CN204299615U - 一种基于电力载波通信的井下led照明逃生系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于电力载波通信的井下LED照明逃生系统，包括预设于井下的巷道环境传感器、用于监测管理所述巷道环境传感器信息的监控中心服务器、供电网络、智能LED巷道矿灯、用于将所述监控中心服务器收发的信号变换为电力载波信号的信号变换器、电力载波中继器。本系统将灾情预警预报，精细化到四个等级，让LED巷道灯显现不同颜色实现报警，无需矿工的专业知识，只需识得不同颜色的LED灯，就可感知该工作区域的安全状况，把灾情可视化，让矿工实时了解井下情况，并且根据险情状况为矿工指示出有效的逃生通道，挽救了矿工生命，促进社会和谐发展。

Description

一种基于电力载波通信的井下LED照明逃生系统

技术领域

本实用新型涉及一种矿山井下智能逃生系统，尤其是涉及一种基于电力载波通信的井下LED照明逃生系统及使用该逃生系统的方法。

背景技术

为提高矿山安全生产保障能力，国家强制要求全国煤矿及非煤矿矿山都必须建立和完善安全避险系统。但是保障矿山安全不能仅仅依靠某一产品，而是要建设一套完善的安全体系，即建立一套预警、逃生、避险、救援为一体的安全避险体系，其中逃生系统是不可缺少的一个重要环节。

目前矿山安全有安全避险“六大系统”在建设，即国家强制要求全国煤矿及非煤矿矿山都必须建立和完善监测监控、人员定位、供水施救、压风自救、通信联络、紧急避险等安全避险六大系统。这六大安全避险系统大大提升了矿井的安全水平，在井下发生灾害时，监测监控系统会发出预警预报信息，井下作业人员立即佩戴自救器，在遇险无法撤离至地面时可寻找就近避险设施（避难硐室、救生舱）躲避，然而当安全事故发生时，仅凭自救器，在短短的40分钟内逃离险区、安全升井,困难是很大的，而且发生爆炸后运输系统遭到破坏, 巷道坍塌等,人员徒步升井非常困难，毒气弥散使得人员很难正确找到安全出口和避险设施。目前矿山尚无一套较为完善的安全逃生的指引系统。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于电力载波通信的井下LED照明逃生系统，以实现在井下发生灾害时，能及时将险情通过LED灯显色方式通知给井下的每个矿工，并且根据险情状况为巷道内矿工指示出准确的逃生通道，保障井下作业人员安全。

为达成上述目的，本实用新型的解决方案是：一种基于电力载波通信的井下LED照明逃生系统，包括预设于井下的巷道环境传感器、用于监测管理所述巷道环境传感器信息的监控中心服务器、供电网络、智能LED巷道矿灯、用于将所述监控中心服务器收发的信号变换为电力载波信号的信号变换器、电力载波中继器。

所述监控中心服务器设置在井上监控室内，所述信号变换器设置于每个巷道电力支线的前端，所述智能LED巷道矿灯并联于所述电力支线上且设置于所述信号变换器之后，所述监控中心服务器实时监测巷道环境传感器采集的数据，通过计算分析，得出预警信息和逃生途径数据，再通过电力载波的方式将预警信息和逃生途径数据产生的动作指令传送给对应的智能LED巷道矿灯，从而远程控制对应智能LED巷道矿灯处于照明模式或预警指示模式。

所述监控中心服务器逃生监控管理系统包括通信模块、存储模块和实时监测处理模块；所述通信模块实时接收与发送系统中所述智能LED巷道矿灯的预警信息；所述存储模块保存有系统内智能LED巷道矿灯的位置信息、井下路径地图信息和预警状态信息；所述实时监测处理模块通过将接收险情信息，判断险情级别，根据险情级别，调用预存在存储模块中的预警指令，控制智能LED巷道矿灯变色和/或频闪，并根据矿山井下路径地图信息计算生成各井下矿区、巷道的最佳逃生路径，控制相应智能LED巷道矿灯变色以指示最佳逃生路径。

所述智能LED巷道矿灯包括照明指示模块、通信模块、控制模块和电源模块。

所述智能LED巷道矿灯由监控中心服务器分配唯一地址，地址存储在智能LED巷道矿灯所在的信号变换器中，由信号变换器统一管理。

所述的基于电力载波通信的井下LED照明逃生系统，包括光纤电缆，监控中心服务器的通信信息通过光纤电缆传输到井下，再通过信号变换器将光纤信号变换为电信号，经电力载波中继器接力放大。

