CN117284904A - 一种矿井提升机控制方法及控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿井提升机控制方法及系统，获取需要进出矿井的人员信息，所述信息包括姓名、人脸信息和卡号；根据获取的需要进出矿井的人员信息，对需要进入乘罐区域的人员进行人脸识别或刷卡验证，判断是否允许进入乘罐区域；如果验证人脸或卡号不正确，不允许进入乘罐区域；如果验证人脸或卡号正确，进一步判断当前罐笼是否在当前水平及当前罐笼中滞留人数是否超过允许乘罐人数，当罐笼不在当前水平或当前罐笼中滞留人数超过允许乘罐人数，不允许进入乘罐区域，等待下一趟；当罐笼在当前水平且当前罐笼中滞留人数不超过允许乘罐人数，允许进入罐笼区域。该方法通过人脸识别或刷卡控制进出，确保进入闸机人数准确，不会出现超员情况。
Description
技术领域
本发明涉及矿井提升机技术领域，更具体的涉及一种基于AI的矿井无人值守矿山提升机乘罐人员控制方法及自动化控制系统。
背景技术
矿井提升机是指在采矿工程中，联系井下与地面的主要运输设备。矿井提升机，提升矿石以及升降人员、下放材料、工具和设备等。矿井罐笼作为井下矿工的重要输送方式，在矿井安全生产管理中十分关键。
矿井罐笼的安全管理主要是对罐笼搭载人数的管控，但目前还缺少有效的管理机制，多依靠人员直接管控，不仅浪费人力资源，而且存在人为因素导致的管理漏洞。为确保矿井罐笼运输工作的安全运行，避免由乘罐人数超标或罐笼超载导致的安全事故，寻求一种高效的罐笼搭载人数的管控装置就显得尤为重要。
现有的矿井提升机的乘罐人数控制常规方法需要人工计数，容易出错，会消耗大量人力以及物力，现场环境恶劣，人工计数无法确保乘罐人员数量的准确性，导致不能对进出罐笼的人员数量进行精确控制，会出现超员情况，具有安全隐患。
发明内容
针对上述领域中存在的问题，本发明提供了一种矿井提升机控制方法及控制系统，能够解决人工计数无法确保乘罐人员数量的准确性，导致不能对进出罐笼的人员数量进行精确控制，会出现超员情况，具有安全隐患的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明公开了一种矿井提升机控制方法，包括以下步骤：
获取需要进出矿井的人员信息，所述信息包括姓名、人脸信息和卡号；
根据获取的需要进出矿井的人员信息，对需要进入乘罐区域的人员进行人脸识别或刷卡验证，判断是否允许进入乘罐区域；
如果验证人脸或卡号不正确，不允许进入乘罐区域；如果验证人脸或卡号正确，进一步判断当前罐笼是否在当前水平及当前罐笼中滞留人数是否超过允许乘罐人数，当罐笼不在当前水平或当前罐笼中滞留人数超过允许乘罐人数，不允许进入乘罐区域，等待下一趟；当罐笼在当前水平且当前罐笼中滞留人数不超过允许乘罐人数，允许进入罐笼区域。
优选地，所述进入乘罐区域的判断包括根据罐笼位置、提升机运行状态、乘罐人数、人脸识别结果、人员防护因素综合判断，控制有权限的符合数量要求的乘罐人员进入乘罐区域。
优选地，所述验证人脸或卡号不正确时返回无权限进入信号，闸机进口锁定，不允许进入乘罐区域。
优选地，所述当前罐笼中滞留人数是所有进口闸机总人数与所有出口闸机总人数的差值。
优选地，所述当罐笼不在当前水平时的操作包括以下步骤：
操作水平信号操作屏，发出要罐信号；
收到要罐信号后，根据信号方向，提升机自动提升或下放运行；
罐笼在运行过程中，系统自动加速、减速、爬行，并到位自动停车；
罐笼到达乘罐水平后，操作水平信号操作屏，打开安全门和罐笼门；
乘罐人员进入罐笼；
操作罐笼信号操作屏，关闭罐笼门和安全门并选择罐笼要去的水平；
收到发罐信号后，根据信号方向，提升机自动提升或下放运行；
罐笼到达欲达水平后，操作罐笼信号操作屏，打开安全门和罐笼门；
乘罐人员走出罐笼；
乘罐人员通过出口闸机人脸识别，离开乘罐区域；
通过AI乘罐闸机及人员统计系统判断罐笼是否无人，信号系统自动关闭安全门和罐笼门。
