一种用于露天矿山开采的电子围栏系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种用于露天矿山开采的电子围栏系统，包括矿山控制中心、差分GNSS基准站和露天矿山开采电子围栏可视化终端，三者两两之间分别通过光纤、无线网桥或无线通信方式进行连接；矿山控制中心包括矿权边界数据服务器、越界行为探测服务器、越界开采历史轨迹服务器以及差分数据服务器。应用本实用新型专利技术的技术方案，效果如下：整体结构精简；通过越界行为探测服务器、越界开采历史轨迹服务器、越界开采提醒部件等部件的结合，可实现对越界行为、历史轨迹等查询，且通过图形和语音的方式进行报警提醒，尽可能降低越界开采的概率，减少矿权纠纷；此种方式不会对采矿设备或采矿设备的操作人员造成任何损害，安全性能高。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及矿山开采
，具体涉及一种用于露天矿山开采的电子围栏系统。
技术介绍
在露天矿山开采过程中极容易出现越界开采的事故，由于矿权边界线在采矿之前就已经划分好，如果越界开采，则会导致矿权纠纷。现有技术中防止越界发生所采取的措施有两种：第一种：通过人工测量边界线，再拉桩设置标示线，通过现场作业人员判断是否越界。针对采矿作业具体是：通过矿山测量队先对采矿边界进行测量，拉桩设置好采矿区域红线，现场采矿作业人员根据人工标记来识别采矿边界。第二种：采用高压脉冲形成屏障，对越界或入侵物体能够有效探测报警，并形成电击威慑。上述两种方式的缺陷是：1、人工设置的采矿边界红线往往因采矿的土方作业或者遇到大雨等天气而变得无法辨识，从而丧失防止越界开采的功能。2、采用高压脉冲方式的电子围栏不适合于露天矿山开采，原因如下：首先，露天矿山开采即使发生越界行为也不应以高压脉冲的方式对越界的采矿机械设备采取措施，更不应对采矿设备的操作人员造成伤害；其次，这种方式仍然需要矿山测量队先测量标记好采矿边界红线，然后再设置电子围栏；最后，这种方式造价太高。这种方式中越界信号的传输是通过信号线缆传输到控制室，传输距离十分有限，无法适用于露天矿山开采过程中距离矿山生产控制中心长达几十公里的控制距离的要求。3、以上两种模式都无法对采矿行为进行远程实时监控，在矿山生产控制中心无法对越界开采行为提供及时干预，同时由于根本没有存储历史开采轨迹数据，在事故发生后无法追溯原因寻找证据。4、以上两种模式在实际应用过程中，如果要开采新的采场，则需要矿山测量队重新对新的采场进行测量确定采矿红线，然后人工再设置好边界桩。这种方式极大地影响露天矿山的开采效率。综上所述，急需一种结构精简、安全性能高、功能齐全且适用于露天矿山开采的电子围栏系统具有重要的意义。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种结构精简、安全性能高、功能齐全且适用于露天矿山开采的电子围栏系统，具体技术方案如下：一种用于露天矿山开采的电子围栏系统，包括矿山控制中心以及分别与所述矿山控制中心连接的差分GNSS基准站和露天矿山开采电子围栏可视化终端，所述露天矿山开采电子围栏可视化终端安装在采矿设备上；所述矿山控制中心包括矿权边界数据服务器、越界行为探测服务器、越界开采历史轨迹服务器以及差分数据服务器，所述矿权边界数据服务器用于存储和更新采矿边界数据，并对外提供采矿边界数据的查询服务；所述越界行为探测服务器用于对越界行为进行探测，其包括将采矿设备的当前位置坐标与矿区的边界坐标群进行比对的比对部件；所述越界开采历史轨迹服务器用于对接收到的采矿设备的位置历史轨迹数据和越界开采记录进行存储，并对外提供历史查询服务；所述差分数据服务器用于接收来自所述差分GNSS基准站的GNSS差分数据，并作为中转站，将该数据转发给所述露天矿山开采电子围栏可视化终端；所述露天矿山开采电子围栏可视化终端包括越界开采提醒部件以及分别与所述差分GNSS基准站和所述差分数据服务器连接的GNSS定位部件；所述差分GNSS基准站与所述矿山控制中心之间、所述矿山控制中心与所述露天矿山开采电子围栏可视化终端之间以及所述露天矿山开采电子围栏可视化终端与所述差分GNSS基准站之间均通过光纤、无线网桥或无线通信方式进行连接。