CN112581720A - 一种受限空间作业安全状态智能检测与报警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种受限空间作业安全状态智能检测与报警系统，涉及石化企业安全培训技术领域，至少包括硬件模块与逻辑判断模块，其中，硬件模块包括智能感应工作服、无线信号接收器和智能红外报警装置。本发明有益效果是，一方面为受限空间安全实操培训过程中的信息智能化提供一定的技术支持，另一方面，可用于现场作业监控，为现场受限空间作业过程中的安全保障技术提供解决思路；该系统可以帮助解决在实际工作环境中，现场监护人的经验不足的问题，并能在事故发生的第一时间，对盲目施救行为发出警报，避免事故扩大。

Description

一种受限空间作业安全状态智能检测与报警系统

技术领域

本发明涉及石化企业安全培训技术领域，尤其涉及一种受限空间作业安全状态智能检测与报警系统。

背景技术

石化企业的受限空间作业培训过程中，作业监护人与作业人需要保持沟通以此判断内部工作状况，该环节在培训实施过程中，重视程度不高，而在现场实际作业过程中，过度依赖监护人的工作素质及现场经验。安全实操培训基地中，智能化的受限空间培训装置几乎没有，在受限空间盲目施救的培训过程中，事故信号的来源依旧依托于培训师，模拟效果较差。此外，受限空间作业过程中对突发事故的盲目施救已经成为事故扩大的主要原因，盲目施救虽然在实操培训过程中受到了相当程度的重视，但是，与之对应的智能培训设备或者管理系统并没有得到相应的发展。

目前，根据市场调研与现场生产情况分析来看，在安全培训领域，针对受限空间的信息智能化设备并没有取得较好的发展，更多的是智能安全帽、安全鞋等相关的简单类培训产品，一般用于安全体验，鲜有与之配套的信息数据分析系统支撑。

发明内容

为解决缺少受限空间作业安全培训系统的技术问题，本发明公开了一种受限空间作业安全状态智能检测与报警系统。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种受限空间作业安全状态智能检测与报警系统，至少包括硬件模块与逻辑判断模块。

作为本发明的进一步优选，所述硬件模块包括智能感应工作服、无线信号接收器和智能红外报警装置；智能感应工作服由进入受限空间工作的人员穿戴，并由培训师或作业监护人做出提醒；无线信号接收器由系统外受训人员或作业监护人持有，可随时掌握受限空间内部安全工作状态；智能红外报警装置放置于受限空间入口处。

作为本发明的进一步优选，在所述智能感应工作服的每个手腕和裤脚上分别安装一个振动无线发射单元，四个所述振动无线发射单元均包括微型振动发电装置和无线信号发射器，无线信号发射器利用振动发电装置产生的电能进行无线信号发射。

作为本发明的进一步优选，所述微型振动发电装置选用振动发电电池，四个所述振动无线发射单元分别为第一振动无线发射单元、第二振动无线发射单元、第三振动无线发射单元和第四振动无线发射单元。

作为本发明的进一步优选，所述无线信号接收器采用电源供电，接受来自智能感应工作服的四路不同频率的信号，并把信号信息传递给逻辑判断模块，经判断分析后状态显示，显示信息包含报警开、报警关两种状态，并分别用绿灯和红灯指示。

作为本发明的进一步优选，所述智能红外报警装置选用红外报警器，红外报警器上设置有模式指示灯、危险状态指示灯、人数指示灯、安全状态指示灯；红外报警器可根据逻辑判断模块的判断结果，自动开关；当智能红外报警装置处于“开”时，如果有人体靠近该装置，红外报警器即会发出报警声，提醒受限空间外的人员严禁进入受限空间盲目施救。

作为本发明的进一步优选，所述无线信号接收器可根据实际情况设置相关人数，且只要其中一人状态达到智能红外报警器的开启条件，红外报警器即会发出报警声。

作为本发明的进一步优选，所述逻辑判断模块可根据无线信号接收器的四路信号状态进行判断，并给红外报警器发出开、关信号。

作为本发明的进一步优选，在所述逻辑判断模块中，失联状态、在联状态可根据实际情况互相转换，并可根据人体运动特征以及防误判原则，进行时间冗余设置。

作为本发明的进一步优选，由在联状态转为失联状态时，时间冗余时长为3s，只有当信号持续断传3s之后，才算失联状态；而由失联状态转为在联状态时，时间冗余时长为0，即时响应。

