一种便携式矿井智能逃生引导装置制造方法及图纸

本申请公开了一种便携式矿井智能逃生引导装置，包括移动端应用软件和服务端数据库，所述服务端数据库用于为所述移动端应用软件提供矿井内的基础信息和通知消息；所述移动端应用软件包括人员位置计算模块、最优避灾路径生成模块以及路径引导生成模块，当所述通知消息代表发生煤矿事故时，所述人员位置计算模块对遇险人员的地理位置进行估算，所述最优避灾路径生成模块根据所述基础信息和计算后的地理位置生成最优逃生路径，所述路径引导生成模块根据所述最优逃生路径生成路径引导信息。本申请可根据遇险人员的当前地理位置和灾害情况实时计算最优避灾路线并提供语音导航，帮助遇险人员快速逃生。

A Portable Intelligent Mine Escape Guidance Device

This application discloses a portable mine intelligent escape guidance device, including mobile application software and server database, which is used to provide basic information and notification messages in the mine for the mobile application software. The mobile application software includes a personnel location calculation module, an optimal disaster avoidance path generation module and a path guidance generation module. When the notification message represents the occurrence of a coal mine accident, the personnel location calculation module estimates the geographical location of the person in distress. The optimal escape path generation module generates the optimal escape path based on the basic information and the calculated geographical location, and the path guidance generation module generates the path guidance information according to the optimal escape path. This application can calculate the optimal route of disaster avoidance in real time according to the current geographical location and disaster situation of the person in distress and provide voice navigation to help the person in distress escape quickly.

