CN116993151A - 一种基于物联网的高炉出铁区域人员风险管控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于物联网的高炉出铁区域人员风险管控系统。包括：数据监测单元（1），用于采集高炉出铁区域图像数据；数据传输单元（2），用于传输数据监测单元（1）监测到的数据信息；数据处理单元（3），用于接收数据传输单元（2）传输的数据后进行数据处理并根据处理结果将反馈信息通过数据传输单元（2）送至预警处置单元（4）；预警处置单元（4），通过在电脑端（401）、手机端（402）给予高炉出铁区域人员在线监测及信息确认。本发明不依赖高炉出铁口区域原有设备自动化程度，实现区域人员进出全过程、出铁作业全流程的风险监测、紧急预警、应急处置功能。

Description

一种基于物联网的高炉出铁区域人员风险管控系统
技术领域
本发明涉及物联网及高炉出铁区的风险管控技术领域，具体涉及一种基于物联网的高炉出铁区域人员风险管控系统。
背景技术
冶金企业高炉出铁口区域危险因素多、作业环境复杂、各类人员伤亡事故频发，且各钢铁企业设备自动化程度不同，高炉泥炮机加泥作业，开口机、泥炮机开口封堵作业自动化程度低，区域监测技术和管理方式落后。
目前，钢铁企业高炉出铁区域使用的人员风险管控措施主要包括视频监控、开口泥炮机自动化、物理隔离。
其中视频监控表现为采用摄像头进行区域人员实时监控及算法闯入识别，开口泥炮机自动化表现为采用电气化装备对开口泥炮机液压操作室及开口泥炮机体进行自动化作业升级，实现无人值守远程操作；物理隔离主要表现为设置物理围栏将高炉出铁口区域进行区域安全隔离，防止闲杂人员进入。
这些措施存在缺乏监测冗余设计、误报警现象较多、系统彼此孤立无法实现联锁处置动作、区域风险管控效果不显著等问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足提供一种基于物联网的高炉出铁区域人员风险管控系统。
本发明的技术解决方案是：一种基于物联网的高炉出铁区域人员风险管控系统，包括：
数据监测单元，用于采集高炉出铁区域图像数据；
数据传输单元，用于传输数据监测单元监测到的数据信息；
数据处理单元，用于接收数据传输单元传输的数据后进行数据处理并根据处理结果将反馈信息通过数据传输单元送至预警处置单元；
预警处置单元，通过在电脑端、手机端给予高炉出铁区域人员在线监测及信息确认；
所述数据监测单元包括热释电红外传感器、毫米波雷达传感器、摄像头、红外热成像模块、CO传感器；或者数据监测单元包括UWB标签、UWB基站、摄像头、红外热成像模块、CO传感器；
所述数据传输单元包括蓝牙、Wi-Fi、移动网络、以太网、路由及交换机；
所述数据处理单元包括PLC控制器、边缘服务器、中控主机、数据服务器；
所述预警处置单元包括电脑端、手机端、光报警器、声报警器、处置设备；
所述PLC控制器通过以太网与中控主机连接， PLC控制器与处置设备进行数据通信并联锁动作。
根据本发明实施例，所述热释电红外传感器包括多个探头，多个探头布置在高炉出铁口通道及作业区，所述热释电红外传感器通过数据传输单元与中控主机连接；
所述毫米波雷达传感器包括多个探头，多个探头布置在高炉出铁口通道及作业区，与热释电红外传感器监测区域保持一致，所述毫米波雷达传感器通过数据传输单元与中控主机连接；
所述摄像头包括多个探头，多个探头布置在高炉出铁口通道及作业区，所述摄像头通过数据传输单元与边缘服务器连接，所述摄像头是数字摄像头，或者是模拟摄像头；
所述红外热成像模块（104）包括多个探头，多个探头布置在高炉出铁口通道及高炉出铁口和出铁沟，所述红外热成像模块通过数据传输单元与边缘服务器连接；
所述CO传感器包括多个探头，多个探头布置在高炉出铁口作业区，所述CO传感器与PLC控制器连接，或者与中控主机连接。
根据本发明实施例，所述蓝牙包括蓝牙4.0、蓝牙4.1、蓝牙4.2、蓝牙5.0、蓝牙5.1、蓝牙5.2，Wi-Fi包括Wi-Fi5和Wi-Fi6，移动网络包括3G、4G、5G，路由及交换机包括主路由、从路由、主交换机、从交换机。
根据本发明实施例，所述 PLC控制器包括控制器本体及嵌入式系统；边缘服务器包括边缘服务器主机及服务器系统；中控主机包括中控主机及中控系统；数据服务器包括数据服务器主机及服务器系统。