以上技术方案中优选的，所述矿权边界数据服务器、越界行为探测服务器、越界开采历史轨迹服务器以及差分数据服务器为集成化一体结构。为了达到更好的技术效果，还包括通信基站，所述矿山控制中心、差分GNSS基准站以及露天矿山开采电子围栏可视化终端均与所述通信基站连接。以上技术方案中优选的，所述越界开采提醒部件包括用于图形化显示采矿边界和采矿设备当前位置坐标的显示屏、通过语音提醒形式或指示灯闪烁形式向采矿设备上的操作人员进行报警的报警器以及用于切断采矿设备工作电源的开关。以上技术方案中优选的，所述GNSS定位部件为采用RTK技术实现定位的部件。为了达到更好的技术效果，还包括至少一台设置在采矿设备上且与所述越界开采历史轨迹服务器连接的180度的广角摄像头，所述广角摄像头用于拍摄反应采矿设备与当前采矿点周围环境的位置关系的图像。应用本技术的技术方案，具有以下有益效果：(1)本技术的用于露天矿山开采的电子围栏系统包括矿山控制中心、差分GNSS基准站和露天矿山开采电子围栏可视化终端，矿山控制中心包括矿权边界数据服务器、越界行为探测服务器、越界开采历史轨迹服务器以及差分数据服务器，且矿山控制中心、差分GNSS基准站和露天矿山开采电子围栏可视化终端三者两两之间分别通过光纤、无线网桥或无线通信方式进行连接。本技术整体结构精简；通过差分GNSS基站提供的高精度GNSS定位服务获得采矿设备的实时位置信息，通过越界行为探测服务器进行越界判断，同时在越界开采历史轨迹服务器中对越界行为、历史轨迹等进行存储形成可追溯的判断证据，通过越界开采提醒部件现场通过图形和语音的方式进行提醒，尽可能降低越界开采的概率，减少矿权纠纷；此种方式不会对采矿设备或采矿设备的操作人员造成任何损害，安全性能高；通过光纤、无线网桥或无线通信方式进行数据、信号等传送，能实现对露天矿山采矿的远程实时监控(大的矿区和小的矿区均适用)，实用性强。(2)本技术中所述矿权边界数据服务器、越界行为探测服务器、越界开采历史轨迹服务器以及差分数据服务器为集成化一体结构。整体结构占地面积小，且便于运输，实用性强。(3)本技术中还设有通信基站，矿山控制中心、差分GNSS基准站以及露天矿山开采电子围栏可视化终端均与所述通信基站连接，大大提高数据、信号等传送速率和准确度。(4)本技术中越界开采提醒部件包括显示屏、报警器和开关，显示屏用于图形化显示采矿边界和采矿设备当前位置坐标，报警器通过语音提醒形式或指示灯闪烁形式向采矿设备上的操作人员进行报警，开关及时切断采矿设备工作电源。通过显示屏，操作人员可及时查看采矿设备的位置以及判断采矿设备和矿区边界的位置关系；报警器在采矿设备越界的情况下及时进行报警(报警最好是同时采用语音报警和指示灯报警)；而开关的作用尤为重要，主要是在报警器坏掉或者未及时获知报警器的信息(采矿时，机器操作声音非常大，有可能掩盖了报警器的声音)的情况下确保操作人员能够及时发现越界行为(为了区分采矿设备因故障停止工作，操作人员在采矿设备停止工作时，第一时间是通过显示屏核实当前是否处于越界状态，如果是越界，重新开启采矿设备即可；若不是，可能是设备故障，则需下车检修)。(5)本技术中GNSS定位部件为采用RTK技术实现定位的部件，提供高精度的RTK定位服务。