本发明的有益效果是，

1、根据该系统确定了相关的数据逻辑分析法则，实现该模块环节在受限空间实操培训过程中的自动化与智能化，并通过这种预先的设备布置与安装，凸显对该环节的受重视程度。

2、可以使培训过程中更为智能化，所模拟的事故情景能够更好地支撑“受限空间盲目施救”等相关培训环节，模拟培训模式在实施过程中可与其他智能化实操培训组合使用。

3、该系统一方面为受限空间安全实操培训过程中的信息智能化提供一定的技术支持，另一方面，可用于现场作业监控，为现场受限空间作业过程中的安全保障技术提供解决思路。

4、该系统可以帮助解决在实际工作环境中，现场监护人的经验不足的问题，并能在事故发生的第一时间，对盲目施救行为发出警报，避免事故扩大。

附图说明

图1为本发明中的振动无线发射单元结构示意图；

图2为本发明中的振动无线发射单元在智能感应工作服上的安装位置结构示意图；

图3为本发明中的智能红外报警装置结构示意图。

其中，1、振动发电电池；2、无线信号发射器；3、第一振动无线发射单元；4、第二振动无线发射单元；5、第三振动无线发射单元；6、第四振动无线发射单元；7、红外报警器；8、模式指示灯；9、危险状态指示灯；10、人数指示灯；11、安全状态指示灯。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开一种受限空间作业安全状态智能检测与报警系统，至少包括硬件模块与逻辑判断模块。

特别的，上述硬件模块包括智能感应工作服、无线信号接收器和智能红外报警装置；智能感应工作服由进入受限空间工作的人员穿戴，并由培训师或作业监护人做出提醒；无线信号接收器由系统外受训人员或作业监护人持有，可随时掌握受限空间内部安全工作状态；智能红外报警装置放置于受限空间入口处。

特别的，根据人体运动特征，在上述智能感应工作服的每个手腕和裤脚上分别安装一个振动无线发射单元，如图1、2所示，四个上述振动无线发射单元均包括微型振动发电装置和无线信号发射器2，微型振动发电装置主要是利用穿戴人员的肢体振动，产生电流，为了实现实时监测的功能，其中，微型振动发电装置并不具有储能模块；微型振动发电装置通过这四个身体部位在工作过程中的运动产生微电流，带动无线信号发射器2工作，然后发射出信号频率不同的四种无线信号。

特别的，上述微型振动发电装置选用振动发电电池1，四个所述振动无线发射单元分别为第一振动无线发射单元3、第二振动无线发射单元4、第三振动无线发射单元5和第四振动无线发射单元6，其中第一振动无线发射单元3安装于右手手腕处，第二振动无线发射单元4安装于左手手腕处，第三振动无线发射单元5安装于右脚裤脚处，第四振动无线发射单元6安装于左脚裤脚处。

特别的，上述无线信号接收器采用电源供电，接受来自智能感应工作服的四路不同频率的信号，并把信号信息传递给逻辑判断模块，经判断分析后状态显示，显示信息包含报警开、报警关两种状态，并分别用绿灯和红灯指示。

特别的，上述智能红外报警装置选用红外报警器7，如图3所示，红外报警器7上设置有模式指示灯8、危险状态指示灯9、人数指示灯10、安全状态指示灯11，其中模式指示灯8为现场工作模式或者模拟培训模式指示灯。红外报警器7可根据逻辑判断模块的判断结果，自动开关；当智能红外报警装置处于“开”时，如果有人体靠近该装置，红外报警器7即会发出报警声，提醒受限空间外的人员严禁进入受限空间盲目施救。

特别的，为满足多人同时作业或培训，上述无线信号接收器可根据实际情况设置相关人数，且只要其中一人状态达到智能红外报警器7的开启条件，红外报警器7即会发出报警声。

特别的，上述逻辑判断模块可根据无线信号接收器的四路信号状态进行判断，并给红外报警器7发出开、关信号，经过多次模拟测试，确定最终数据逻辑判断法则见附表1。

表1数据逻辑判断法则

特别的，在上述逻辑判断模块中，失联状态、在联状态可根据实际情况互相转换，并可根据人体运动特征以及防误判原则，进行时间冗余设置。假如某信号在失联一段时间后重新处于在联状态，则由该失联所引起的“红外报警器状态开”转为“红外报警器状态关”。需要强调的是，例如信号由序号15情况变为序号11情况时，由于“红外报警器状态开”并非由“右手信号”失联所导致的，所以即使在序号15状态下，“右手信号”由失联转为在联，红外报警器7状态不变，依旧为开。

特别的，根据人体运动特征，以及防误判原则，进行时间冗余设置，由在联状态转为失联状态时，时间冗余时长为3s，只有当信号持续断传3s之后，才算失联状态；而由失联状态转为在联状态时，时间冗余时长为0，即时响应。

本发明系统中设置有两种工作模式：现场工作模式和模拟培训模式。

现场工作模式，即为正常工作状态。

模拟培训模式，提供在受限空间作业培训过程中，事故发生、应急救援等相关情景模拟，该模式下，在正常工作一段时间之后，所有的无线信号均转为失联状态，红外报警器7状态全开，为培训的开展实施营造事故发生情景和一种紧张的氛围，从而展开受限空间防盲目施救等培训，提高培训效果。