根据本发明实施例，所述PLC控制器通过接收原有设备状态信号、监测设备信号、中控主机发送的预警处置信号进行逻辑判断并执行相应操作指令，指令包括关闭电源、关闭变频器、关闭驱动机、停止控制器动作、发送报警信息给现场光报警器和声报警器。
根据本发明实施例，所述边缘服务器接收摄像头数据并进行边缘算法处理，用于监控区域内闯入识别、人脸识别、身份比对、人数核对、距离测算、设备动作识别；边缘服务器接收红外热成像模块数据并进行边缘算法处理，用于监控区域内出铁动作识别、开口动作识别、出铁过程监控功能；边缘服务器计算结果数据发送至中控主机。
根据本发明实施例，所述中控主机接收热释电红外传感器、毫米波雷达传感器、边缘服务器、PLC控制器发送的数据，中控主机对数据进行安全冗余计算、人员状态信息综合判断、设备信息综合判断、预警一致性判断、预警信息发送、数据信息存储。
根据本发明实施例，所述数据服务器是物理数据服务器，或者云数据服务器，所述数据服务器接收中控主机发送的数据，用于数据溯源，根据用户需求保存期限内数据信息。
根据本发明实施例，所述电脑端实现了显示器分辨率适应和大屏分辨率适应的开发；手机端实现了安卓系统和IOS系统的开发；所述电脑端、手机端用于远程在线监控、预警信息推送提醒、历史数据查询；所述处置设备包括开口机驱动电源、泥炮机驱动电源、控制室总电源；所述光报警器和声报警器是一体报警器，或者分体报警器，光报警器和声报警器接收PLC控制器发送的预警信息进行现场报警。
根据本发明实施例，所述UWB标签包括多种形态，是标签卡、对讲机内置模块、安全帽内置模块或者肩章内置模块，UWB标签通过数据传输单元与UWB基站进行数据通信；所述UWB基站包括多种布置方式，是内置电池无线布置方式、POE布置方式或者DC+以太网布置方式，UWB基站布置在高炉出铁口主要通道兼顾作业区，UWB基站通过数据传输单元与中控主机连接。
本发明的有益技术效果是：（1）利用物联网监测技术对高炉出铁口区域进行人员风险管控，将区域风险预警分为一级预警和二级预警，根据不同预警级别进行分级动作响应；
（2）利用热释电红外和毫米波雷达技术对进入危险区域的人员进行实时监测，与视频AI监控共同研判区域人员状态信息，能对人员是否离开该区域进行更加精准的判断；（3）利用摄像头视频AI技术对视频数据进行边缘算法处理，不仅对人员闯入进行识别，还能对设备动作状态进行监测，解决传统液压高炉开口泥炮设备无状态信号监测功能的难题，同时能对出铁过程人员情况进行全过程监控；（4）利用红外热成像技术对出铁口及出铁沟温度进行实时监测，结合算法模型输出区域生产状态、意外泄漏状态信息；（5）不依赖高炉出铁口区域原有设备自动化程度，实现区域人员进出全过程、出铁作业全流程的风险监测、紧急预警、应急处置功能。
附图说明
图1是采用热释电红外传感器和毫米波雷达传感器的一种基于物联网的高炉出铁区域人员风险管控系统图。
图2是图1系统的流程图。
图3是采用UWB标签和UWB基站的一种基于物联网的高炉出铁区域人员风险管控系统图 。
图4是图3系统的流程图。
图中：1数据监测单元；2数据传输单元；3数据处理单元；4预警处置单元；101热释电红外传感器；102毫米波雷达传感器；103摄像头；104红外热成像模块；105CO传感器；201蓝牙；202Wi-Fi；203移动网络；204以太网；205路由及交换机；301PLC控制器；302边缘服务器；303中控主机；304数据服务器；401电脑端；402手机端；403光报警器；404声报警器；405处置设备；101'UWB；102' UWB基站。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
一种基于物联网的高炉出铁区域人员风险管控系统，包括：
数据监测单元1，用于采集高炉出铁区域图像数据；
数据传输单元2，用于传输数据监测单元1监测到的数据信息；
数据处理单元3，用于接收数据传输单元（2）传输的数据后进行数据处理并根据处理结果将反馈信息通过数据传输单元2送至预警处置单元4；
预警处置单元4，通过在电脑端401、手机端402给予高炉出铁区域人员在线监测及信息确认；
