СИСТЕМА ТРЕВОЖНОГО ОПОВЕЩЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ Российский патент 2007 года по МПК G08B25/12 

Изобретение относится преимущественно к системам сигнализации и может быть использовано людьми, оснащенными аппаратурой индивидуального оперативного оповещения заинтересованных лиц и специализированных служб о возникающих угрозах безопасности для абонентов (рабочих) в подземных горных выработках.

Известно устройство тревожной сигнализации (патент РФ №2012060, G 08 B 25/00, опубл. 1994.04.30). Устройство содержит контактные элементы, реле, источник питания, сигнальный блок, кнопку ручного включения, ключ и индикатор напряжения. При падении на каску тяжелого предмета (осколка породы, обломка разрушенных зданий и т.п.), что грозит травмой рабочему (пользователю), подвижная часть контактного элемента (хотя бы одного из нескольких) соприкасается с неподвижной. В результате замыкается цепь питания и включается сигнальный блок. Если пользователь находится в экстремальной ситуации, например получил перелом ноги или попал в завал и не в состоянии освободиться, он может вручную включить сигнал тревоги с помощью кнопки. При приближении к объекту, находящемуся под высоким напряжением, в антенне наводится электрический ток. В результате в телефоне появляется короткий звуковой импульс и одновременно кратковременно замыкаются контакты ключа, вследствие чего подается питание на сигнальный блок, который формирует короткий сигнал. Недостатком данного изобретения является узкая область применения из-за невозможности использования в подземных горных выработках и во взрывоопасной среде для тревожного оповещения, а также определения местоположения пострадавшего.

Известна система тревожного оповещения и определения местоположения удаленных объектов (US №6636175, Н 04 В 7/185). Система ориентирована на услуги стандартных сотовых сетей связи и передачи данных, оказываемые провайдером указанных услуг. Система содержит диспетчерский центр, связанный с аппаратурой провайдера и выполненный с возможностью взаимодействия с силами и средствами реагирования на угрозы безопасности абонентам, находящиеся у абонентов абонентские приборы, каждый из которых содержит микропроцессор, подключенный к дисплею и связанный с интерфейсом абонента, а также связанные с указанным микропроцессором GPS-модуль, Bluetooth-модуль и приемопередающий модуль, выполненный с возможностью взаимодействия по стандартной сети связи и передачи данных с аппаратурой провайдера, связанного с аппаратурой, находящейся у заинтересованных частных лиц или служб, обеспечивающих безопасность абонента, например с диспетчерским центром, выполненным с возможностью оперативного взаимодействия с силами и средствами реагирования. Недостатком данного изобретения является узкая область применения из-за невозможности использования в подземных горных выработках и во взрывоопасной среде для тревожного оповещения, а также определения местоположения пострадавшего.

Известна система тревожного оповещения и определения местоположения, принятая за прототип (патент РФ №2259595, G 08 B 25/12, опубл. 2004.10.21). Система содержит абонентский прибор, в состав которого входят первый Bluetoth-модуль и GSM-телефон, включающий в себя микропроцессор, выполненный с возможностью обмена данными с первым Bluetoth-модулем, а также связанные с микропроцессором дисплей, интерфейс и приемопередающий модуль. Последний обеспечивает двухсторонний обмен данными по стандартной сети связи и передачи данных с аппаратурой провайдера, связанной с диспетчерским центром. У абонента имеются скрытно размещенная тревожная кнопка со вторым Bluetoth-модулем и GPS-модуль, представляющий собой автономный носимый прибор, оснащенный третьим Bluetoth-модулем. При этом второй и третий Bluetoth-модули установлены с возможностью взаимодействия с силами и средствами реагирования. Изобретение не ограничивает свободу выбора абонентом модели сотового телефона и позволяет абоненту в экстремальной ситуации осуществлять скрытную передачу тревожных оповещений и данных местоположения, не вынимая GSM-телефон из кармана одежды или из сумки. Недостатком данного изобретения является узкая область применения из-за невозможности использования в подземных горных выработках и во взрывоопасной среде для тревожного оповещения, а также определения местоположения пострадавшего.

Техническим результатом изобретения является расширение области применения систем тревожного оповещения и определения местоположения абонентов за счет использования в подземных горных выработках, а также во взрывоопасной среде.

Технический результат достигается тем, что система тревожного оповещения и определения местоположения, содержащая размещаемый у абонента автономный носимый абонентский прибор, диспетчерский центр, выполненный с возможностью взаимодействия с силами и средствами реагирования и возможностью включения внешних тревожных устройств, содержащий блок обработки и отображения графической информации, выполненный с возможностью определения местоположения абонента, согласно изобретению снабжена оптоволоконным кабелем, проложенным в горной выработке и связанным с диспетчерским центром, а автономный носимый абонентский прибор снабжен оптическим микрофоном с разъемом для подключения к оптоволоконному кабелю и приспособлением для его установки на оптоволоконный кабель, а блок обработки графической информации включает рефлектометр.

Технический результат достигается также тем, что оптоволоконный кабель выполнен термостойким.

Технический результат достигается также тем, что оптоволоконный кабель выполнен бронированным.

Технический результат достигается также тем, что автономный носимый абонентский прибор дополнительно включает переходник для восстановления целостности оптоволоконного кабеля.

Технический результат достигается также тем, что автономный носимый абонентский прибор помещен в ударопрочный, термоизолированный и водонепроницаемый корпус.

