CN209070698U - 一种基于bim的煤矿矿井瓦斯监测与定位装置和系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于BIM的煤矿矿井瓦斯监测与定位装置和系统，包括瓦斯监测模块（1）、定位跟踪模块（2）、通信模块（3）、数据转换模块（4）、基于BIM控制模块（5）。瓦斯监测模块（1）安装煤矿矿井内，通信模块（3）安装在煤矿矿井井顶端，下煤矿矿井人员须携带定位跟踪模块（2），瓦斯监测模块（1）和定位跟踪模块（2）通过无线发送的方式分别将煤矿矿井下的瓦斯浓度和人员轨迹传递给通信模块（3），并由通信模块（3）将数据传输出去，经数据转换模块（4）对数据处理后，传递给基于BIM控制模块（5），在基于BIM控制模块（5）中的BIM模型中显示具体位置和瓦斯浓度，当煤矿井的环境中瓦斯浓度超过安全值或人员轨迹发生异常时，基于BIM控制模块（5）发出警报和人员具体位置信息。
Description
技术领域
本装置涉及煤矿矿井安全作业领域，特别涉及一种基于BIM(建筑信息模型——Building Information Modeling)实施的煤矿矿井瓦斯监测与定位装置和系统的构建。
背景技术
目前煤矿中瓦斯警报装置在预防煤矿安全上起到了一定的作用，但这些装置或系统存在以下缺点：第一，功能单一，要么仅具有定位功能，要么仅有瓦斯检测功能，并没将两系统集成；第二，可视化效果差和救援数据不足，当前对人员的定位和瓦斯气体的显示均基于二维平面，存在一定的定位偏差，可视化效果差，矿井内尺寸等信息不足，外来救援人员不能立马获取救援信息；第三，传输方式可靠性差，传统的检测系统要么是移动式点对点的检测，要么是固定有线传输，其移动式点对点的检测不能长时监控，固定式系统存在伸缩性和扩展性较差的问题；第四，井下作业人员不能与实时了解报警信息和随时发求救信号。
实用新型内容
本发明为解决上述技术问题,本实用新型提供一种基于BIM煤矿矿井瓦斯监测与定位装置，并提供了该系统的组成。
技术方案：一种基于BIM的煤矿矿井瓦斯监测与定位装置和系统主要包括瓦斯监测模块1、定位跟踪模块2、通信模块3、数据转换模块4、基于BIM控制模块5。通信模块3安装在煤矿井顶端，下煤矿井人员须携带定位跟踪器下井，瓦斯监测模块1和定位跟踪模块2分别将煤矿井下瓦斯浓度和人员轨迹通过通信模块传输出去，经过数据转换模块4传递给基于BIM控制模块5，在基于BIM控制模块5形成地面监控系统。
所述一种基于BIM的煤矿矿井瓦斯监测与定位装置和系统，其特征在于：瓦斯监测模块1能24小时监测瓦斯气体浓度，并将监测数据通过无线方式传递给通信模块3；技术参数要求符合：模块输出4-20mA电流或RS485协议信号；响应时间≤30S；工作电压DC-20V~DC30V。
所述的一种基于BIM的煤矿井瓦斯监测与定位装置和系统的特征在于：定位跟踪模块2包括防水、防火、防爆，该外壳内装有ZigBee技术的无线人员定位识别卡，警报和通讯呼救装置及电池。电池分别与定位识别卡、警报和通讯呼救装置相连并进行供电。
所述的一种基于BIM实施的煤矿矿井瓦斯监测与定位装置和系统的特征在于：定位跟踪模块2中的警报和通讯呼救装置能发出声光警报，且能与外界进行语音通话。
所述通信模块3，通过无线方式接收瓦斯监测模块1瓦斯浓度数据、人员在煤矿井的分布情况、运动轨迹等数据。
所述一种基于BIM控制模块5包括硬件和软件系统。硬件系统主要包括声光警报器、服务器、主控计算机、电源等。软件系统图包括三维煤矿井BIM模型、信息采集、存储、处理系统。
所述一种基于BIM控制模块5中的BIM模型数据库为基于Revit平台建立的三维煤矿井BIM模型。
所述一种基于BIM的煤矿矿井瓦斯监测与定位装置和系统，其特征在于，通信模块（3）和数据转换模块(4)间以及通信模块（3）自身间的电缆采用耐火电缆。
本实用新型具有如下效益：该系统集成了矿井瓦斯监测和人员定位两套系统，可以在三维煤矿井BIM模型中实时监控煤矿矿井内的人员位置和瓦斯浓度。危险发生时，可在煤矿矿井井内和井外同时发出声光报警信息，以预防安全事故的发生，同时为地面上救援人员提供可靠具体地点，方便救援人员救援。
附图说明
图 1 为本实用新型的系统示意图。
其中1.瓦斯监测模块，2.定位跟踪模块，3通信模块，4.数据转换模块，5.基于BIM的模型模块。
图中2主要为定位跟踪模块，内包括警报和通讯呼救装置、定位跟踪卡和电池。
图中3为基于BIM控制模块，内包含BIM主控计算机，三维的煤矿井BIM模型，信息采集、存储、处理系统，声光警报器，服务器，电源。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
