CN220064948U - 一种适用于煤矿斜井一坡三挡智能分析安全管理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适用于煤矿斜井一坡三挡智能分析安全管理系统，包括图像采集模块、监控模块、PLC控制模块和预警模块，图像采集模块为若干对斜井一坡三挡相关视频图像进行采集的摄像机；监控模块包括边缘服务器和交换机，交换机与若干摄像机均电信号连接，边缘服务器与交换机电信号连接，所述的交换机用于传输摄像机采集到的视频图像到边缘服务器，所述边缘服务器用于对交换机传输过来的视频图像进行挡车栏、保险绳挂接的运行状态监控以及人员检测识别；预警模块与PLC控制模块电信号连接，PLC控制模块与交换机电信号连接。本系统实现了煤矿斜井一坡三挡智能分析，保障煤矿斜井的运输设备的正常运行，效果优良。
Description
技术领域
本实用新型属于煤矿运输设备领域，具体涉及一种适用于煤矿斜井一坡三挡智能分析安全管理系统。
背景技术
一坡三挡是煤矿斜井提升运输的重要安全设备，安装在煤矿井下斜巷内，采用位置传感器获取与绞车同步运行的控制信号，使挡车网处于“常闭式”防护状态，如因断绳、脱钩等原因而发生跑车事故，可采用柔性缓冲器来进行有效拦截。一坡三挡满足《煤矿安全规程》第370条：“在倾斜井巷内必须安设能够将运行中断绳、 脱钩的车辆阻止住的跑车防护装置”、“挡车装置必须经常关闭，放车时方准打开”、“兼作行驶人车的倾斜井巷，在提升人员时，倾斜井巷中的挡车装置和跑车防护装置必须是常开状态，并可靠地锁住”的规定。
目前斜井内一坡三挡的安全防护设备，主要采用PLC可编程控制器方式进行设备的控制、状态到位检测和人员闯入安全区域的报警提醒，因其在运行过程中存在部件故障、通讯中断和设备误动作等情况，不能够较好的保证斜井提升过程中矿车的安全防护功能要求，易因设备故障引起安全事故发生。为了保障斜井轨道提升过程安全运行，现设计煤矿斜井一坡三挡智能分析安全管理系统，用以提高现有安全防护设备的安全性，保证斜井提升安全运行。
针对煤矿斜井提升系统涉及的关键技术难题进行研究，提出切实、可行、经济合理、可实施性强的效能优化技术方案，该技术方案对现有系统改造的同时，进行相关调整优化，结合煤矿生产实际需求，利用AI训练平台，构建智能监管平台，实现一坡三挡过程中的隐患智能分析、报警，构建业务应用平台，辅助操作工作人员，提升监管效率，避免煤矿斜井提升安全事故的发生。
实用新型内容
为了克服现有设备在运行过程中存在部件故障、通讯中断和设备误动作等情况，不能够较好的保证斜井提升过程中矿车的安全防护功能要求期且易因设备故障引起安全事故发生的问题，本实用新型提供一种适用于煤矿斜井一坡三挡智能分析安全管理系统，本实用新型通过安装在煤矿运输通道的摄像机对运输通道中设备运行的状态进行实时采集，然后将采集到的视频图像传输至交换机，交换机将视频图像传递至边缘服务器处进行挡车栏、保险绳挂接的状态以及人员检测识别，保障煤矿运输设备的正常运行，能及时预警，安全有效。
为了实现技术目的，本实用新型采用的技术方案为，一种适用于煤矿斜井一坡三挡智能分析安全管理系统，包括图像采集模块、监控模块、PLC控制模块和预警模块，
图像采集模块为若干对斜井一坡三挡相关视频图像进行采集的摄像机；
监控模块包括边缘服务器和交换机，交换机与若干摄像机均电信号连接，边缘服务器与交换机电信号连接，所述的交换机用于传输摄像机采集到的视频图像到边缘服务器，所述边缘服务器用于对交换机传输过来的视频图像进行挡车栏、保险绳挂接的运行状态监控以及人员检测识别；
预警模块与PLC控制模块电信号连接，PLC控制模块与交换机电信号连接。