所述的基于电力载波通信的井下LED照明逃生系统，包括变压器，变压器设置在信号变换器的前端，在每台变压器的供电范围构建局域管理网络，多个局域管理网络通过网络中继设备或网桥链接，构建成井下逃生系统的广域网。

本实用新型的有益效果是：本系统将灾情预警预报，精细化到四个等级，让LED巷道灯显现不同颜色实现报警，无需矿工的专业知识，只需识得不同颜色的LED灯，就可感知该工作区域的安全状况，把灾情可视化，让矿工实时了解井下情况，并且根据险情状况为矿工指示出有效的逃生通道，挽救了矿工生命，促进社会和谐发展。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构示意图。

图2是图1所示监控中心服务器的逃生监控管理系统的系统框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

如图1所示，本实用新型的解决方案是：基于电力载波通信的井下LED照明逃生系统包括预设于井下的巷道环境传感器（图未示）、用于监测管理所述巷道环境传感器信息的监控中心服务器20、供电网络10、智能LED巷道矿灯50、用于将所述监控中心服务器收发的信号变换为电力载波信号的信号变换器30、电力载波中继器40、光纤电缆60。

供电网络10由井上变电站引至井下铺设于每个巷道内。该监控中心服务器20设置在井上监控室内。该光纤电缆60设置于该信号变换器30的前端。该信号变换器30、电力载波中继器40和智能LED巷道矿灯50设置于井下供电网络10上，由监控中心服务器20监测所述巷道环境传感器采集的数据，一旦发现险情，就通过电力载波通信的方式将预警信息和逃生指引信息传递给对应的智能LED巷道矿灯50，使得智能LED巷道矿灯50变色和/或频闪，以提醒相关人员险情的发生和指引逃生路径。

如图1所示，该供电网络10包括一条电力总线12、多个变压器14和多条电力支线16。该电力总线12由井上变电站引入井下巷道中。通过变压器14的供电范围构建由电力支线16构成的局域管理网络，多个局域管理网络通过网络中继设备或网桥链接，构建成井下电力载波通信的逃生系统的广域网。

该监控中心服务器20设置于井上监控室内，该监控中心服务器20包括一逃生监控管理系统22。如图2所示，该逃生监控管理系统22包括一通信模块222、一存储模块224和一实时监测处理模块226。该通信模块222实时接收分布在巷道中的巷道环境传感器回传的数据，同时向对应的智能LED巷道矿灯50发送预警信息和逃生路径信息。该存储模块224保存所有智能LED巷道矿灯50的位置信息、井下路径地图信息和预警状态信息。该实时监测处理模块226通过将通信模块222回传的巷道环境传感器采集的巷道环境数据存储在存储模块224中。该实时监测处理模块226调用该环境数据与存储模块224中的预警状态信息进行比较，以判断是否存在险情及险情级别。根据险情级别，该实时监测处理模块226再调用存储在该存储模块224中的预警指令、并通过对应的巷道环境传感器所在的地址信息找出对应的智能LED巷道矿灯的地址信息，通过光纤电缆60传输至井下，再通过信息变换器将光信号转变为电信号，通过电力载波的方式控制对应的智能LED巷道矿灯50变色和/或频闪，并根据矿山井下路径地图信息计算生成各井下矿区、巷道的最佳逃生路径，控制相应智能LED巷道矿灯50变色以指示最佳逃生路径。

如图1所示，每个信号变换器30分别设置在每条电力支线14的前端，并且电连接于每个巷道变压器12的后端。该光纤电缆60电连接于该信号变换器30的输入端，从而使得监控中心服务器20发出的指令可以通过光纤电缆60传递到井下，在变换为电信号在供电网络上传输。

随着工程的深入开展，大多数巷道会越挖越长，这就使得电力支线14会越拉越长，每条智能LED巷道矿灯的数量也会越设越多，这就使得电力载波通信在远距离传输时信号会逐渐减弱，为此，该逃生系统100还设置了多个电力载波中继器40，该电力载波中继器40串联在电力支线14上，从而将载波信号接力放大。

所述智能LED巷道矿灯50并联在电力线上。所述智能LED巷道矿灯50由该监控中心服务器20分配唯一地址，所述智能LED巷道矿灯50的地址存储在所述智能LED巷道矿灯50所在的信号变换器30中，由该信号变换器30统一管理。