所述数据监测单元1包括热释电红外传感器101、毫米波雷达传感器102、摄像头103、红外热成像模块104、CO传感器105；所述数据传输单元2包括蓝牙201、Wi-Fi202、移动网络203、以太网204、路由及交换机205；
所述数据处理单元3包括PLC控制器301、边缘服务器302、中控主机303、数据服务器304；
所述预警处置单元4包括电脑端401、手机端402、光报警器403、声报警器404、处置设备405；
所述PLC控制器301通过以太网204与中控主机303连接， PLC控制器301与处置设备405进行数据通信并联锁动作。
所述热释电红外传感器101包括多个探头，多个探头布置在高炉出铁口通道及作业区，所述热释电红外传感器101通过数据传输单元2与中控主机303连接；
所述毫米波雷达传感器102包括多个探头，多个探头布置在高炉出铁口通道及作业区，与热释电红外传感器101监测区域保持一致，所述毫米波雷达传感器102通过数据传输单元2与中控主机303连接；
所述摄像头103包括多个探头，多个探头布置在高炉出铁口通道及作业区，所述摄像头103通过数据传输单元2与边缘服务器302连接，所述摄像头103是数字摄像头，或者是模拟摄像头；
所述红外热成像模块104包括多个探头，多个探头布置在高炉出铁口通道及高炉出铁口和出铁沟，所述红外热成像模块104通过数据传输单元2与边缘服务器302连接；
所述CO传感器105包括多个探头，多个探头布置在高炉出铁口作业区，所述CO传感器105与PLC控制器301连接，或者与中控主机303连接。
所述蓝牙201包括蓝牙4.0、蓝牙4.1、蓝牙4.2、蓝牙5.0、蓝牙5.1、蓝牙5.2，Wi-Fi202包括Wi-Fi5和Wi-Fi6，移动网络203包括3G、4G、5G，路由及交换机205包括主路由、从路由、主交换机、从交换机。
所述 PLC控制器301包括控制器本体及嵌入式系统；边缘服务器302包括边缘服务器主机及服务器系统；中控主机303包括中控主机及中控系统；数据服务器304包括数据服务器主机及服务器系统。
所述PLC控制器301通过接收原有设备状态信号、监测设备信号、中控主机303发送的预警处置信号进行逻辑判断并执行相应操作指令，指令包括关闭电源、关闭变频器、关闭驱动机、停止控制器动作、发送报警信息给现场光报警器403和声报警器404。
所述边缘服务器302接收摄像头103数据并进行边缘算法处理，用于监控区域内闯入识别、人脸识别、身份比对、人数核对、距离测算、设备动作识别；边缘服务器302接收红外热成像模块104数据并进行边缘算法处理，用于监控区域内出铁动作识别、开口动作识别、出铁过程监控功能；边缘服务器302计算结果数据发送至中控主机303。
所述中控主机303接收热释电红外传感器101、毫米波雷达传感器102、边缘服务器302、PLC控制器301发送的数据，中控主机303对数据进行安全冗余计算、人员状态信息综合判断、设备信息综合判断、预警一致性判断、预警信息发送、数据信息存储。
所述数据服务器304是物理数据服务器，或者云数据服务器，所述数据服务器304接收中控主机303发送的数据，用于数据溯源，根据用户需求保存期限内数据信息。
所述电脑端401实现了显示器分辨率适应和大屏分辨率适应的开发；手机端402实现了安卓系统和IOS系统的开发；所述电脑端401、手机端402用于远程在线监控、预警信息推送提醒、历史数据查询；所述处置设备405包括开口机驱动电源、泥炮机驱动电源、控制室总电源；所述光报警器403和声报警器404是一体报警器，或者分体报警器，光报警器403和声报警器404接收PLC控制器301发送的预警信息进行现场报警。
实施例1：当未授权人员A通过主要通道进入高炉出铁口区域时，热释电红外传感器101检测到有人闯入，在发出闯入信号的同时自动关闭监测功能，毫米波雷达传感器102启动并对区域内人员进行监测，判断人员是否还在监控区域内，若判断结果人员A已离开该区域，则重新返回数据采集阶段进行实时监测。
实施例2：当授权人员B通过主要通道进入高炉出铁口区域时，热释电红外传感器101检测到有人闯入，在发出闯入信号的同时自动关闭监测功能，毫米波雷达传感器102启动并对区域内人员进行监测，判断人员是否还在监控区域内，若判断结果人员B仍处于该区域内，边缘服务器302通过摄像头103对区域内人脸、人数信息进行抓拍识别，识别信息发送至中控主机303，识别结果显示人员B为授权人员则流程重新返回数据采集阶段进行实时监测。