实施例1

由培训师选择系统工作模式为“模拟培训模式”，要求受训人员穿戴智能感应工作服进入受限空间作业，并把智能红外报警装置放置于受限空间入口处，另外一名受训人随身携带无线信号接收器位于受限空间外，模拟现场监护人。

培训过程中，不断有信号断断续续，但都未启动红外报警装置，也有其他相关受训人员(模拟作业人员)进出受限空间。一段时间之后，四路信号全部失联，无线信号接收器报警，智能红外报警装置启动报警系统，由培训师观察并记录现场监护人的临场反应，是否阻止其他作业人员继续进入，是否阻止其他作业人员的盲目施救，并以此强化与提高现场监护人以及相关工作人员的培训效果。

模拟培训模式在实施过程中可与其他智能化实操培训组合使用，当与其他相关受限空间实操培训智能化设备组合使用时，可实现整个受限空间实操培训过程中的智能化，保证培训结果客观性，提高培训效率。例如，提供智能化器具，让作业人员选择，然后进入空间作业，一旦器具选择错误，即可在一段时间之后，由该装置系统模拟上述事故；还可以与智能化空气检测仪或者结合盲板抽堵作业展开培训，可以更好地强化培训效果，信息智能化考核，节约培训人工成本。

实施例2

由现场监护人员选择系统工作模式为“现场工作模式”，根据现场作业人员数进行相应设置，要求作业人员分别穿戴智能感应工作服进入受限空间作业，并在穿戴过程中，完成信号匹配，并把智能红外报警装置放置于受限空间入口处，作业监护人随身携带无线信号接收器位于受限空间外。

施工过程中，受限空间内部有一人信号出现断供并达到红外报警装置开启状态，无线信号接收器会进行报警，由现场监护人启动相关作业应急救援程序。如果启动报警之后，有其他工作人员或者现场监护人企图进入受限空间，智能红外报警装置即会发出强烈的报警声，避免盲目施救或者意外进入。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种受限空间作业安全状态智能检测与报警系统，其特征在于，至少包括硬件模块与逻辑判断模块。

2.如权利要求1所述的一种受限空间作业安全状态智能检测与报警系统，其特征在于，所述硬件模块包括智能感应工作服、无线信号接收器和智能红外报警装置；智能感应工作服由进入受限空间工作的人员穿戴，并由培训师或作业监护人做出提醒；无线信号接收器由系统外受训人员或作业监护人持有，可随时掌握受限空间内部安全工作状态；智能红外报警装置放置于受限空间入口处。

3.如权利要求2所述的一种受限空间作业安全状态智能检测与报警系统，其特征在于，在所述智能感应工作服的每个手腕和裤脚上分别安装一个振动无线发射单元，四个所述振动无线发射单元均包括微型振动发电装置和无线信号发射器，无线信号发射器利用振动发电装置产生的电能进行无线信号发射。

4.如权利要求3所述的一种受限空间作业安全状态智能检测与报警系统，其特征在于，所述微型振动发电装置选用振动发电电池，四个所述振动无线发射单元分别为第一振动无线发射单元、第二振动无线发射单元、第三振动无线发射单元和第四振动无线发射单元。

5.如权利要求2所述的一种受限空间作业安全状态智能检测与报警系统，其特征在于，所述无线信号接收器采用电源供电，接受来自智能感应工作服的四路不同频率的信号，并把信号信息传递给逻辑判断模块，经判断分析后状态显示，显示信息包含报警开、报警关两种状态，并分别用绿灯和红灯指示。

6.如权利要求2所述的一种受限空间作业安全状态智能检测与报警系统，其特征在于，所述智能红外报警装置选用红外报警器，红外报警器上设置有模式指示灯、危险状态指示灯、人数指示灯、安全状态指示灯；红外报警器可根据逻辑判断模块的判断结果，自动开关；当智能红外报警装置处于“开”时，如果有人体靠近该装置，红外报警器即会发出报警声，提醒受限空间外的人员严禁进入受限空间盲目施救。

7.如权利要求5所述的一种受限空间作业安全状态智能检测与报警系统，其特征在于，所述无线信号接收器可根据实际情况设置相关人数，且只要其中一人状态达到智能红外报警器的开启条件，红外报警器即会发出报警声。

8.如权利要求1所述的一种受限空间作业安全状态智能检测与报警系统，其特征在于，所述逻辑判断模块可根据无线信号接收器的四路信号状态进行判断，并给红外报警器发出开、关信号。

9.如权利要求8所述的一种受限空间作业安全状态智能检测与报警系统，其特征在于，在所述逻辑判断模块中，失联状态、在联状态可根据实际情况互相转换，并可根据人体运动特征以及防误判原则，进行时间冗余设置。

10.如权利要求9所述的一种受限空间作业安全状态智能检测与报警系统，其特征在于，由在联状态转为失联状态时，时间冗余时长为3s，只有当信号持续断传3s之后，才算失联状态；而由失联状态转为在联状态时，时间冗余时长为0，即时响应。

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