(6)本技术中还包括至少一台180度的广角摄像头，广角摄像头用于拍摄反应采矿设备与当前采矿点周围环境的位置关系的图像，便于后续查询时结合越界记录和越界图片进行查实，大大提高可信度。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1是实施例1的用于露天矿山开采的电子围栏系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于露天矿山开采的电子围栏系统，其特征在于，包括矿山控制中心(1)以及分别与所述矿山控制中心(1)连接的差分GNSS基准站(2)和露天矿山开采电子围栏可视化终端(3)，所述露天矿山开采电子围栏可视化终端(3)安装在采矿设备上；所述矿山控制中心(1)包括矿权边界数据服务器(1.1)、越界行为探测服务器(1.2)、越界开采历史轨迹服务器(1.3)以及差分数据服务器(1.4)，所述矿权边界数据服务器(1.1)用于存储和更新采矿边界数据，并对外提供采矿边界数据的查询服务；所述越界行为探测服务器(1.2)用于对越界行为进行探测，其包括将采矿设备的当前位置坐标与矿区的边界坐标群进行比对的比对部件；所述越界开采历史轨迹服务器(1.3)用于对接收到的采矿设备的位置历史轨迹数据和越界开采记录进行存储，并对外提供历史查询服务；所述差分数据服务器(1.4)用于接收来自所述差分GNSS基准站(2)的GNSS差分数据，并作为中转站，将该数据转发给所述露天矿山开采电子围栏可视化终端(3)；所述露天矿山开采电子围栏可视化终端(3)包括越界开采提醒部件(3.1)以及分别与所述差分GNSS基准站(2)和所述差分数据服务器(1.4)连接的GNSS定位部件(3.2)；所述差分GNSS基准站(2)与所述矿山控制中心(1)之间、所述矿山控制中心(1)与所述露天矿山开采电子围栏可视化终端(3)之间以及所述露天矿山开采电子围栏可视化终端(3)与所述差分GNSS基准站(2)之间均通过光纤、无线网桥或无线通信方式进行连接。...

【技术特征摘要】
1.一种用于露天矿山开采的电子围栏系统，其特征在于，包括矿山控制中心(1)以及分别与所述矿山控制中心(1)连接的差分GNSS基准站(2)和露天矿山开采电子围栏可视化终端(3)，所述露天矿山开采电子围栏可视化终端(3)安装在采矿设备上；所述矿山控制中心(1)包括矿权边界数据服务器(1.1)、越界行为探测服务器(1.2)、越界开采历史轨迹服务器(1.3)以及差分数据服务器(1.4)，所述矿权边界数据服务器(1.1)用于存储和更新采矿边界数据，并对外提供采矿边界数据的查询服务；所述越界行为探测服务器(1.2)用于对越界行为进行探测，其包括将采矿设备的当前位置坐标与矿区的边界坐标群进行比对的比对部件；所述越界开采历史轨迹服务器(1.3)用于对接收到的采矿设备的位置历史轨迹数据和越界开采记录进行存储，并对外提供历史查询服务；所述差分数据服务器(1.4)用于接收来自所述差分GNSS基准站(2)的GNSS差分数据，并作为中转站，将该数据转发给所述露天矿山开采电子围栏可视化终端(3)；所述露天矿山开采电子围栏可视化终端(3)包括越界开采提醒部件(3.1)以及分别与所述差分GNSS基准站(2)和所述差分数据服务器(1.4)连接的GNSS定位部件(3.2)；所述差分GNSS基准站(2)与所述矿山控制中心(1)之间、所述矿山控制中心(1)与所述露天矿山开采电子围栏可视化终端(3)之间以及所述露天矿山开采电子...

【专利技术属性】
技术研发人员：金俊，粟闯，
申请(专利权)人：中国有色金属长沙勘察设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43