实施例3：企业开口机泥炮机操作室未实现自动化，泥炮机未实现自动化，当未授权人员C通过主要通道进入高炉出铁口区域时，热释电红外传感器101检测到有人闯入，在发出闯入信号的同时自动关闭监测功能，毫米波雷达传感器102启动并对区域内人员进行监测，判断人员是否还在监控区域内，若判断结果人员C仍处于该区域内，边缘服务器302通过摄像头103对区域内人脸、人数信息进行抓拍识别，识别信息发送至中控主机303。边缘服务器302通过通过摄像头103识别开口泥炮机是否动作，若开口泥炮机正在动作则进行一级预警推送，若未动作则通过摄像头103和红外热成像模块104判断出铁口是否正在出铁作业，若正在进行出铁作业则进行二级预警推送，若未进行出铁作业则通过现场CO传感器105判断CO数值是否超标。CO传感器105可将监测信息发送至PLC控制器301，判断CO值是否超标，也可将信息发送至原有控制器，若CO值超标则进行二级预警推送，若不超标则重新返回数据采集阶段进行实时监测。
一级、二级预警推送信息至电脑端401和手机端402以预警管理员，推送信息至光报警器403和声报警器404以预警现场人员，推送信息至数据服务器304以存档，然后重新进行新一轮的机器是否在动作、是否正在出铁、CO是否超标判断。
一级、二级预警推送信息至PLC控制器301根据企业设备自动化程度进行动作响应，由于企业开口机泥炮机操作室未实现自动化，泥炮机未实现自动化，流程跳过连锁停机动作响应，毫米波雷达传感器102和摄像头103判断人员是否离开。若人员B未离开则推送信息至电脑端401和手机端402以预警管理员，推送信息至光报警器403和声报警器404以预警现场人员，推送信息至数据服务器304以存档，然后重新进行机器是否在动作、是否正在出铁、CO是否超标判断。若人员C离开了则结束预警流程回到数据采集阶段。
实施例4：企业开口机泥炮机操作室已实现自动化，泥炮机未实现自动化，当未授权人员D通过主要通道进入高炉出铁口区域时，热释电红外传感器101检测到有人闯入，在发出闯入信号的同时自动关闭监测功能，毫米波雷达传感器102启动并对区域内人员进行监测，判断人员是否还在监控区域内，若判断结果人员仍处于该区域内，边缘服务器302通过摄像头103对区域内人脸、人数信息进行抓拍识别，识别信息发送至中控主机303。边缘服务器302可以通过摄像头103识别开口泥炮机是否动作，也可以通过PLC控制器301接入的设备监测信号判断开口泥炮机是否动作，若开口泥炮机正在动作则进行一级预警推送，若未动作则通过摄像头103和红外热成像模块104判断出铁口是否正在出铁作业，若正在进行出铁作业则进行二级预警推送，若未进行出铁作业则通过现场CO传感器105判断CO数值是否超标。CO传感器105可将监测信息发送至PLC控制器301，判断CO值是否超标，也可将信息发送至原有控制器，若CO值超标则进行二级预警推送，若不超标则重新返回数据采集阶段进行实时监测。
一级、二级预警推送信息至电脑端401和手机端402以预警管理员，推送信息至光报警器403和声报警器404以预警现场人员，推送信息至数据服务器304以存档，然后重新进行新一轮的机器是否在动作、是否正在出铁、CO是否超标判断。
一级、二级预警推送信息至PLC控制器301根据企业设备自动化程度进行动作响应，由于企业开口机泥炮机操作室已实现自动化，泥炮机未实现自动化，开口泥炮机自动化设备收到停机信号停止开口机和泥炮机动作，毫米波雷达传感器102和摄像头103判断人员是否离开。若人员D未离开则推送信息至电脑端401和手机端402以预警管理员，推送信息至光报警器403和声报警器404以预警现场人员，推送信息至数据服务器304以存档，然后重新进行机器是否在动作、是否正在出铁、CO是否超标判断。若人员D离开了则结束预警流程回到数据采集阶段。
