一种矿井全息安全智能风门控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种矿井全息安全智能风门控制系统及方法，包括：信息交互模块、智能控制模块、协同执行模块及协同管控模块；智能控制模块基于PLC子系统获取系统中各模块运行数据信息和行为动作状态信息，对交互信息进行分析；信息交互模块基于全息安全智能控制过程数据，构建风门目标及风门行为动作与行为控制过程中人、机、环安全要素状态间联锁，实现模块之间的数据交互，信息提示；协同执行模块实现矿井全息安全智能风门的故障诊断分析功能、远程控制功能、就地控制功能以及直接控制功能；协同管控模块配置服务器及传输网络，构建系统中的远程管控，基于协同管控下的全息数据信息展示以及矿井全息安全智能风门的远程管控模式。

【技术实现步骤摘要】
一种矿井全息安全智能风门控制系统及方法
本专利技术涉及矿井安全智能装备
，尤其涉及一种矿井全息安全智能风门控制系统及方法。
技术介绍
智能风门作为智能通风的重要组成部分，其作用为控风、阻断进风、回风巷道、管控通风巷道风量。现有矿井风门自动、远程自动控制系统只实现了风门“开与闭、双道风门开闭位置联锁”的自动化控制。申请公布号为CN111396114A的《一种井下巷道智能风门》中提出利用双扇交错式开合风门结构、智能识别技术及应急装置等来防止井下风门因受扰动而自动打开而带来安全隐患。此专利中，机械结构复杂，无法有效的感应风门的状态以及通过风门时人员和车辆的状态。而且该专利由于缺乏对风门的状态实时监控，使井上人员以及使用人员无法有效的对风门状态信息监控。对于已公开文件CN108561171A《人车识别自动风门控制系统及控制方法》中提出了以激光感应器和压力感应器感应矿车，以温度红外探测器感应通行人员的方法。该文件仅针对人和机安全要素的管控，未实现全方位、全环节的安全监测、监视与协同闭锁控制，没有实现行人、车辆与风门控制系统之间的信息互动和联锁保护。无法基于人和车辆在通过风门前进行有效的判断状态，进而作出预警提示，保证人和车辆的安全。而且该文件，仅仅针对风门的单一控制方式，无法有效的实现上位机监控以及对风门自身、风门所处的环境状态以及通过的人员车辆状态进行有效的监控，不具备安全保障下智能化控制功能。
技术实现思路
本专利技术提供一种矿井全息安全智能风门控制系统，针对风门通过目标感知、目标状态感知、风门开闭、风门开闭联锁、目标通过过程全环节人、机、环安全信息与位姿的协同分析与精准控制，实现全息安全智能化运行。系统包括：信息交互模块、智能控制模块、协同执行模块及协同管控模块；智能控制模块基于PLC/单片机子系统获取系统中各模块运行数据信息和行为动作状态信息，对交互信息进行分析；信息交互模块基于全息安全智能控制过程数据，构建风门目标及风门行为动作与行为控制过程中人、机、环安全要素状态间联锁，实现模块之间的数据交互，信息提示；协同执行模块连接智能控制模块以及风门开闭执行机构，协同执行模块用于实现矿井全息安全智能风门的故障诊断分析功能、远程控制功能、就地控制功能以及直接控制功能；协同管控模块配置服务器及传输网络，构建系统中的远程管控，基于协同管控下的全息数据信息展示以及矿井全息安全智能风门的远程管控模式。进一步需要说明的是，智能控制模块包括：风门开闭启动单元、速度监测单元、通过风门目标状态识别单元、风门开闭行程范围障碍识别单元、风门及周围环境状态识别单元；风门开闭启动单元用于获取风门开闭控制指令，控制风门开闭；速度监测单元用于监测待通过风门的车辆速度信息；通过风门目标状态识别单元用于通过图像或视频识别通过风门目标的状态信息，并传输给服务器；风门开闭行程范围障碍识别单元用于通过图像、或视频、或传感器识别风门开闭行程内的障碍物信息，并将识别的信息上传给服务器；风门及周围环境状态识别单元用于识别风门的当前状态以及风门周围环境信息，并传输给服务器；智能控制模块通过语音汉显装置对待通过风门的目标提供通行提示和显示警示\警告信息。