井下作业人员应急救援引导方法技术

一种井下作业人员应急救援引导系统及引导方法，便于安全管理人员能够及时掌握井下人员分布情况、危险发生时能够及时预警井下人员并提供有效的逃生路线，可以有效的降低人员伤亡及经济损失，提高矿山企业的安全生产水平。由上位机、光纤通信设备、通信分站、信息矿灯、声光报警器、逃生引导屏和供电电源组成。其步骤是：上位机通过光纤通信设备接收来自通信分站的人员监测数据，同时向通信分站发送短信数据、报警数据及逃生引导数据；通讯分站将短信数据发送到信息矿灯、将声光报警数据和逃生引导数据分别传输到声光报警器和逃生引导屏；由井下工作人员佩戴信息矿灯并发送标识身份的通信编码到通信分站，同时，接收通信分站的预警信息及逃生路线引导。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在矿山、隧道施工等行业井下作业人员应急救援领域，尤其涉及一种井下作业人员应急救援引导系统及引导方法。
技术介绍
目前，矿山企业普遍存在入井人员管理困难，不能实时掌握井下工作人员的位置信息，一旦危险事故发生，由于调度、通讯手段的限制，加之矿井巷道复杂，矿山井下事故发生的瞬间往往摸不清井下人员分布的情况和位置、不能及时的进行逃生引导，从而造成抢救不及时，难以把事故的影响和损失降到最低限度。造成这一问题的原因是：矿山企业建设的人员定位系统、监控监测系统等相互独立并且没有一套完整的应急救援方法及相关设备。
技术实现思路
本专利技术是要提供一种井下作业人员应急救援引导系统及引导方法，便于安全管理人员能够及时掌握井下人员分布情况、危险发生时能够及时预警井下人员并提供有效的逃生路线，可以有效的降低人员伤亡、降低经济损失，提高矿山企业的安全生产水平。本专利技术的技术解决方案是：井下作业人员应急救援引导系统，其特殊之处是：由上位机、光纤通信设备、通信分站、信息矿灯、声光报警器、逃生引导屏和供电电源组成，光纤通信设备与通信分站之间基于光纤通信技术的有线通信，通信分站与信息矿灯采用基于RF射频技术的无线通信，通信分站与声光报警器、逃生引导屏之间基于Zigbee通信技术的无线方式进行通信；所述通信分站由MCU微处理器Ⅰ、RF射频模块Ⅰ、Zigbee通信模块Ⅰ、FLASH存储模块、时钟模块和光纤通信模块组成；所述信息矿灯由MCU微处理器Ⅳ、照明组件、RF射频模块Ⅱ、液晶显示屏、报警按键及锂电池组成，锂电池提供信息矿灯所有部件的电源；所述声光报警器由MCU微处理器Ⅱ、双面报警灯、语音报警器和Zigbee通信模块Ⅱ组成；所述逃生引导屏主要由MCU微处理器Ⅲ、LED防爆屏和Zigbee通信模块Ⅲ组成。井下作业人员应急救援引导方法，其特殊之处是：S1、采用如上所述的井下作业人员应急救援引导，上位机通过光纤通信设备与安装在井下的通信分站进行通信，上位机通过光纤通信设备接收来自通信分站的人员监测数据，同时通过光纤通信设备向通信分站发送短信数据、声光报警数据及逃生引导数据；S2、将通信分站安装在井下指定的位置，并在安装通信分站时记录该通信分站的地理坐标信息，通信分站通过RF射频模块Ⅰ与信息矿灯进行通信，接收来自信息矿灯的用于标识身份的通信编码；通信分站成功接收身份编码后，从时钟模块读取当前的时间，然后把当前时间和身份编码存储到FLASH存储模块；通信分站通过光纤通信模块接收到上位机提取数据命令后，从FLASH存储模块读取时间和身份编码数据并通过有线网络传输到上位机；上位机接收来自通信分站的标识人员位置及身份的定位信息，接收成功后进行图形显示井下工作人员位置并存储人员位置信息；通讯分站通过光纤通信模块接收到来自上位机的数据后，传输给通信分站，通信分站中的MCU微处理器Ⅰ根据数据格式进行分类处理，数据分为短信数据、