实施例5：企业开口机泥炮机操作室已实现自动化，泥炮机已实现自动化，无论人员E是否授权，人员E通过主要通道进入高炉出铁口区域时，热释电红外传感器101检测到有人闯入，在发出闯入信号的同时自动关闭监测功能，毫米波雷达传感器102启动并对区域内人员进行监测，判断人员是否还在监控区域内，若判断结果人员仍处于该区域内，边缘服务器302通过摄像头103对区域内人脸、人数信息进行抓拍识别，识别信息发送至中控主机303。边缘服务器302可以通过摄像头103识别开口泥炮机是否动作，也可以通过PLC控制器301接入的设备监测信号判断开口泥炮机是否动作，若开口泥炮机正在动作则进行一级预警推送，若未动作则通过摄像头103和红外热成像模块104判断出铁口是否正在出铁作业，若正在进行出铁作业则进行二级预警推送，若未进行出铁作业则通过现场CO传感器105判断CO数值是否超标。CO传感器105可将监测信息发送至PLC控制器301，判断CO值是否超标，也可将信息发送至原有控制器，若CO值超标则进行二级预警推送，若不超标则重新返回数据采集阶段进行实时监测。
一级、二级预警推送信息至电脑端401和手机端402以预警管理员，推送信息至光报警器403和声报警器404以预警现场人员，推送信息至数据服务器304以存档，然后重新进行新一轮的机器是否在动作、是否正在出铁、CO是否超标判断。
一级、二级预警推送信息至PLC控制器301根据企业设备自动化程度进行动作响应，由于企业开口机泥炮机操作室已实现自动化，泥炮机已实现自动化，开口泥炮机自动化设备收到停机信号停止开口机和泥炮机动作，毫米波雷达传感器102和摄像头103判断人员是否离开。若人员E未离开则推送信息至电脑端401和手机端402以预警管理员，推送信息至光报警器403和声报警器404以预警现场人员，推送信息至数据服务器304以存档，然后重新进行机器是否在动作、是否正在出铁、CO是否超标判断。若人员E离开了则结束预警流程回到数据采集阶段。
结合将高炉出铁区域存在的固有风险和动态风险，将区域内预警划分为一级和二级，根据预警级别分别进行不同的预警处置工作，有效提高风险管控效率。
采用热释电红外、毫米波雷达及摄像头进行综合判断人员位置信息，提高预警信息可靠度。
一种基于UWB的高炉出铁区域人员风险管控系统，包括：
数据监测单元,1，用于采集高炉出铁区域图像数据；
数据传输单元2，用于传输数据监测单元1监测到的数据信息；
数据处理单元3，用于接收数据传输单元2传输的数据后进行数据处理并根据处理结果将反馈信息通过数据传输单元2送至预警处置单元4；
预警处置单元4，通过在电脑端401、手机端402给予高炉出铁区域人员在线监测及信息确认；
所述数据监测单元1包括UWB标签101'、UWB基站102'、摄像头103、红外热成像模块104、CO传感器105；
所述数据传输单元2包括蓝牙201、Wi-Fi202、移动网络203、以太网204、路由及交换机205；
所述数据处理单元3包括PLC控制器301、边缘服务器302、中控主机303、数据服务器304；
所述预警处置单元4包括电脑端401、手机端402、光报警器403、声报警器404、处置设备405；
所述PLC控制器301通过以太网204与中控主机303连接， PLC控制器301与处置设备405进行数据通信并联锁动作。
所述UWB标签101'包括多种形态，是标签卡、对讲机内置模块、安全帽内置模块或者肩章内置模块，UWB标签101'通过数据传输单元2与UWB基站102'进行数据通信；所述UWB基站102'包括多种布置方式，是内置电池无线布置方式、POE布置方式或者DC+以太网布置方式，UWB基站102'布置在高炉出铁口主要通道兼顾作业区，UWB基站102'通过数据传输单元2与中控主机303连接。
实施例6：当未授权人员A通过主要通道进入高炉出铁口区域时，UWB基站102'检测到UWB标签101'闯入该区域，在发出闯入信号的同时持续对区域内人员进行监测，判断人员是否还在监控区域内，若判断结果人员A已离开该区域，则重新返回数据采集阶段进行实时监测。
实施例7：当授权人员B通过主要通道进入高炉出铁口区域时，UWB基站102'检测到UWB标签101'闯入该区域，在发出闯入信号的同时持续对区域内人员进行监测，判断人员是否还在监控区域内，若判断结果人员B仍处于该区域内，边缘服务器302通过摄像头103对区域内人脸、人数信息进行抓拍识别，识别信息发送至中控主机303，识别结果显示人员B为授权人员则流程重新返回数据采集阶段进行实时监测。