所述PLC控制模块为控制器，所述的控制器与交换机连接，控制器接收边缘服务器发出的控制指令，并根据指令控制挡车栏和预警模块的机械设备进行工作。
所述预警模块为报警器，报警器与PLC控制模块连接，报警器接收到PLC控制模块发出的报警工作指令后进行预警。
所述报警器为声光报警器。
所述摄像机为网络监控摄像机，所述的摄像机通过第一网线与交换机连接。
所述的交换机为网络交换机，所述的交换机通过第二网线与边缘服务器连接。
所述的交换机通过第三网线与控制器连接。
所述的控制器通过第四网线与报警器连接。
本实用新型的有益效果在于：通过安装在煤矿运输通道的摄像机对运输通道中设备运行的状态进行实时采集，然后将采集到的视频图像传输至交换机，交换机将视频图像传递至边缘服务器处进行挡车栏、保险绳挂接的状态以及人员检测识别，边缘服务器检测识别设备运行状态。边缘服务器将控制命令传递到控制器中，控制器接收边缘服务器所发出的控制指令，并根据指令控制挡车栏及报警器等机械设备进行工作，报警器接收到控制器发出的报警工作指令控制报警器运行，当挡车栏升起或下降过程出现停止上升或下降的故障时、保险绳没有挂靠及生产场地出现违规人员时报警发出警报声，本实用新型通过这样的处理实现了煤矿运输设备的正常运行，控制精确，预报准确。
本实用新型中，摄像机选取为网络监控摄像机能够增强摄像机的场景适应性，能够实现低照度和逆光状态下的清晰成像。
本实用新型中选网络交换机是其具有性能价格比高、高度灵活、相对简单、易于实现等特点。
本实用新型中，边缘服务器能够更快地处理用户请求并提高网络的安全性。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的适用于煤矿斜井一坡三挡智能分析安全管理系统的示意图。
图2为本实用新型实施例提供的适用于煤矿斜井一坡三挡智能分析安全管理系统的全景拼接数据处理的流程图。
图3为本实用新型实施例提供的适用于煤矿斜井一坡三挡智能分析安全管理系统中图像智能检测识别流程图。
图中，附图说明为：
1-图像采集模块、2-监控模块、3-PLC控制模块、4-预警模块、11-摄像机、12-第一网线、21-交换机、22-边缘服务器、23-第二网线、31-控制器、32-第三网线、41-报警器、42-第四网线。
以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
具体实施方式
【实施例1】
一种适用于煤矿斜井一坡三挡智能分析安全管理系统，包括图像采集模块1、监控模块2、PLC控制模块3和预警模块4，
图像采集模块1为若干对斜井一坡三挡相关视频图像进行采集的摄像机11；
监控模块2包括边缘服务器22和交换机21，交换机21与若干摄像机11均电信号连接，边缘服务器22与交换机21电信号连接，所述的交换机21用于传输摄像机11采集到的视频图像到边缘服务器22，所述边缘服务器22用于对交换机21传输过来的视频图像进行挡车栏、保险绳挂接的运行状态监控以及人员检测识别；
预警模块4与PLC控制模块3电信号连接，PLC控制模块3与交换机21电信号连接。
如图1所示，通过安装在煤矿运输通道的摄像机11对运输通道中设备运行的状态进行实时采集，然后将采集到的视频图像传输至交换机21，交换机21将视频图像传递至边缘服务器22处进行挡车栏、保险绳挂接的状态以及人员检测识别，边缘服务器检测识别设备运行状态。边缘服务器22将控制命令传递到PLC控制模块3中，PLC控制模块3接收边缘服务器22所发出的控制指令，并根据指令控制挡车栏及预警模块4等机械设备进行工作，预警模块4接收到PLC控制模块3发出的报警工作指令控制预警模块4运行，当挡车栏升起或下降过程出现停止上升或下降的故障时、保险绳没有挂靠及生产场地出现违规人员时报警发出警报声，本实用新型通过这样的处理实现了煤矿运输设备的正常运行，控制精确，预报准确。