报警数据和逃生引导数据三类，通信分站通过RF射频模块Ⅰ将短信数据发送到信息矿灯，通信分站通过Zigbee通信模块与声光报警器和逃生引导屏进行数据通信，把来自于上位机的声光报警数据和逃生引导数据分别传输到声光报警器和逃生引导屏；S3、由井下工作人员佩戴信息矿灯，照明组件负责照明；RF射频模块Ⅱ负责与通信分站进行通信，当佩戴信息矿灯的井下工作人员通过通信分站时，信息矿灯通过RF射频模块发送标识身份的通信编码到通信分站；同时，信息矿灯通过RF射频模块Ⅱ接收通信分站的短信数据(即文字报警信息)，文字信息包含预警信息及逃生路线引导，接收文字报警信息成功后通过照明组件进行灯光闪烁报警提示给井下工作人员，井下工作人员看到灯光闪烁报警提示后及时查看文字报警信息，按照文字报警信息的提示进行快速逃生；井下工作人员通过报警按键发送报警信息，报警信息通过RF射频模块与通信分站进行通信把报警信息上传到通信分站，通信分站然后把报警信息上传到上位机，通过上位机得知发出报警的井下工作人员位置及身份信息；S4、声光报警器安装在井下巷道内与通信分站对应处，声光报警器通过Zigbee通信模块Ⅱ与通信分站通信，接收通信分站的声光报警信息，声光报警信息是由上位机通过光纤通信发送到通信分站；声光报警器接收到声光报警信息后，立即进行报警灯闪烁报警、语音播报提示井下工作人员；S5、逃生引导屏通过Zigbee通信模块Ⅱ与通信分站通信，接收通信分站的逃生引导信息，逃生引导信息是由上位机通过光纤通信发送到通信分站，逃生引导屏接收到逃生引导信息后，立即在LED防爆屏上进行滚动显示提示井下工作人员。所述上位机的工作步骤如下：1、通过通信分站采集人员监测数据；2、在监测数据中解析出人员位置信息、呼叫报警信息；3、在上位机上显示人员分布位置；4、判断是否有井下工作人员呼叫报警，如通过上位机进行报警显示、声音报警；如没有呼叫报警，再通过瓦斯在线监测系统或视频采集系统判断是否有危险情况；5、如有危险情况，由安全管理专家根据人员分布、危险区域，在上位机上做出救援及逃生引导路线；6、然后向信息矿灯发布文字信息提示危险区域、逃生引导路线；向声光报警器发布报警信息；7、向逃生引导屏发布危险区域、逃生引导路线。所述井下指定的位置是指井下巷道每隔200米且位于巷道上方位置或巷道的拐弯处。所述人员监测数据格式为时间、通信分站编码、人员编码、呼叫报警标志。所述短信数据格式为类型、人员编码、短信息；声光报警数据格式为类型、声光报警器编码、报警音类别、语音信息；逃生引导数据格式为类型、逃生引导屏编码、逃生引导信息。所述人员编码规则是由2个字节组成的十进制数。本专利技术的有益效果是：实时监测井下工作人员的位置信息，一旦发生危险情况能够及时通知井下工作人员进行紧急避险并提供有效的逃生引导信息，井下工作人员接收到报警信息、逃生引导信息后能够及时撤离危险区域，前往当前安全的区域。提高矿山企业的应急救援效率、有效降低险情发生时的人员伤亡数量、降低经济损失，提高矿山企业的安全生产水平。附图说明图1是井下作业人员应急救援引导系统的方框图；图2是上位机的工作流程图。具体实施方式下面结合附图及实施例，详细描述本专利技术的技术方案。参照图1，该系统由上位机1、光纤通信设备2、通信分站3、信息矿灯4、声光报警器5、逃生引导屏6和供电电源7组成；供电电源7是具备防爆功能的井下660伏特交流电转18伏特直流电电源。光纤通信设备2由光纤交换机、光纤、光端机及双绞线组成，负责通信分站3与上位机软件系统1之间的数据通信。所述通信分站3由MCU微处理器Ⅰ15、RF射频模块Ⅰ18、Zigbee通信模块Ⅰ16、FLASH存储模块14、时钟模块17和光纤通信模块13组成，信息矿灯4由MCU微处理器Ⅳ20、照明组件22、RF射频模块Ⅱ19、液晶显示屏23、报警按键21及锂电池24组成，声光报警器5由MCU微处理器Ⅱ25、双面报警灯26、语音报警器27和Zigbee通信模块Ⅱ28组成，逃生引导屏6主要由MCU微处理器Ⅲ31、LED防爆屏30和Zigbee通信模块Ⅲ29组成。上位机1与光纤通信设备2通信采用以太网传输链路8；光纤通信设备2与通信分站3通信采用光纤链路9；通信分站3与信息矿灯4通信采用无线RF射频链路10；通信分站3与声光报警器5通本文档来自技高网...