实施例8：企业开口机泥炮机操作室未实现自动化，泥炮机未实现自动化，当未授权人员C通过主要通道进入高炉出铁口区域时，UWB基站102'检测到UWB标签101'闯入该区域，在发出闯入信号的同时持续对区域内人员进行监测，判断人员是否还在监控区域内，判断人员是否还在监控区域内，若判断结果人员C仍处于该区域内，边缘服务器302通过摄像头103对区域内人脸、人数信息进行抓拍识别，识别信息发送至中控主机303。边缘服务器302通过通过摄像头103识别开口泥炮机是否动作，若开口泥炮机正在动作则进行一级预警推送，若未动作则通过摄像头103和红外热成像模块104判断出铁口是否正在出铁作业，若正在进行出铁作业则进行二级预警推送，若未进行出铁作业则通过现场CO传感器105判断CO数值是否超标。CO传感器105可将监测信息发送至PLC控制器301，判断CO值是否超标，也可将信息发送至原有控制器，若CO值超标则进行二级预警推送，若不超标则重新返回数据采集阶段进行实时监测。
一级、二级预警推送信息至电脑端401和手机端402以预警管理员，推送信息至光报警器403和声报警器404以预警现场人员，推送信息至数据服务器304以存档，然后重新进行新一轮的机器是否在动作、是否正在出铁、CO是否超标判断。
一级、二级预警推送信息至PLC控制器301根据企业设备自动化程度进行动作响应，由于企业开口机泥炮机操作室未实现自动化，泥炮机未实现自动化，流程跳过连锁停机动作响应，UWB基站102'和摄像头103判断人员是否离开。若人员B未离开则推送信息至电脑端401和手机端402以预警管理员，推送信息至光报警器403和声报警器404以预警现场人员，推送信息至数据服务器304以存档，然后重新进行机器是否在动作、是否正在出铁、CO是否超标判断。若人员C离开了则结束预警流程回到数据采集阶段。
实施例9：企业开口机泥炮机操作室已实现自动化，泥炮机未实现自动化，当未授权人员D通过主要通道进入高炉出铁口区域时，UWB基站102'检测到UWB标签101'闯入该区域，在发出闯入信号的同时持续对区域内人员进行监测，判断人员是否还在监控区域内，若判断结果人员仍处于该区域内，边缘服务器302通过摄像头103对区域内人脸、人数信息进行抓拍识别，识别信息发送至中控主机303。边缘服务器302可以通过摄像头103识别开口泥炮机是否动作，也可以通过PLC控制器301接入的设备监测信号判断开口泥炮机是否动作，若开口泥炮机正在动作则进行一级预警推送，若未动作则通过摄像头103和红外热成像模块104判断出铁口是否正在出铁作业，若正在进行出铁作业则进行二级预警推送，若未进行出铁作业则通过现场CO传感器105判断CO数值是否超标。CO传感器105可将监测信息发送至PLC控制器301，判断CO值是否超标，也可将信息发送至原有控制器，若CO值超标则进行二级预警推送，若不超标则重新返回数据采集阶段进行实时监测。
一级、二级预警推送信息至电脑端401和手机端402以预警管理员，推送信息至光报警器403和声报警器404以预警现场人员，推送信息至数据服务器304以存档，然后重新进行新一轮的机器是否在动作、是否正在出铁、CO是否超标判断。
一级、二级预警推送信息至PLC控制器301根据企业设备自动化程度进行动作响应，由于企业开口机泥炮机操作室已实现自动化，泥炮机未实现自动化，开口泥炮机自动化设备收到停机信号停止开口机和泥炮机动作，UWB基站102'和摄像头103判断人员是否离开。若人员D未离开则推送信息至电脑端401和手机端402以预警管理员，推送信息至光报警器403和声报警器404以预警现场人员，推送信息至数据服务器304以存档，然后重新进行机器是否在动作、是否正在出铁、CO是否超标判断。若人员D离开了则结束预警流程回到数据采集阶段。
实施例10：企业开口机泥炮机操作室已实现自动化，泥炮机已实现自动化，无论人员E是否授权，人员E通过主要通道进入高炉出铁口区域时，UWB基站102'检测到UWB标签101'闯入该区域，在发出闯入信号的同时持续对区域内人员进行监测，判断人员是否还在监控区域内，若判断结果人员仍处于该区域内，边缘服务器302通过摄像头103对区域内人脸、人数信息进行抓拍识别，识别信息发送至中控主机303。边缘服务器302可以通过摄像头103识别开口泥炮机是否动作，也可以通过PLC控制器301接入的设备监测信号判断开口泥炮机是否动作，若开口泥炮机正在动作则进行一级预警推送，若未动作则通过摄像头103和红外热成像模块104判断出铁口是否正在出铁作业，若正在进行出铁作业则进行二级预警推送，若未进行出铁作业则通过现场CO传感器105判断CO数值是否超标。CO传感器105可将监测信息发送至PLC控制器301，判断CO值是否超标，也可将信息发送至原有控制器，若CO值超标则进行二级预警推送，若不超标则重新返回数据采集阶段进行实时监测。