一种基于BIM的煤矿矿井瓦斯监测与定位装置和系统包括：如图1所示，包括瓦斯监测模块1、定位跟踪模块2、通信模块3、数据转换模块4、基于BIM控制模块5。瓦斯监测模块1和通信模块3安装在煤矿井顶端，下煤矿井人员必须携带定位跟踪模块，瓦斯监测模块1和定位跟踪模块2分别将煤矿井下的瓦斯浓度和人员轨迹通过通信模块传输出去，经过数据转换模块4进行数据处理后，传递给基于BIM控制模块5，在基于BIM控制模块（5）中的BIM模型中显示具体位置和瓦斯浓度，当煤矿井的环境超过安全值或人员轨迹发生异常时，基于BIM控制模块5发出警报和具体定位信息。
瓦斯监测模块1能24小时监测瓦斯气体浓度，并将监测数据通过无线方式传递给通信模块3；其技术参数要求符合：模块输出4-20mA电流或RS485协议信号；响应时间≤30S；工作电压DC-20V~DC30V，具有防爆功能。
定位跟踪模块2包括防水、防火、防爆外壳，该外壳内装有ZigBee技术的无线人员定位识别卡，警报和通讯呼救装置及电池。电池分别与定位识别卡、警报和通讯呼救装置相连并进行供电；警报和通讯呼救装置能发出声光警报且与外界进行语音通话；定位识别卡通过无线方式输出人员在煤矿井的分布情况、运动轨迹等数据。
通信模块3安装在煤矿井顶端，根据煤矿井尺寸、环境、人员密度来设置安装距离，但不应大于50m，能保证有足够的精确度。
通信模块3和数据转换模块4间以及通信模块3自身间的电缆采用耐火电缆，以保证在危险情况下，数据仍然能得到可靠的传输。
BIM控制模块5包括硬件和软件系统。硬件系统主要包括声光警报器、服务器、主控计算机、电源等。软件系统图包括三维煤矿井BIM模型、信息采集、存储、处理系统。
所述基于BIM控制模块5中的BIM模型数据库为基于Revit平台建立的三维煤矿井BIM模型，当煤矿井的环境中瓦斯浓度超过安全值或人员轨迹发生异常时，基于BIM控制模块5发出警报和具体定位信息。
以上对实施方式仅是对本使用新型的解释，并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在本实用新型的启示下作出的结构变化，凡是同本实用新型相同或相近的技术方案，均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于BIM的煤矿矿井瓦斯监测与定位装置和系统，包括瓦斯监测模块（1）、定位跟踪模块（2）、通信模块（3）、数据转换模块（4）、基于BIM控制模块（5）;瓦斯监测模块（1）安装在矿井内，下煤矿矿井井人员须携带定位跟踪模块（2），通信模块（3）安装在煤矿井顶端，瓦斯监测模块（1）和定位跟踪模块（2）分别将煤矿井下的瓦斯浓度和人员轨迹通过通信模块（3）传输出去，经过数据转换模块（4）数据处理后，传递给基于BIM控制模块（5），在基于BIM控制模块（5）形成地面监控和报警系统。
2.根据权利要求1所述的基于BIM的煤矿矿井瓦斯监测与定位装置和系统，其特征在于，瓦斯监测模块（1）能24小时监测瓦斯气体浓度，且具有防爆功能，模块输出信号为：4-20mA电流或RS485协议信号，响应时间≤30S，工作电压DC-20V~DC30V。
3.根据权利要求1所述的基于BIM的煤矿矿井瓦斯监测与定位装置和系统，其特征在于，瓦斯监测模块（1）能通过无线的方式将瓦斯检测数据发送给通信模块（3）。
4.根据权利要求1所述的基于BIM的煤矿矿井瓦斯监测与定位装置和系统，其特征在于，定位跟踪模块（2）是基于ZigBee技术的无线人员定位装置，内包括警报和通讯呼救装置、定位跟踪卡和电池以及外壳；
所述外壳具有防水、防火、防爆功能；
所述警报和通讯呼救装置能通过无线局域网与外界进行实时通讯和发出警报信号。
5.根据权利要求1所述的基于BIM的煤矿矿井瓦斯监测与定位装置和系统，其特征在于，基于BIM的控制模块（5）包括硬件和软件系统；
硬件系统主要包括声光警报器、服务器、主控计算机、电源等；
软件系统包括三维煤矿井BIM模型，信息采集、存储、处理系统。
6.根据权利要求1所述的基于BIM的煤矿矿井瓦斯监测与定位装置和系统，其特征在于，基于BIM的控制模块（5）中软件系统包含基于Revit平台建立的三维煤矿井BIM模型。
7.根据权利要求1所述的基于BIM的煤矿矿井瓦斯监测与定位装置和系统，其特征在于，通信模块（3）和数据转换模块(4)间以及通信模块（3）自身间的电缆采用耐火电缆。
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2018
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