一种受限空间作业现场安全风险无线监控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种受限空间作业现场安全风险无线监控系统，涉及作业安全监控技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种受限空间作业现场安全风险无线监控系统


[0001]本专利技术属于作业安全监控
，具体涉及一种受限空间作业现场安全风险无线监控系统
。

技术介绍

[0002]受限空间是指工厂的各种设备内部
(
例如炉
、
塔釜
、
罐
、
仓
、
池
、
槽车
、
管道和烟道等
)
和城市
(
包括工厂
)
的隧道
、
下水道
、
沟
、
坑
、
井
、
池
、
涵洞
、
阀门间和污水处理设施等封闭
/
半封闭的设施及场所
(
例如船舱
、
地下隐蔽工程
、
密闭容器
、
长期不用的设施或通风不畅的场所等
)
，以及农村储存诸如红薯和土豆等各种蔬菜的井窖等
。
通风不良的矿井也应视同受限空间
。
由于受限空间存在人员撤离不便等显著特点，使得在受限空间作业现场的安全监测尤为重要
。
[0003]目前，在受限空间的相关作业规范中，明确要求：在作业时，作业现场应配置气体检测报警仪，连续检测受限空间内可燃气体
、
有毒气体及氧气浓度，并
2h
记录1次；在气体浓度超限报警时，应立即停止作业
、
撤离人员和对现场进行处理，并在重新检测合格后方可恢复作业
。
但是现有气体检测报警系统主要是通过在受限空间作业现场内特定位置安装的气体检测传感器来采集可燃气体
、
有毒气体及氧气浓度等数据，并以此数据来直接表征整个受限空间作业现场全域空间的气体浓度变化情况，如此考虑气体扩散过程具有一定延迟性，使得在某个位置突发出现气体浓度超标情况时，若该某个位置距离传感器安装位置较远，那么将会滞后一段时间才会被系统监测到，进而会延误人员撤离时机
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种受限空间作业现场安全风险无线监控系统，用以解决现有气体检测报警系统在突发出现气体浓度超标情况时所存在感知滞后以及会延误人员撤离时机的问题
。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]第一方面，提供了一种受限空间作业现场安全风险无线监控系统，包括有气体检测终端
、
手咪终端和边缘计算设备，其中，所述气体检测终端布置在受限空间作业现场内，所述手咪终端用于供现场作业人员佩戴使用，所述现场作业人员是指在所述受限空间作业现场内工作的人员，所述边缘计算设备布置在所述受限空间作业现场外并通过无线
MESH
网络分别无线通信连接所述气体检测终端和所述手咪终端；
[0007]所述气体检测终端，用于实时采集在多个实测点的目标气体浓度实测值，并将采集结果实时传送至所述边缘计算设备；
[0008]所述边缘计算设备，用于先根据在所述多个实测点的目标气体浓度实测值，实时反演得到在所述受限空间作业现场内的目标气体浓度三维分布情况，然后针对在所述受限空间作业现场内的任一测点，若根据所述目标气体浓度三维分布情况实时发现在对应测点的当前目标气体浓度处于预设安全区间外，则判定存在安全风险，并向所述手咪终端发送
报警消息；
[0009]所述手咪终端，用于在收到所述报警消息后，触发报警动作，以便提醒所述现场作业人员撤离所述受限空间作业现场
。
[0010]基于上述
技术实现思路
，提供了一种基于有限空间气体浓度实测值进行空间反演及在受限空间作业现场内任意测点目标气体浓度超限情况判断的气体检测报警方案，即包括有气体检测终端
、
手咪终端和边缘计算设备，其中，所述边缘计算设备用于先根据来自所述气体检测终端的且在多个实测点的目标气体浓度实测值，实时反演得到在受限空间作业现场内的目标气体浓度三维分布情况，然后针对在所述受限空间作业现场内的任一测点，若根据所述目标气体浓度三维分布情况实时发现在对应测点的当前目标气体浓度处于预设安全区间外，则判定存在安全风险，并向所述手咪终端发送报警消息，以便提醒现场作业人员撤离作业现场，如此无需突发的泄漏气体扩散到传感器安装位置，也可以及时发现目标气体浓度超限情况，进而可确保不会延误人员撤离时机，利于保障在受限空间作业现场的安全作业，便于实际应用和推广
。
[0011]在一个可能的设计中，当所述气体检测终端为固定式布控终端时，所述气体检测终端的数目为多个并一一对应地布置在所述多个实测点
。
[0012]在一个可能的设计中，当所述气体检测终端为基于无人机的移动式布控终端时，所述气体检测终端的数目为一个并按照预设巡逻路线在所述受限空间作业现场内移动，所述多个实测点包含有所述气体检测终端在最近历史时期的所有历史所处位置，在所述多个实测点的目标气体浓度实测值包含有所述气体检测终端在所述所有历史所处位置采集得到的目标气体浓度实测值
。
[0013]在一个可能的设计中，所述边缘计算设备还用于在反演得到所述目标气体浓度三维分布情况后，先根据所述目标气体浓度三维分布情况确定在所述受限空间作业现场内的且具有目标气体浓度极值的多个极点位置，然后根据所述受限空间作业现场的且预先建模得到的实景三维场景，确定能够使所述气体检测终端无障碍地分别到达或靠近所述多个极点位置的新巡逻路线，最后将所述新巡逻路线传送至所述气体检测终端，以便所述气体检测终端继续按照所述新巡逻路线在所述受限空间作业现场内移动
。