优选地，所述当罐笼在当前水平且当前罐笼中滞留人数不超过允许乘罐人数包括以下步骤：
操作水平信号操作屏，打开安全门和罐笼门；
乘罐人员进入罐笼；
操作罐笼信号操作屏，关闭罐笼门和安全门并选择罐笼要去的水平；
收到发罐信号后，根据信号方向，提升机自动提升或下放运行；
罐笼在运行过程中，系统自动加速、减速、爬行，并到位自动停车；
罐笼到达欲达水平后，操作罐笼信号操作屏，打开安全门和罐笼门；
乘罐人员走出罐笼；
乘罐人员通过出口闸机人脸识别，离开乘罐区域；
通过AI乘罐闸机及人员统计系统判断罐笼是否无人，信号系统自动关闭安全门和罐笼门。
优选地，还包括根据乘罐区域是否有人，判断提升机是否运行，如果乘罐区有人，语音提示让人员通过闸机出口离开乘罐区域，确认人员离开，乘罐区域无人后，提升机开始运行。
优选地，所述出口闸机始终允许通过人脸识别和刷卡出来。
优选地，还包括一种矿井提升机控制系统，包括：
数据采集模块，用于获取需要进出矿井的人员信息，所述人员信息包括姓名、人脸信息和卡号；
数据处理模块，用于根据数据采集模块获取的需要进出矿井的人员信息，对需要进入乘罐区域的人员进行人脸识别或刷卡验证，判断是否允许进入乘罐区域；
远程数据输出模块，用于验证人脸或卡号不正确，不允许进入乘罐区域；如果验证人脸或卡号正确，进一步判断当前罐笼是否在当前水平及当前罐笼中滞留的人数是否超过允许乘罐人数，当罐笼不在当前水平或当前罐笼中滞留人数超过允许乘罐人数，不允许进入乘罐区域，等待下一趟；当罐笼在当前水平且当前罐笼中滞留人数不超过允许乘罐人数，允许进入罐笼区域。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明通过人脸识别或刷卡进出闸机，保证有权限、且数量符合要求的人员才能进入乘罐区域；通过人脸或卡号验证，确保进入闸机人数准确，不会出现超员情况。根据AI识别判断乘罐区域有无人员，确保提升机运行时，人员的安全性。通过设置的AI视频分析管理平台与PLC控制系统联动，判断乘罐区域是否有人，进一步确定提升机是否可以运行，实现提升机控制的智能化与无人化。
附图说明
图1为本发明的整体方法流程示意图；
图2为本发明的系统拓扑图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图1-2，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。
现有针对矿井提升机的乘罐人数控制常规方法需要人工计数以及容易出错，会消耗大量人力以及物力，现场环境恶劣，很难确保乘罐人员数量的准确性，出现超员情况，具有安全隐患。
为此需要从精确统计乘罐人员人数，控制人员进出进行改进以及优化，可通过AI人脸识别等自动化系统实现自动以及实时采集的数据来源，更为准确的识别人员和统计人数，并且与闸机，提升机进行参数联系，对进出罐笼的人员识别和数量进行控制。
实施例1
如图1-2所示，本发明实施例提供一种矿井提升机控制方法，包括以下步骤：
S1：在矿井每个水平面的进出通道口安装三辊闸机，闸机分为进口闸机和出口闸机。
在进口闸机和出口闸机上面安装AI人脸识别面板机。在闸机的出口和入口两侧分别安装IP摄像机，IP摄像机分别对准闸机的出口区域和进口区域。
S2：将人脸识别面板机和闸机的控制电路板连接好，保证能通过人脸识别或者刷IC卡能够与闸机联动。
通过网线将所有的AI人脸识别面板机，IP摄像机接入矿井光纤环网，与集控室中的AI视频分析管理平台，AI算力分析盒连通，同时将PLC与AI视频分析管理平台的网络也连通。
S3：将所有需要进出矿井乘坐提升机的人员信息包括人脸、姓名等录入到AI视频管理平台，再导入到所有的AI人脸识别面板中。配置AI算力分析盒检测IP摄像机画面中的乘罐区域，用于检测乘罐区域是否有人。
S4：AI乘罐闸机及人员统计系统会根据罐笼位置、提升机运行状态、乘罐人数、人脸识别结果、人员防护等因素综合判断，保证控制有权限的符合数量要求的乘罐人员进入乘罐区域。