所述PLC控制模块3为控制器31，所述的控制器31与交换机21连接，控制器31接收边缘服务器22发出的控制指令，并根据指令控制挡车栏和预警模块4的机械设备进行工作。
所述预警模块4为报警器41，报警器41与PLC控制模块3连接，报警器41接收到PLC控制模块3发出的报警工作指令后进行预警。
具体的所述摄像机11型号为海康DS-2CD3T46(F)(D)WDV3摄像机，该摄像机通过LAN网络接口(电口)进行数据传输，通过网线将摄像机11LAN网络接口(电口)链接到交换机21的网络接口LAN1(电口)进行视频数据传输；
所述交换机21型号为海康MES2105B交换机，该交换机通过网络端口进行数据传输，通过网线可以将摄像机11网络接口、边缘服务器22网络接口、控制器31网络接口连接到交换机21的网络接口进行链接，从而使得摄像机11、边缘服务器22和控制器31通过交换机21进行数据交互；
所述边缘服务器22型号为XZZY-EDGE-1智能处理服务器，为边缘AI服务器，也是边缘AI智能识别，采用边缘服务器能够更快地处理用户请求并提高网络的安全性。该边缘服务器包括LAN网络接口，HDMI显示接口，TYPEC接口，使用网线将边缘服务器22通过LAN网络接口 (电口)与交换机21网络接口LAN2 (电口)链接；
所述PLC设备控制器31型号为台达DVP-12SE，该控制器31通过Ethernet网络接口(电口)与交换机21的网络接口LAN3 (电口) 链接，接收边缘服务器22经交换机21传输的控制信号；
所述报警器41型号为KQJB127声光报警器，该报警器41与PLC设备控制器31的Y0(数字开关信号)输出端链接，接收控制器31传输的报警信号，进行声光报警；
本实用新型中，监控模块2包括与交换机21连接的边缘服务器22，边缘服务器22用于将交换机21传输过来的图像进行智能识别处理，通过交换机21将预警信息传递至控制器31；控制器31与交换机21相连接，控制器31用于将交换机21传输过来的控制指令操作轨道上的机械设备，并通过网线连接报警器41；报警器41与控制器31相连接，报警器41接收控制器31的警示指令进行工作在上述结构中，通过安装在煤炭运输轨道顶部的高清摄像机11对运煤车及轨道上一坡三挡设备的当前状态的视频图像进行实时采集，然后将采集到的视频图像传输至交换机21，交换机21将视频图像进行传输转换后传递至边缘服务器22处进行智能识别处理，根据边缘服务器处理得到的一坡三挡设备的实时状态转换为PLC控制指令，交换机21将PLC控制指令传输至控制器31控制运输轨道上挡车栏等设备工作，控制器31将预警指令传输至报警器41控制警示设备发出预警信息。
如图2所示，图2为本实用新型适用于煤矿斜井一坡三挡智能分析安全管理系统的具体实施流程图，流程具体包括：
S1、摄像机11实时采集煤矿斜井的视频图像；
S2、监控模块2通过网络交换机接入摄像机11的实时视频图像；
S3、在实时视频图像中检测挡车栏的位置、保险绳挂靠位置及生产场地违规进入人员的出现的位置等信息；
S4、通过边缘的服务器22进行安全状态判定，当挡车栏正常的升起或下降，保险绳挂靠位置正确及在生产场地没有违规进入人员时，安全状态判定为是，即安全状态，重复步骤S3，否则判定为否，即非安全状态；
S5、在非安全状态下，智能分析安全管理系统将通过Modbus协议向PLC控制模块3传输信息；
S6、PLC控制模块3的控制器31接收到非安全状态的信息向报警器41下发预警指令；
S7、报警器41接收PLC控制器下发的报警指令，报警器41工作。
所述报警器41为声光报警器。声音大于85分贝或可见距离超过50米后进行报警。
