取各个区域的人数限制，当区域超出预设人数限制时，发出报警提示，并上传监控云端；

监控云端向每个监控携带终端发送采矿任务信息，并将采矿任务信息对应关联至采矿人员；

采矿任务信息包括采矿作业位置，执行时间，执行的作业任务，配合人员以及使用设备；

监控云端实时接收监控携带终端发送到的采矿任务信息，并判断所述监控携带终端所涉及的采矿任务信息与预设的采矿任务信息是否一致，获取与监控携带终端人员一起配合的人员以及使用设备，是否一致；

监控云端接收每个监控携带终端发送的待检测的采矿人员生物特征信息；

监控云端根据预设采矿人员的生物特征信息对所述待检测的生物特征信息进行比对，若比对通过，则监控云端接收监控携带终端发送的采矿任务信息；

监控云端包括：编码模块、数据处理模块、采矿时间设置模块以及采矿区监控信息处理模块；

编码模块用于分别对采矿区监控终端以及监控携带终端进行地址编码，使采矿区监控终端以及监控携带终端具有唯一的地址编码；

配置每个采矿区监控终端所对应使用的位置信息，配置每个监控携带终端所对应的采矿人员信息；

采矿时间设置模块用于设置每个矿区的采矿作业时间和地点，并将矿作业时间和地点分别发送至对应的采矿区监控终端以及监控携带终端；

数据处理模块用于获取并记录监控携带终端发送的采矿作业时间和地点，判断每个监控携带终端发送的采矿作业时间和地点，是否符合预设的采矿作业时间和地点，如果不符合，向所述监控携带终端发出不符合报警提示；

采矿区监控信息处理模块用于通过采矿区监控终端获取采矿区域内的定位信息，以及在采矿区域内的采矿人员操作时长，操作时间；

记录采矿人员在采矿区域内的采矿总时长，判断采矿总时长是否满足预设的采矿总时长，如不符合预设的采矿总时长，通过采矿区监控终端监测采矿人员在采矿区的采矿时长，并使采矿人员在采矿区的采矿时长达到预设时长。

2.根据权利要求1所述的基于煤矿人员位置监测的煤矿安全生产区域人员管理系统，其特征在于，

采矿区监控终端设有矿井下气体检测传感器，用于获取井下视频图像以及煤矿人员面部图像的摄像头，用于获取井下水深的水位传感器。

3.根据权利要求1所述的基于煤矿人员位置监测的煤矿安全生产区域人员管理系统，其特征在于，

监控云端还包括采矿安全管理模块、采矿工艺过程规范模块和采矿设备操作规范管理模块，记录和查阅采矿过程信息，明确采矿技术规范，建立采矿过程安全知识平台；

监控云端配置人员统计模块，采矿设备统计模块，提供各类采矿信息报表，采矿人员出勤状态信息，采矿工作报表，采矿设备故障分析模块，采矿应急措施模块，实时展示采矿过程情况以及采矿过程人员及设备的状态情况；

监控云端将采矿过程信息配置到WEB，进行实施；监控云端根据采矿信息查询条件展示查询信息。

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