需要进出矿井乘坐提升机的人员通过人脸识别或者刷卡进出闸机，AI视频分析管理平台会通过判断当前罐笼是否在当前水平面，当前罐笼中滞留人数是否超过20人这两个条件判断是否允许进入闸机。例如罐笼在当前闸机所在的水平面，且滞留人数小于20，通过人脸识别和刷卡是可以进入。当人数等于20或者大于20或罐笼不在当前水平，则闸机进口锁定，禁止通行，等待下一趟。
如果通过人脸识别面板机验证人脸或卡号不正确，返回无权限进入信号，闸机进口锁定，不允许进入乘罐区域；
A.当罐笼不在当前水平时:
操作水平信号操作屏，发出要罐信号；
收到要罐信号后，根据信号方向，提升机自动提升或下放运行；
罐笼在运行过程中，系统自动加速、减速、爬行，并到位自动停车；
罐笼到达乘罐水平后，操作水平信号操作屏，打开安全门和罐笼门；
乘罐人员进入罐笼；
操作操作罐笼信号操作屏，关闭罐笼门和安全门并选择罐笼要去的水平；
收到发罐信号后，根据信号方向，提升机自动提升或下放运行；
罐笼到达欲达水平后，操作罐笼信号操作屏，打开安全门和罐笼门；
乘罐人员走出罐笼；
乘罐人员通过出口闸机人脸识别，离开乘罐区域；
AI乘罐闸机及人员统计系统判断罐笼无人，信号系统自动关闭安全门和罐笼门。
B.当罐笼在当前水平、当前罐笼中滞留的人数不超过20人时：
操作水平信号操作屏，打开安全门和罐笼门；
乘罐人员进入罐笼；
操作操作罐笼信号操作屏，关闭罐笼门和安全门并选择罐笼要去的水平；
收到发罐信号后，根据信号方向，提升机自动提升或下放运行；
罐笼在运行过程中，系统自动加速、减速、爬行，并到位自动停车；
罐笼到达欲达水平后，操作罐笼信号操作屏，打开安全门和罐笼门；
乘罐人员走出罐笼；
乘罐人员通过出口闸机人脸识别，离开乘罐区域。
AI乘罐闸机及人员统计系统判断罐笼无人，信号系统自动关闭安全门和罐笼门。
特别地，闸机出口则为始终可以通过人脸识别和刷卡出来。
系统处于准备好状态中，等待下次乘罐操作。
S5：在乘罐人员通过人脸识别和刷卡进入闸机，进入罐笼后，当提升机开始运行时，会询问AI视频管理平台在乘罐区域是还有人员未进入罐笼，AI视频分析管理平台通过AI算力分析盒分析的结果来判断提升机是否可以运行。如果乘罐区域有人，则会语音提示让人员通过闸机出口离开乘罐区域，当人员离开后，提升机开始运行。
还包括一种矿井提升机控制系统，包括：
数据采集模块，用于获取需要进出矿井的人员信息，所述人员信息包括姓名、人脸信息和卡号；
数据处理模块，用于根据数据采集模块获取的需要进出矿井的人员信息，对需要进入乘罐区域的人员进行人脸识别或刷卡验证，判断是否允许进入乘罐区域；
远程数据输出模块，用于验证人脸或卡号不正确，不允许进入乘罐区域；如果验证人脸或卡号正确，进一步判断当前罐笼是否在当前水平及当前罐笼中滞留的人数是否超过允许乘罐人数，当罐笼不在当前水平或当前罐笼中滞留人数超过允许乘罐人数，不允许进入乘罐区域，等待下一趟；当罐笼在当前水平且当前罐笼中滞留人数不超过允许乘罐人数，允许进入罐笼区域。
设置的该控制系统通过人脸识别或刷卡进出闸机，确保人员进入身份的准确，记录人员进出精确时间。通过人脸或卡号验证，确保进入闸机人数准确，不会出现超员情况；通过AI识别乘罐区域有无人员，确保提升机运行时，人员的安全性；通过AI视频分析管理平台与PLC控制系统联动，实现提升机控制的智能化与无人化。
实施例2
现场无人值守提升机自动控制系统，包括配电系统、操作控制系统、信号控制系统、调速传动系统、视频监控系统、应急通讯及广播系统、AI乘罐闸机及人员统计系统、提升机远程操控平台、智慧环境监测系统、网络传输系统、远程故障诊断系统、主机系统、液压系统、等部分组成。
配电系统是由高压柜、动力变压器、GGD柜组成,为提升机电控系统分配各种电源。
操作控制系统是由电源柜、PLC柜、司机台组成，主要完成提升机操作的各种逻辑功能；
信号系统由信号台、水平信号操作屏、罐笼信号操作屏、电动安全门等组成；
调速传动系统是由整流变压器、变流柜、切换柜、快开、电抗器、励磁变压器、励磁柜等组成；