所述摄像机11为网络监控摄像机，所述的摄像机11通过第一网线12与交换机21连接。
所述的交换机21为网络交换机，所述的交换机21通过第二网线23与边缘服务器22连接。
所述的交换机21通过第三网线32与控制器31连接。
所述的控制器31通过第四网线42与报警器41连接。
如图3所示，图3为本实用新型适用于煤矿斜井一坡三挡智能分析安全管理系统图像智能检测识别流程图，图像智能检测识别的流程具体包括：
在PLC控制模块3上进行目标检测模型参数设置，包括类别个数，检测锚框尺寸；通过图像采集模块1将采集到的信息进行目标检测模型的加载；PLC控制模块3接收交换机21传递的图像数据，完成图像数据加载；模型输入格式BGR格式图像数据，原始图像为YUV格式，将YUV格式转换为BGR格式个数从而完成图像处理并完成图像格式转换； 进行模型推理，通过监控模块2在当前图像中检测挡车栏的位置信息、保险绳位置信息及违规闯入人员的位置信息；信息传递，将挡车栏、保险绳及违规人员信息传递至预警模块4。
Claims (8)
1.一种适用于煤矿斜井一坡三挡智能分析安全管理系统，其特征在于：包括图像采集模块（1）、监控模块（2）、PLC控制模块（3）和预警模块（4），
图像采集模块（1）为若干对斜井一坡三挡相关视频图像进行采集的摄像机（11）；
监控模块（2）包括边缘服务器（22）和交换机（21），交换机（21）与若干摄像机（11）均电信号连接，边缘服务器（22）与交换机（21）电信号连接，所述的交换机（21）用于传输摄像机（11）采集到的视频图像到边缘服务器（22），所述边缘服务器（22）用于对交换机（21）传输过来的视频图像进行挡车栏、保险绳挂接的运行状态监控以及人员检测识别；
预警模块（4）与PLC控制模块（3）电信号连接，PLC控制模块（3）与交换机（21）电信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种适用于煤矿斜井一坡三挡智能分析安全管理系统，其特征在于：所述PLC控制模块（3）为控制器（31），所述的控制器（31）与交换机（21）连接，控制器（31）接收边缘服务器（22）发出的控制指令，并根据指令控制挡车栏和预警模块（4）的机械设备进行工作。
3.根据权利要求1所述的一种适用于煤矿斜井一坡三挡智能分析安全管理系统，其特征在于：所述预警模块（4）为报警器（41），报警器（41）与PLC控制模块（3）连接，报警器（41）接收到PLC控制模块（3）发出的报警工作指令后进行预警。
4.根据权利要求3所述的一种适用于煤矿斜井一坡三挡智能分析安全管理系统，其特征在于：所述报警器（41）为声光报警器。
5.根据权利要求1所述的一种适用于煤矿斜井一坡三挡智能分析安全管理系统，其特征在于：所述摄像机（11）为网络监控摄像机，所述的摄像机（11）通过第一网线（12）与交换机（21）连接。
6.根据权利要求1或2所述的一种适用于煤矿斜井一坡三挡智能分析安全管理系统，其特征在于：所述的交换机（21）为网络交换机，所述的交换机（21）通过第二网线（23）与边缘服务器（22）连接。
7.根据权利要求1或2所述的一种适用于煤矿斜井一坡三挡智能分析安全管理系统，其特征在于：所述的交换机（21）通过第三网线（32）与控制器（31）连接。
8.根据权利要求2所述的一种适用于煤矿斜井一坡三挡智能分析安全管理系统，其特征在于：所述的控制器（31）通过第四网线（42）与报警器（41）连接。
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| GR01 | Patent grant | ||
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