一级、二级预警推送信息至电脑端401和手机端402以预警管理员，推送信息至光报警器403和声报警器404以预警现场人员，推送信息至数据服务器304以存档，然后重新进行新一轮的机器是否在动作、是否正在出铁、CO是否超标判断。
一级、二级预警推送信息至PLC控制器301根据企业设备自动化程度进行动作响应，由于企业开口机泥炮机操作室已实现自动化，泥炮机已实现自动化，开口泥炮机自动化设备收到停机信号停止开口机和泥炮机动作，UWB基站102'和摄像头103判断人员是否离开。若人员E未离开则推送信息至电脑端401和手机端402以预警管理员，推送信息至光报警器403和声报警器404以预警现场人员，推送信息至数据服务器304以存档，然后重新进行机器是否在动作、是否正在出铁、CO是否超标判断。若人员E离开了则结束预警流程回到数据采集阶段。
利用UWB监测技术对高炉出铁口区域进行人员风险管控，将区域风险预警分为一级预警和二级预警，根据不同预警级别进行分级动作响应。对进入危险区域的人员进行实时监测，与视频AI监控共同研判区域人员状态信息，能对人员是否离开该区域进行更加精准的判断。
结合将高炉出铁区域存在的固有风险和动态风险，将区域内预警划分为一级和二级，根据预警级别分别进行不同的预警处置工作，有效提高风险管控效率。
采用UWB定位技术及摄像头进行综合判断人员位置信息，提高预警信息可靠度。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种基于物联网的高炉出铁区域人员风险管控系统，其特征在于，包括：
数据监测单元（1），用于采集高炉出铁区域图像数据；
数据传输单元（2），用于传输数据监测单元（1）监测到的数据信息；
数据处理单元（3），用于接收数据传输单元（2）传输的数据后进行数据处理并根据处理结果将反馈信息通过数据传输单元（2）送至预警处置单元（4）；
预警处置单元（4），通过在电脑端（401）、手机端（402）给予高炉出铁区域人员在线监测及信息确认；
所述数据监测单元（1）包括热释电红外传感器（101）、毫米波雷达传感器（102）、摄像头（103）、红外热成像模块（104）、CO传感器（105）；或者数据监测单元（1）包括UWB标签（101'）、UWB基站（102'）、摄像头（103）、红外热成像模块（104）、CO传感器105；
所述数据传输单元（2）包括蓝牙（201）、Wi-Fi（202）、移动网络（203）、以太网（204）、路由及交换机（205）；
所述数据处理单元（3）包括PLC控制器（301）、边缘服务器（302）、中控主机（303）、数据服务器（304）；
所述预警处置单元（4）包括电脑端（401）、手机端（402）、光报警器（403）、声报警器（404）、处置设备（405）；
所述PLC控制器（301）通过以太网（204）与中控主机（303）连接， PLC控制器（301）与处置设备（405）进行数据通信并联锁动作。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的高炉出铁区域人员风险管控系统，其特征在于，所述热释电红外传感器（101）包括多个探头，多个探头布置在高炉出铁口通道及作业区，所述热释电红外传感器（101）通过数据传输单元（2）与中控主机（303）连接；
所述毫米波雷达传感器（102）包括多个探头，多个探头布置在高炉出铁口通道及作业区，与热释电红外传感器（101）监测区域保持一致，所述毫米波雷达传感器（102）通过数据传输单元（2）与中控主机（303）连接；
所述摄像头（103）包括多个探头，多个探头布置在高炉出铁口通道及作业区，所述摄像头（103）通过数据传输单元（2）与边缘服务器（302）连接，所述摄像头（103）是数字摄像头，或者是模拟摄像头；
所述红外热成像模块（104）包括多个探头，多个探头布置在高炉出铁口通道及高炉出铁口和出铁沟，所述红外热成像模块（104）通过数据传输单元（2）与边缘服务器（302）连接；