【技术保护点】
井下作业人员应急救援引导系统，其特征是：由上位机、光纤通信设备、通信分站、信息矿灯、声光报警器、逃生引导屏和供电电源组成，光纤通信设备与通信分站之间基于光纤通信技术的有线通信，通信分站与信息矿灯采用基于RF射频技术的无线通信，通信分站与声光报警器、逃生引导屏之间基于Zigbee通信技术的无线方式进行通信；所述通信分站由MCU微处理器Ⅰ、RF射频模块ⅠZigbee通信模块Ⅰ、FLASH存储模块、时钟模块和光纤通信模块组成；所述信息矿灯由MCU微处理器Ⅳ、照明组件、RF射频模块Ⅱ、液晶显示屏、报警按键及锂电池组成，锂电池提供信息矿灯所有部件的电源；所述声光报警器由MCU微处理器Ⅱ、双面报警灯、语音报警器和Zigbee通信模块Ⅱ组成；所述逃生引导屏由MCU微处理器Ⅲ、LED防爆屏和Zigbee通信模块Ⅲ组成。

【技术特征摘要】
1.井下作业人员应急救援引导系统，其特征是：由上位机、光纤通信设备、通信分站、信息矿灯、声光报警器、逃生引导屏和供电电源组成，光纤通信设备与通信分站之间基于光纤通信技术的有线通信，通信分站与信息矿灯采用基于RF射频技术的无线通信，通信分站与声光报警器、逃生引导屏之间基于Zigbee通信技术的无线方式进行通信；所述通信分站由MCU微处理器Ⅰ、RF射频模块ⅠZigbee通信模块Ⅰ、FLASH存储模块、时钟模块和光纤通信模块组成；所述信息矿灯由MCU微处理器Ⅳ、照明组件、RF射频模块Ⅱ、液晶显示屏、报警按键及锂电池组成，锂电池提供信息矿灯所有部件的电源；所述声光报警器由MCU微处理器Ⅱ、双面报警灯、语音报警器和Zigbee通信模块Ⅱ组成；所述逃生引导屏由MCU微处理器Ⅲ、LED防爆屏和Zigbee通信模块Ⅲ组成。2.井下作业人员应急救援引导方法，其特征是：S1、采用如上所述的井下作业人员应急救援引导，上位机通过光纤通信设备与安装在井下的通信分站进行通信，上位机通过光纤通信设备接收来自通信分站的人员监测数据，同时通过光纤通信设备向通信分站发送短信数据、声光报警数据及逃生引导数据；S2、将通信分站安装在井下指定的位置，并在安装通信分站时记录该通信分站的地理坐标信息，通信分站通过RF射频模块Ⅰ与信息矿灯进行通信，接收来自信息矿灯的用于标识身份的通信编码；通信分站成功接收身份编码后，从时钟模块读取当前的时间，然后把当前时间和身份编码存储到FLASH存储模块；通信分站通过光纤通信模块接收到上位机提取数据命令后，从FLASH存储模块
\t读取时间和身份编码数据并通过有线网络传输到上位机；上位机接收来自通信分站的标识人员位置及身份的定位信息，接收成功后进行图形显示井下工作人员位置并存储人员位置信息；通讯分站通过光纤通信模块接收到来自上位机的数据后，传输给通信分站，通信分站中的MCU微处理器Ⅰ根据数据格式进行分类处理，数据分为短信数据、声光报警数据和逃生引导数据三类，通信分站通过RF射频模块Ⅰ将短信数据发送到信息矿灯，通信分站通过Zigbee通信模块与声光报警器和逃生引导屏进行数据通信，把来自于上位机...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜鹏，李晗，
申请(专利权)人：锦州辽工维森光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21