[0014]在一个可能的设计中，当所述气体检测终端搭载有三维激光雷达时，所述气体检测终端还用于将由所述三维激光雷达采集的激光点云数据实时传送至所述边缘计算设备，以便所述边缘计算设备根据所述激光点云数据建模得到所述受限空间作业现场的实景三维场景，并根据所述激光点云数据对所述实景三维场景进行实时更新
。
[0015]在一个可能的设计中，所述目标气体浓度实测值包含有可燃气体浓度实测值
、
有毒气体浓度实测值和
/
或氧气浓度实测值
。
[0016]在一个可能的设计中，根据在所述多个实测点的目标气体浓度实测值，实时反演得到在所述受限空间作业现场内的目标气体浓度三维分布情况，包括：
[0017]根据在所述多个实测点的目标气体浓度实测值，基于克里金插值法实时反演得到在所述受限空间作业现场内的目标气体浓度三维分布情况
。
[0018]在一个可能的设计中，根据在所述多个实测点的目标气体浓度实测值，基于克里金插值法实时反演得到在所述受限空间作业现场内的目标气体浓度三维分布情况，包括：
[0019]根据在所述多个实测点的目标气体浓度实测值，分别计算所述多个实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种受限空间作业现场安全风险无线监控系统，其特征在于，包括有气体检测终端
、
手咪终端和边缘计算设备，其中，所述气体检测终端布置在受限空间作业现场内，所述手咪终端用于供现场作业人员佩戴使用，所述现场作业人员是指在所述受限空间作业现场内工作的人员，所述边缘计算设备布置在所述受限空间作业现场外并通过无线
MESH
网络分别无线通信连接所述气体检测终端和所述手咪终端；所述气体检测终端，用于实时采集在多个实测点的目标气体浓度实测值，并将采集结果实时传送至所述边缘计算设备；所述边缘计算设备，用于先根据在所述多个实测点的目标气体浓度实测值，实时反演得到在所述受限空间作业现场内的目标气体浓度三维分布情况，然后针对在所述受限空间作业现场内的任一测点，若根据所述目标气体浓度三维分布情况实时发现在对应测点的当前目标气体浓度处于预设安全区间外，则判定存在安全风险，并向所述手咪终端发送报警消息；所述手咪终端，用于在收到所述报警消息后，触发报警动作，以便提醒所述现场作业人员撤离所述受限空间作业现场
。2.
根据权利要求1所述的受限空间作业现场安全风险无线监控系统，其特征在于，当所述气体检测终端为固定式布控终端时，所述气体检测终端的数目为多个并一一对应地布置在所述多个实测点
。3.
根据权利要求1所述的受限空间作业现场安全风险无线监控系统，其特征在于，当所述气体检测终端为基于无人机的移动式布控终端时，所述气体检测终端的数目为一个并按照预设巡逻路线在所述受限空间作业现场内移动，所述多个实测点包含有所述气体检测终端在最近历史时期的所有历史所处位置，在所述多个实测点的目标气体浓度实测值包含有所述气体检测终端在所述所有历史所处位置采集得到的目标气体浓度实测值
。4.
根据权利要求3所述的受限空间作业现场安全风险无线监控系统，其特征在于，所述边缘计算设备还用于在反演得到所述目标气体浓度三维分布情况后，先根据所述目标气体浓度三维分布情况确定在所述受限空间作业现场内的且具有目标气体浓度极值的多个极点位置，然后根据所述受限空间作业现场的且预先建模得到的实景三维场景，确定能够使所述气体检测终端无障碍地分别到达或靠近所述多个极点位置的新巡逻路线，最后将所述新巡逻路线传送至所述气体检测终端，以便所述气体检测终端继续按照所述新巡逻路线在所述受限空间作业现场内移动
。5.
根据权利要求4所述的受限空间作业现场安全风险无线监控系统，其特征在于，当所述气体检测终端搭载有三维激光雷达时，所述气体检测终端还用于将由所述三维激光雷达采集的激光点云数据实时传送至所述边缘计算设备，以便所述边缘计算设备根据所述激光点云数据建模得到所述受限空间作业现场的实景三维场景，并根据所述激光点云数据对所述实景三维场景进行实时更新
。6.
根据权利要求1所述的受限空间作业现场安全风险无线监控系统，其特征在于，所述目标气体浓度实测值包含有可燃气体浓度实测值
、
有毒气体浓度实测值和
/
或氧气浓度实测值
。7.
根据权利要求1所述的受限空间作业现场安全风险无线监控系统，其特征在于，根据在所述多个实测点的目标气体浓度实测值，实时反演得到在所述受限空间作业现场内的目
标气体浓度三维分布情况，包括：根据在所述多个实测点的目标气体浓度实测值，基于克里金插值法实时反演得到在所述受限空间作业现场内的目标气体浓度三维分布情况
。8.
根据权利要求7所述的受限空间作业现场安全风险无线监控系统，其特征在于，根据在所述多个实测点的目标气体浓度实测值，基于克里金插值法实时反演得到在所述受限空间作业现场内的目标气体浓度三维分布情况，包括：根据在所述多个实测点的目标气体浓度实测值，分别计算所述多个实测点中各对实测点的目标气体浓度半方差，得到多对实测点的目标气体浓度半方差值，以及还根据所述多个实测点的已知坐标，计算得到所述多对实测点的距离值；确定滞后距
h1以及在所述多对实测点的距离值中的最长距离值
H
max
，其中，
h1表示正数，
H
max
表示大于
h1的正数；根据所述滞后距
h1，将第一区间
(0,H
max
]
划分成如下的多个第一子区间：
(0,h1],(h1,2*h1],
…
,((k
‑
1)*h1,...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春豹，
申请(专利权)人：北京国信互通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：