所述CO传感器（105）包括多个探头，多个探头布置在高炉出铁口作业区，所述CO传感器（105）与PLC控制器（301）连接，或者与中控主机（303）连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的高炉出铁区域人员风险管控系统，其特征在于，所述蓝牙（201）包括蓝牙4.0、蓝牙4.1、蓝牙4.2、蓝牙5.0、蓝牙5.1、蓝牙5.2，Wi-Fi（202）包括Wi-Fi5和Wi-Fi6，移动网络（203）包括3G、4G、5G，路由及交换机（205）包括主路由、从路由、主交换机、从交换机。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的高炉出铁区域人员风险管控系统，其特征在于，所述 PLC控制器（301）包括控制器本体及嵌入式系统；边缘服务器（302）包括边缘服务器主机及服务器系统；中控主机（303）包括中控主机及中控系统；数据服务器（304）包括数据服务器主机及服务器系统。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的高炉出铁区域人员风险管控系统，其特征在于，所述PLC控制器（301）通过接收原有设备状态信号、监测设备信号、中控主机（303）发送的预警处置信号进行逻辑判断并执行相应操作指令，指令包括关闭电源、关闭变频器、关闭驱动机、停止控制器动作、发送报警信息给现场光报警器（403）和声报警器（404）。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的高炉出铁区域人员风险管控系统，其特征在于， 所述边缘服务器（302）接收摄像头（103）数据并进行边缘算法处理，用于监控区域内闯入识别、人脸识别、身份比对、人数核对、距离测算、设备动作识别；边缘服务器（302）接收红外热成像模块（104）数据并进行边缘算法处理，用于监控区域内出铁动作识别、开口动作识别、出铁过程监控功能；边缘服务器（302）计算结果数据发送至中控主机（303）。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的高炉出铁区域人员风险管控系统，其特征在于， 所述中控主机（303）接收热释电红外传感器（101）、毫米波雷达传感器（102）、边缘服务器（302）、PLC控制器（301）发送的数据，中控主机（303）对数据进行安全冗余计算、人员状态信息综合判断、设备信息综合判断、预警一致性判断、预警信息发送、数据信息存储。
8. 根据权利要求1所述的一种基于物联网的高炉出铁区域人员风险管控系统，其特征在于， 所述数据服务器（304）是物理数据服务器，或者云数据服务器，所述数据服务器（304）接收中控主机（303）发送的数据，用于数据溯源，根据用户需求保存期限内数据信息。
9.根据权利要求1所述的一种基于物联网的高炉出铁区域人员风险管控系统，其特征在于，所述电脑端（401）实现了显示器分辨率适应和大屏分辨率适应的开发；手机端（402）实现了安卓系统和IOS系统的开发；所述电脑端（401）、手机端（402）用于远程在线监控、预警信息推送提醒、历史数据查询；所述处置设备（405）包括开口机驱动电源、泥炮机驱动电源、控制室总电源；所述光报警器（403）和声报警器（404）是一体报警器，或者分体报警器，光报警器（403）和声报警器（404）接收PLC控制器（301）发送的预警信息进行现场报警。
10.根据权利要求1所述的一种基于物联网的高炉出铁区域人员风险管控系统，其特征在于，所述UWB标签（101'）包括多种形态，是标签卡、对讲机内置模块、安全帽内置模块或者肩章内置模块，UWB标签（101'）通过数据传输单元（2）与UWB基站（102'）进行数据通信；所述UWB基站（102'）包括多种布置方式，是内置电池无线布置方式、POE布置方式或者DC+以太网布置方式，UWB基站（102'）布置在高炉出铁口主要通道兼顾作业区，UWB基站（102'）通过数据传输单元（2）与中控主机（303）连接。
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