【技术实现步骤摘要】
一种便携式矿井智能逃生引导装置
本专利技术涉及公共安全领域，尤其涉及一种便携式矿井智能逃生引导装置。
技术介绍
煤矿作为国家发展的战略性资源一直受到广泛关注。煤矿事故的突发性和扩散迅速使得遇险人员灾后避灾逃生困难。灾害发生后，恐惧会使人很难保持镇静和清醒。紧急情况发生时，由于安全需要，矿井会面临局部断电甚至全矿井断电、照明设施减弱、部分通信基站停止工作等情况。遇险人员需凭借自身经验判断当前所处位置并选择避灾路径，因而，井下逃生引导装置显得尤为重要。目前在井下逃生引导装置方面，业内多以具有事前制定的逃生路径的物理指示装置为主，包括逃生引导绳、通过发光二极管显示方向的井下救援指示器以及印有既定逃生路径的逃生指示牌。但通过调研发现这些逃生引导装置无法将信息及时有效地传递给遇险人员。究其原因：一是逃生指示牌仅存在于某些固定位置，灾后难以保证遇险人员能有效获得信息；二是逃生路线为预制，无法根据现有状况智能调整并为遇险人员提供当前所处位置信息和实时的针对性路径引导信息；三是灾后很多逃生引导装置被损毁，无法正常工作。
技术实现思路
针对上述现有装置存在的不足之处，本申请提供一种便携式矿井智能逃生引导装置，该装置可以针对当前遇险人员的地理位置和井下灾害情况实时解算出针对性的最优逃生路径，在地图显示，并根据遇险人员的行进方向和行进距离实时进行语音导航。本申请通过声音和图像等多种方式，实时针对性地帮助遇险人员逃生，能有效提升逃生效率，保证生命财产安全。为了实现以上目的，引导遇险人员安全逃生，本申请采用如下技术方案：一种便携式矿井智能逃生引导装置，包括移动端应用软件和服务端数据库，所述移动端应用软件和所述服务端数据库通信连接，所述服务端数据库用于为所述移动端应用软件提供矿井内的基础信息和通知消息；所述移动端应用软件包括：人员位置计算模块，用于计算遇险人员的地理位置；最优避灾路径生成模块，用于生成最优逃生路径；路径引导生成模块，用于生成路径引导信息；当所述通知消息代表发生煤矿事故时，所述人员位置计算模块对遇险人员的地理位置进行计算，所述最优避灾路径生成模块根据所述基础信息和计算后的地理位置生成最优逃生路径，所述路径引导生成模块根据所述最优逃生路径生成路径引导信息。所述路径引导生成模块通过对遇险人员的当前位置及行进方向进行分析，并结合所述最优避灾路径生成模块所得的最优避灾路径，对遇险人员在巷道转弯处等关键位置的前进方向、时间和距离做相应的判断，并将关键信息组合并生成文本格式的路径引导信息。可选地，所述移动端应用软件还包括语音生成播放模块；当所述路径引导生成模块根据所述最优逃生路径生成路径引导信息后，所述语音生成播放模块根据所述路径引导信息生成语音引导信息。所述语音生成播放模块是将所述通知信息以及所述路径引导信息中的文字内容转化为声音信息并通过自带扩音器和受困人员头盔内置听力装置播报出来，方便遇险人员及时接收关键信息。可选地，所述移动端应用软件还包括电子地标识别模块，用于接收预埋于巷道内的电子地标的电子信号；当遇险人员按照所述语音引导信息在矿井中移动时，所述电子地标识别模块根据接收到的电子信号获取所述电子信号所属的电子地标的地标位置；所述最优避灾路径生成模块根据所述地标位置校正从所述人员位置计算模块获取的遇险人员的地理位置。可选地，所述基础信息至少包括巷道信息、地层信息、通信信息、生产信息、定位信息、安全信息、机电和救援设备信息。其中，所述巷道信息必须包括巷道节点绝对坐标、巷道坡度、巷道拓扑关系、巷道断面、巷道编码、巷道类型和巷道障碍物。可选地，所述移动端应用软件还包括移动GIS平台，用于为遇险人员提供所述基础信息；所述移动GIS平台包括：地图显示模块，用于将所述基础信息按照预制的地图符号形成可视化地图；基础信息更新模块，用于从所述服务端数据库下载和缓存遇险人员在矿井内所处的区域的所述基础信息；基础信息查询模块，用于为遇险人员提供查询所述基础信息的功能；关键词搜索模块，用于为遇险人员提供以关键词的方式查询所述基础信息的功能。所述移动端应用软件以移动GIS平台为基础，内嵌有所述最优避灾路径生成模块、所述人员位置计算模块、所述路径引导生成模块以及所述语音生成播放模块。所述移动GIS平台包括地图显示模块、基础信息更新模块、基础信息查询模块和关键词搜索模块；所述地图显示模块用于将基础的地图数据、监测监控数据等基础数据按照预制的地图符号展绘在终端设备的屏幕；所述基础信息更新模块用于从所述服务端数据库下载并缓存遇险人员当前所处区域基础的巷道地图数据、监控监测等各层基础地图数据以及下载接收实时通知消息；所述基础信息查询模块用于通过对地图各POI操作来查询详细信息；所述关键词搜索模块用于通过键入或语音输入的关键词限定来进行相关信息的搜索。可选地，所述移动GIS平台还包括登录模块，所述登录模块用于接收用户输入的用户信息，并对所述用户信息的正确性进行验证。可选地，所述移动端应用软件安装于遇险人员携带的终端设备，所述终端设备带有加速度计和陀螺仪；所述加速度计用于为所述人员位置计算模块提供遇险人员的加速度；所述陀螺仪用于为所述人员位置计算模块提供各轴角速度。可选地，当所述通知消息代表发生煤矿事故时，所述人员位置计算模块根据所述加速度得出遇险人员的航距，所述行人航距为遇险人员相对于上一次精确的地理位置而移动的距离；所述人员位置计算模块根据所述各轴角速度推算得出遇险人员的航向，所述行人航向为遇险人员相对于上一次确定的前进方向而改变的角度；所述人员位置计算模块根据所述行人航距和所述行人航向得出遇险人员的地理位置。可选地，所述人员位置计算模块包括：航距粗略计算模型，用于根据所述速度值得出遇险人员的航距；航向粗略计算模型，用于根据所述各轴角速度得出遇险人员的航向；随机误差模型，用于对所述行人航距粗略计算模型得出的航距和所述行人航向粗略计算模型得出的航向进行修正。所述人员位置计算模块用于根据遇险人员当前的行走的加速度及陀螺仪各轴转角来计算遇险人员的前进距离和前进方向，以此来计算遇险人员的相对移动距离。结合从人员定位系统中查询到的当前遇险人员上次的精确位置来对遇险人员的地理位置进行计算。所述最优避灾路径生成模块通过建立巷道三维模型，解算灾害发生后巷道内有毒有害气体浓度，结合巷道三维模型和有毒有害气体浓度计算巷道当量长度，在该当量长度的基础上通过改进的最优路径算法获得最优的避灾逃生路径。可选地，通过所述基础信息查询模块可查询到的基础信息还包括遇险人员的地理位置；若所述移动端应用软件可使用网络服务，当所述通知消息代表发生煤矿事故时，所述最优避灾路径生成模块根据所述基础信息和从所述基础信息查询模块获取遇险人员的地理位置生成最优逃生路径。可选地，所述服务端数据库采用C++程序运行来自所述移动端应用软件请求的服务；所述服务端数据库建立有空间数据库，用于存储所述基础信息。本申请采用的移动GIS平台向遇险人员展示当前的地理位置。本申请通过所述最优避灾路径生成模块得到最优路径，并通过遇险人员当前的行走状态和地理位置给出相应路径指示的时长和方向性信息，通过自带扩音器和受困人员头盔内置听力装置播放出来。本申请针对目前井下避灾逃生引导指示匮乏的情况，旨在为煤矿井下遇险人员提供实时的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式矿井智能逃生引导装置，其特征在于，包括移动端应用软件和服务端数据库，所述移动端应用软件和所述服务端数据库通信连接，所述服务端数据库用于为所述移动端应用软件提供矿井内的基础信息和通知消息；所述移动端应用软件包括：人员位置计算模块，用于计算遇险人员的地理位置；最优避灾路径生成模块，用于生成最优逃生路径；路径引导生成模块，用于生成路径引导信息；当所述通知消息代表发生煤矿事故时，所述人员位置计算模块对遇险人员的地理位置进行计算，所述最优避灾路径生成模块根据所述基础信息和计算后的地理位置生成最优逃生路径，所述路径引导生成模块根据所述最优逃生路径生成路径引导信息。