应急通讯及广播系统由罐笼无线客户端、水平通讯客户端、控制室通讯主机等组成；
视频监控系统是由前端网络摄像机、后端硬盘录像机、视频管理服务器等组成，实时监控关键场合设备运行视频图像，实时存储(录像)，视频系统同时具有AI分析功能，支持脸人、结构化、周界警戒、行为警戒、物品警戒，人数统计等智能分析；支持未戴安全帽，未穿工服，未佩戴安全带，未穿反光衣，烟雾，火焰检测等。
AI乘罐闸机及人员统计系统是由进出口闸机、人脸识别面板机、控制室门禁、后端AI分析服务器、AI管理服务器等组成；
提升机远程操控平台是由远程操作服务器、远程存储服务器等组成。
智慧环境监测系统包括：感烟探测器、感温探测器、振动传感器、声光报警器、智慧环境监测分析服务器等组成，可以实时监控现场设备的环境状态。
网络传输系统主要由接入交换机、汇聚交换机、核心交换机及传输光纤、罐笼无线基站、UPS电源等组成。
远程故障诊断系统主要包括就地远程诊断客户端、云上故障诊断服务器、远程专家诊断工程师站等组成。
主机系统主要是电动机、滚筒、导向轮、罐笼、钢丝绳、配重等提升机主体机械相关的设备。
液压系统是由提升机的制动器、液压站等组成。
现场无人值守提升机控制系统的工作流程为：
S1：系统远程开机准备：
控制系统通过远程上电完成，启动通风机、启动液压站、合安全回路，提升机控制系统处于远程、自动运行模式。
S2：乘罐人员通过人脸识别，进入乘罐区域：
AI乘罐闸机及人员统计系统会根据罐笼位置、提升机运行状态、乘罐人数、人脸识别结果、人员防护等因素综合判断，保证控制有权限的符合数量要求的乘罐人员进入乘罐区域。
S3：当罐笼不在当前水平时:
操作水平信号操作屏，发出要罐信号；
收到要罐信号后，根据信号方向，提升机自动提升或下放运行；
罐笼在运行过程中，系统自动加速、减速、爬行，并到位自动停车；
罐笼到达乘罐水平后，操作水平信号操作屏，打开安全门和罐笼门；乘罐人员进入罐笼；
操作操作罐笼信号操作屏，关闭罐笼门和安全门并选择罐笼要去的水平。
收到发罐信号后，根据信号方向，提升机自动提升或下放运行；
罐笼到达欲达水平后，操作罐笼信号操作屏，打开安全门和罐笼门；
乘罐人员走出罐笼；
乘罐人员通过出口闸机人脸识别，离开乘罐区域；
AI乘罐闸机及人员统计系统判断罐笼无人，信号系统自动关闭安全门和罐笼门。
S4：当罐笼在当前水平、当前罐笼中滞留的人数不超过20人时：
操作水平信号操作屏，打开安全门和罐笼门；
乘罐人员进入罐笼；
操作操作罐笼信号操作屏，关闭罐笼门和安全门并选择罐笼要去的水平；
收到发罐信号后，根据信号方向，提升机自动提升或下放运行；
罐笼在运行过程中，系统自动加速、减速、爬行，并到位自动停车；
罐笼到达欲达水平后，操作罐笼信号操作屏，打开安全门和罐笼门；
乘罐人员走出罐笼；
乘罐人员通过出口闸机人脸识别，离开乘罐区域；
AI乘罐闸机及人员统计系统判断罐笼无人，信号系统自动关闭安全门和罐笼门。
S5：系统处于准备好状态中，等待下次乘罐操作。
该无人值守系统实现了信号工、提升机操作工现场无人值守的提升机控制模式，创造了新的乘罐模式。通过乘罐人员统计控制的功能，保证有权限、且数量符合要求的人员才能乘罐，避免拥挤、超员、不带安全门、不穿工服乘罐等安全问题。在罐笼运行过程中，罐笼内部与控制中心的应急联系与广播，避免了过去乘罐人员无法与外部联系的问题，能更好的监控罐笼内部情况。实现了提升机电控系统智慧环境监测的功能，保证现场无人值守情况下，各控制设备的烟感、温度、湿度、振动、重要区域越界等环境监测，并实时保护。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
另外，除非另有说明，否则本发明使用的所有技术和科学术语具有本发明所属领域的常规技术人员通常理解的相同含义。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
Claims (9)