进一步需要说明的是，协同管控模块包括矿井风门智能管控软件和通信标准协议；矿井风门智能管控软件构建地质三维图像信息、风门动作状态信息以及故障诊断信息，并进行展示；矿井风门智能管控软件配置角色管理单元、修改编辑单元、控制方式单元以及远程控制单元；角色管理单元对使用系统的用户进行身份注册、身份验证以及权限配置；修改编辑单元对风门信息进行增删改查，对通信网络进行配置；建立后台数据存储区，对风门历史状态、初始化风门状态、故障诊断数据、违章记录、车辆和行人通行记录进行存储。进一步需要说明的是，信息交互模块通过视频成像传感器，获取包括风门的视频信息、图像信息以及状态信息；智能控制模块基于图像智能分析，辨识图像中的行人、车辆及风门门扇底线障碍物。进一步需要说明的是，速度监测单元包括：速度检测识别传感器；风门开闭启动单元包括：启动触发传感器；速度检测识别传感器和启动触发传感器分别靠近风门的第一预设距离设置；启动触发传感器用于感应将要通过风门的人或车辆，并发送风门开启控制指令；速度检测识别传感器用于感应待通过风门车辆的速度。进一步需要说明的是，智能控制模块还包括就地控制装置和风门开启及速度监测传感器；就地控制装置和风门开启及速度监测传感器分别靠近风门的第二预设距离设置；第一预设距离大于第二预设距离；就地控制装置用于接收用户控制指令，启动就地控制风门方式；风门开启及速度监测传感器用于感应待通过风门车辆行驶速度，判断车辆是否安全行驶，并将信息发送给服务器。进一步需要说明的是，风门开闭行程范围障碍识别单元设置在风门的一侧；风门的两侧分别设有风门本体安设形体变位传感器，风门本体安设形体变位传感器用于感应风门本体的形状，并传输给服务器；语音汉显装置设在风门上。进一步需要说明的是，矿井中设有两套风门；两套风门之间设有风门控制箱、风门开闭执行机构以及电磁阀阀组；风门两侧分别设有风门手动开关按钮，风门控制箱设有风门状态指示灯；风门开关按钮、风门状态指示灯和电磁阀阀组分别与智能控制模块连接；风门开关按钮用于获取用户切换手动模式控制指令，智能控制模块通过控制电磁阀阀组，控制风门开闭执行机构运行，实现对风门的开关控制。本专利技术还提供一种矿井全息安全风门智能控制方法，方法包括：自动感知待通过风门目标，启动风门智能控制系统；信息交互模块对待通过风门目标进行定位，并获取图像和视频信息；按照待通过风门目标路径行为，进行预判开闭风门。智能控制模块对目标对象行驶速度进行分析与判断，如待通过目标风门的行驶速度超出预设速度阈值时，通过信息交互模块进行报警提示；风门在开启过程中，识别风门开闭行程内的是否具有障碍物以及风门的当前状态以及风门周围环境信息；风门在开启过程中发出开门提示；待风门开到位后，系统发出的提示，并通过语音汉显装置进行提示。进一步需要说明的是，待通过风门目标通过风门后，识别风门开闭行程内的是否具有障碍物以及风门的当前状态以及风门周围环境信息；如无障碍物，环境信息在预设阈值范围内，启动风门关闭控制程序；如存在障碍物，则发出警示；风门关闭到位后，执行下一连锁风门的开启、通行与关闭的人机环联锁控制程序，待通行目标完成全部通行动作，并连锁风门均处于关闭到位状态，系统恢复初始状态，并等待下一开启控制指令；风门及周围环境状态识别单元检测风门所处环境中，瓦斯浓度超阈值时，系统将关闭电源从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：本专利技术提供的矿井全息安全智能风门控制系统及方法，针对风门通过目标感知、目标状态感知、风本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿井全息安全智能风门控制系统，其特征在于，包括：信息交互模块、智能控制模块、协同执行模块及协同管控模块；/n智能控制模块基于PLC/微控制器子系统获取系统中各模块运行数据信息和行为动作状态信息，对交互信息进行分析；/n信息交互模块基于全息安全智能控制过程数据，构建风门目标及风门行为动作与行为控制过程中人、机、环安全要素状态间联锁，实现模块之间的数据交互，信息提示；/n协同执行模块连接智能控制模块以及风门开闭执行机构，协同执行模块用于实现矿井全息安全智能风门的故障诊断分析功能、远程控制功能、就地控制功能以及直接控制功能；/n协同管控模块配置服务器及传输网络，构建系统中的远程管控，基于协同管控下的全息数据信息展示以及矿井全息安全智能风门的远程管控模式。/n