【技术特征摘要】
1.一种便携式矿井智能逃生引导装置，其特征在于，包括移动端应用软件和服务端数据库，所述移动端应用软件和所述服务端数据库通信连接，所述服务端数据库用于为所述移动端应用软件提供矿井内的基础信息和通知消息；所述移动端应用软件包括：人员位置计算模块，用于计算遇险人员的地理位置；最优避灾路径生成模块，用于生成最优逃生路径；路径引导生成模块，用于生成路径引导信息；当所述通知消息代表发生煤矿事故时，所述人员位置计算模块对遇险人员的地理位置进行计算，所述最优避灾路径生成模块根据所述基础信息和计算后的地理位置生成最优逃生路径，所述路径引导生成模块根据所述最优逃生路径生成路径引导信息。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述移动端应用软件还包括语音生成播放模块；当所述路径引导生成模块根据所述最优逃生路径生成定制化路径引导信息后，所述语音生成播放模块根据所述路径引导信息生成语音引导信息，并将该信息传输至设备自带扩音器和受困人员头盔内置听力装置并播放。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述移动端应用软件还包括电子地标识别模块，用于接收预埋于巷道内的电子地标的电子信号；当遇险人员按照所述语音引导信息在矿井中移动时，所述电子地标识别模块根据接收到的电子信号获取所述电子信号所属的电子地标的地标位置；所述最优避灾路径生成模块根据所述地标位置校正从所述人员位置计算模块获取的遇险人员的地理位置。4.根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，所述基础信息至少包括：巷道信息、地层信息、通信信息、生产信息、定位信息、安全信息、机电和救援设备信息。5.根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，所述移动端应用软件还包括移动GIS平台，用于为遇险人员提供所述基础信息；所述移动GIS平台包括：地图显示模块，用于将所述基础信息按照预制的地图符号形成可视化地图；基础信息更新模块，用于从所述服务端数据库下载和缓存...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛善君，李梅，苏颖，张鹏鹏，郭兵，陈华州，李鑫超，孙延鑫，
申请(专利权)人：北京大学，北京龙软科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11