1.一种矿井提升机控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取需要进出矿井的人员信息，所述信息包括姓名、人脸信息和卡号；
根据获取的需要进出矿井的人员信息，对需要进入乘罐区域的人员进行人脸识别或刷卡验证，判断是否允许进入乘罐区域；
如果验证人脸或卡号不正确，不允许进入乘罐区域；如果验证人脸或卡号正确，进一步判断当前罐笼是否在当前水平及当前罐笼中滞留人数是否超过允许乘罐人数，当罐笼不在当前水平或当前罐笼中滞留人数超过允许乘罐人数，不允许进入乘罐区域，等待下一趟；当罐笼在当前水平且当前罐笼中滞留人数不超过允许乘罐人数，允许进入罐笼区域。
2.根据权利要求1所述的一种矿井提升机控制方法，其特征在于，所述进入乘罐区域的判断包括根据罐笼位置、提升机运行状态、乘罐人数、人脸识别结果、人员防护因素综合判断，控制有权限的符合数量要求的乘罐人员进入乘罐区域。
3.根据权利要求2所述的一种矿井提升机控制方法，其特征在于，所述验证人脸或卡号不正确时返回无权限进入信号，闸机进口锁定，不允许进入乘罐区域。
4.根据权利要求3所述的一种矿井提升机控制方法，其特征在于，所述当前罐笼中滞留人数是所有进口闸机总人数与所有出口闸机总人数的差值。
5.根据权利要求4所述的一种矿井提升机控制方法，其特征在于，所述当罐笼不在当前水平时操作包括以下步骤：
操作水平信号操作屏，发出要罐信号；
收到要罐信号后，根据信号方向，提升机自动提升或下放运行；
罐笼在运行过程中，系统自动加速、减速、爬行，并到位自动停车；
罐笼到达乘罐水平后，操作水平信号操作屏，打开安全门和罐笼门；
乘罐人员进入罐笼；
操作罐笼信号操作屏，关闭罐笼门和安全门并选择罐笼要去的水平；
收到发罐信号后，根据信号方向，提升机自动提升或下放运行；
罐笼到达欲达水平后，操作罐笼信号操作屏，打开安全门和罐笼门；
乘罐人员走出罐笼；
乘罐人员通过出口闸机人脸识别，离开乘罐区域；
通过AI乘罐闸机及人员统计系统判断罐笼是否无人，信号系统自动关闭安全门和罐笼门。
6.根据权利要求5所述的一种矿井提升机控制方法，其特征在于，所述当罐笼在当前水平且当前罐笼中滞留人数不超过允许乘罐人数包括以下步骤：
操作水平信号操作屏，打开安全门和罐笼门；
乘罐人员进入罐笼；
操作罐笼信号操作屏，关闭罐笼门和安全门并选择罐笼要去的水平；
收到发罐信号后，根据信号方向，提升机自动提升或下放运行；
罐笼在运行过程中，系统自动加速、减速、爬行，并到位自动停车；
罐笼到达欲达水平后，操作罐笼信号操作屏，打开安全门和罐笼门；
乘罐人员走出罐笼；
乘罐人员通过出口闸机人脸识别，离开乘罐区域；
通过AI乘罐闸机及人员统计系统判断罐笼是否无人，信号系统自动关闭安全门和罐笼门。
7.根据权利要求6所述的一种矿井提升机控制方法，其特征在于，还包括根据乘罐区域是否有人，判断提升机是否运行，如果乘罐区有人，语音提示让人员通过闸机出口离开乘罐区域，确认人员离开，乘罐区域无人后，提升机开始运行。
8.根据权利要求7所述的一种矿井提升机控制方法，其特征在于，所述出口闸机始终允许通过人脸识别和刷卡出来。
9.一种矿井提升机控制系统，其特征在于，包括：
数据采集模块，用于获取需要进出矿井的人员信息，所述人员信息包括姓名、人脸信息和卡号；
数据处理模块，用于根据数据采集模块获取的需要进出矿井的人员信息，对需要进入乘罐区域的人员进行人脸识别或刷卡验证，判断是否允许进入乘罐区域；
远程数据输出模块，用于验证人脸或卡号不正确，不允许进入乘罐区域；如果验证人脸或卡号正确，进一步判断当前罐笼是否在当前水平及当前罐笼中滞留的人数是否超过允许乘罐人数，当罐笼不在当前水平或当前罐笼中滞留人数超过允许乘罐人数，不允许进入乘罐区域，等待下一趟；当罐笼在当前水平且当前罐笼中滞留人数不超过允许乘罐人数，允许进入罐笼区域。
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