【技术特征摘要】
1.一种矿井全息安全智能风门控制系统，其特征在于，包括：信息交互模块、智能控制模块、协同执行模块及协同管控模块；
智能控制模块基于PLC/微控制器子系统获取系统中各模块运行数据信息和行为动作状态信息，对交互信息进行分析；
信息交互模块基于全息安全智能控制过程数据，构建风门目标及风门行为动作与行为控制过程中人、机、环安全要素状态间联锁，实现模块之间的数据交互，信息提示；
协同执行模块连接智能控制模块以及风门开闭执行机构，协同执行模块用于实现矿井全息安全智能风门的故障诊断分析功能、远程控制功能、就地控制功能以及直接控制功能；
协同管控模块配置服务器及传输网络，构建系统中的远程管控，基于协同管控下的全息数据信息展示以及矿井全息安全智能风门的远程管控模式。


2.根据权利要求1所述的矿井全息安全智能风门控制系统，其特征在于，
智能控制模块包括：风门开闭启动单元、速度监测单元、通过风门目标状态识别单元、风门开闭行程范围障碍识别单元、风门及周围环境状态识别单元；
风门开闭启动单元用于获取风门开闭控制指令，控制风门开闭；
速度监测单元用于监测待通过风门的车辆速度信息；
通过风门目标状态识别单元用于通过图像或视频识别通过风门目标的状态信息，并传输给服务器；
风门开闭行程范围障碍识别单元用于通过图像、或视频、或传感器识别风门开闭行程内的障碍物信息，并将识别的信息上传给服务器；
风门及周围环境状态识别单元用于识别风门的当前状态以及风门周围环境信息，并传输给服务器；
智能控制模块通过语音汉显装置对待通过风门的目标提供通行提示和显示警示\警告信息。


3.根据权利要求1所述的矿井全息安全智能风门控制系统，其特征在于，
协同管控模块包括矿井风门智能管控软件和通信标准协议；
矿井风门智能管控软件构建地质三维图像信息、风门动作状态信息以及故障信息，并进行展示；
矿井风门智能管控软件配置角色管理单元、修改编辑单元、控制方式单元以及远程控制单元；角色管理单元对使用系统的用户进行身份注册、身份验证以及权限配置；
修改编辑单元对风门信息进行增删改查，对通信网络进行配置；建立后台数据存储区，对风门历史状态、初始化风门状态、故障诊断数据、违章记录、车辆和行人通行记录进行存储。


4.根据权利要求1所述的矿井全息安全智能风门控制系统，其特征在于，
信息交互模块通过视频成像传感器，获取包括风门的视频信息、图像信息以及状态信息；
智能控制模块基于图像智能分析，辨识图像中的行人、车辆及风门门扇底线障碍物。


5.根据权利要求2所述的矿井全息安全智能风门控制系统，其特征在于，
速度监测单元包括：速度检测识别传感器；风门开闭启动单元包括：启动触发传感器；
速度检测识别传感器和启动触发传感器分别靠近风...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢新明，尹红，苏亦山，韩胜飞，胡大明，
申请(专利权)人：山东蓝光软件有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37