每个智能LED巷道矿灯50包括一照明指示模块、一通信模块、一控制模块和一电源模块。该通信模块和控制模块分别于电源模块电连接。该照明指示模块分别于控制模块和电源模块电连接。该通信模块包括一电力载波信号收发芯片，该通信模块将电力载波通信信号传递给控制模块，使得控制模块控制照明指示模块从照明模式转变为预警指示模式，即使得LED灯变色和/频闪。

综上所述，基于电力载波通信的井下LED照明逃生系统，利用井下现有的供电网络10进行通信，改用可根据指令变色和/或频闪的智能LED巷道矿灯50替代传统的井下照明设备，通过设置在井上的监控中心服务器20对巷道环境传感器回传的数据进行实时监控，一旦发现异常，立即判断是否为险情信息，并根据巷道环境传感器的地址编码定位险情位置，及时控制险情所在地附近的智能LED巷道矿灯50变色和/或频闪，以提醒相关人员险情的发生和险情等级。监控中心服务器20还会计算出合理的逃生路径，通过控制对应的智能LED巷道矿灯50变色，以指引相关人员逃生避险。这就使得本发明基于电力载波通信的井下LED照明逃生系统能够在安全事故发生后的黄金“关键一小时”内，及时将险情通知给井下的每个矿工，并且根据险情状况为巷道内矿工指示出有效地逃生通道，为挽救生命，促进矿山安全生产提供保障。

此外，除了本实施例中提及的基于电力载波通信的井下LED照明逃生系统由监控中心服务器20到井下电力载波通信网络之间通过的是光纤电缆60进行通信外，还可以采用其他通信方式，例如无线通信方式，这就需要将本实施例中的信号变换器30更改成能实现无线信号转变为电信号的信号变换器，同时将监控中心服务器20的逃生监控管理系统的通信模块更改成无线通信模块即可实现。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于电力载波通信的井下LED照明逃生系统，包括预设于井下的巷道环境传感器、用于监测管理所述巷道环境传感器信息的监控中心服务器、供电网络、智能LED巷道矿灯、用于将所述监控中心服务器收发的信号变换为电力载波信号的信号变换器、电力载波中继器；其特征是，所述监控中心服务器设置在井上监控室内，所述信号变换器设置于每个巷道电力支线的前端，所述智能LED巷道矿灯并联于所述电力支线上且设置于所述信号变换器之后，所述监控中心服务器实时监测巷道环境传感器采集的数据，通过计算分析，得出预警信息和逃生途径数据，再通过电力载波的方式将预警信息和逃生途径数据产生的动作指令传送给对应的智能LED巷道矿灯，从而远程控制对应智能LED巷道矿灯处于照明模式或预警指示模式。

2.根据权利要求书1所述的基于电力载波通信的井下LED照明逃生系统，其特征在于，所述监控中心服务器逃生监控管理系统包括通信模块、存储模块和实时监测处理模块；所述通信模块实时接收与发送系统中所述智能LED巷道矿灯的预警信息；所述存储模块保存有系统内智能LED巷道矿灯的位置信息、井下路径地图信息和预警状态信息；所述实时监测处理模块通过将接收险情信息，判断险情级别，根据险情级别，调用预存在存储模块中的预警指令，控制智能LED巷道矿灯变色和/或频闪，并根据矿山井下路径地图信息计算生成各井下矿区、巷道的最佳逃生路径，控制相应智能LED巷道矿灯变色以指示最佳逃生路径。

3.根据权利要求书1 所述的基于电力载波通信的井下LED照明逃生系统，其特征在于，所述智能LED巷道矿灯包括照明指示模块、通信模块、控制模块和电源模块。

4.根据权利要求书1 所述的基于电力载波通信的井下LED照明逃生系统，其特征在于，所述智能LED巷道矿灯由监控中心服务器分配唯一地址，地址存储在智能LED巷道矿灯所在的信号变换器中，由信号变换器统一管理。

5.根据权利要求1所述的基于电力载波通信的井下LED照明逃生系统，其特征在于，还包括光纤电缆，所述监控中心服务器的通信信息通过光纤电缆传输到井下，再通过信号变换器将光纤信号变换为电信号，经电力载波中继器接力放大。

6.根据权利要求1所述的基于电力载波通信的井下LED照明逃生系统，其特征在于，还包括变压器，所述变压器设置在信号变换器的前端，在每台变压器的供电范围构建局域管理网络，多个局域管理网络通过网络中继设备或网桥链接，构建成井下逃生系统的广域网。