Технический результат достигается также тем, что на наиболее вывалоопасных участках оптоволоконный кабель размещен в средней или нижней части выработки.

Технический результат достигается также тем, что автономный носимый абонентский прибор снабжен оптической микротелефонной гарнитурой с разъемом.

Технический результат достигается также тем, что на оптоволоконный кабель нанесены метки, указывающие направление к диспетчерскому центру.

Применение предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом позволяет расширить область применения систем тревожного оповещения и определения местоположения абонентов за счет использования в подземных горных выработках, а также во взрывоопасной среде.

Система тревожного оповещения и определения местоположения поясняется чертежами. На фиг.1 изображена принципиальная схема работы устройства, на фиг.2 изображена схема аварийной ситуации, где:

1 - блок обработки графической информации;

2 - автономный носимый абонентский прибор;

3 - оптоволоконный кабель;

4 - рефлектометр;

5 - диспетчерский центр;

6 - внешние тревожные устройства (например шахтная звуковая или сетевая сигнализации);

7 - силы и средства реагирования (например военизированные горноспасательные части со спецтехникой для проведения спасательных работ);

8 - подземная горная выработка;

9 - вывал;

10 - оптический микрофон с разъемом для подключения (на чертеже условно не выделен) к оптоволоконному кабелю 3 или оптическая микротелефонная гарнитура с разъемом;

11 - приспособление для установки (разрезки) оптического микрофона 10 или микротелефонной гарнитуры (не показана) на оптоволоконный кабель 3.

Система тревожного оповещения и определения местоположения включает оптоволоконный кабель 3, проложенный в местах следования и работы людей (абонентов), например подземной горной выработке 8, связанный с диспетчерским центром 5. Диспетчерский центр 5 выполнен с возможностью взаимодействия с силами и средствами реагирования 7 и с возможностью включения внешних тревожных устройств 6. Блок 1 обработки и отображения графической информации содержит рефлектометр 4. Рефлектометр 4 необходим для определения места разрыва оптоволоконного кабеля 3 (места установки и использования оптического микрофона 10) для определения местоположения абонента, например, по электронным планам сети горных выработок.

Рефлектометр - устройство, предназначенное для выявления дефектов в кабельных линиях локационным (рефлектометрическим) методом. Рефлектометр посылает по кабелю короткие импульсы; обнаруживает и классифицирует разрывы; измеряет длину кабеля и его волновое сопротивление; выдает результаты на экран. В качестве рефлектометра можно использовать, например, рефлектометр малогабаритный универсальный ANDO AQ 7250. Улучшенные оптические характеристики прибора дают возможность измерять отражения от концов трехметрового оптического шнура и в то же время проверять двухсоткилометровые линии связи. Модульная конструкция позволяет не только заменять одномодовый и многомодовый блоки, но и включать в состав прибора принтер, блок измерителя оптической мощности и источник видимого света, а также переключатель оптических сигналов, облегчающий работу с ленточным кабелем. Возможность работы с составе автоматизированных комплексов обеспечивается в ANDO AQ 7250 встроенной поддержкой стандартных терминальных программ при соединении с компьютером через серийный порт. Вставив дополнительный блок можно использовать GPIB интерфейс. ANDO AQ 7250 сертифицирован, имеет русифицированное меню экранных команд и поставляется с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации на русском языке. В качестве оптического микрофона 10 или микротелефонной гарнитуры можно использовать разработки фирмы Sennheiser. В этих разработках используется новый микрофонный принцип, основанный на преобразовании света в электрический ток. В оптическом микрофоне 10 в процессе преобразования звуковых колебаний в электрический ток появляется промежуточное звено - световой луч, который проецируется из оптоволоконного световода на зеркальную мембрану и после отражения попадает в принимающий световод. В результате отклонения отражающей мембраны под действием колебаний воздуха изменяется угол отражения исходного луча, т.е. меняется количество света, попадающего в принимающий световод, что и фиксируется фотодетектором принимающего световода, преобразующим световой поток в электрические колебания. Преимуществом оптоволокна, широко используемого в высококачественного телефонных сетях, являются очень малые потери и отсутствие помех при передаче данных. В отличие от обычных, оптические микрофоны способны работать при более высоких температурах и влажности, даже под водой.

Каждому абоненту, следующему в опасную зону (например, подземную горную выработку 8), выдают автономный носимый абонентский прибор 2 (возможно совмещение выдачи прибора 2 с выдачей, например, самоспасателей и шахтных светильников). Автономный носимый абонентский прибор 2 снабжен приспособлением 11 для установки оптического микрофона 10 или микротелефонной гарнитуры (не показана) на оптоволоконный кабель 3. В качестве приспособления 11 можно использовать специальные плоскогубцы для резки оптоволоконного кабеля 3 под углом 45°. Оптоволоконный кабель 3 может быть выполнен термостойким или бронированным для повышения надежности всей системы оповещения. Автономный носимый абонентский прибор 2 может дополнительно включать переходник для восстановления целостности оптоволоконного кабеля 3 после его разрезки приспособлением 11 для последующей связи других абонентов. Автономный носимый абонентский прибор 2 может быть помещен в ударопрочный, термоизолированный и водонепроницаемый корпус для снижения возможных повреждений при внешних воздействиях, например вывалах 9. На наиболее вывалоопасных участках оптоволоконный кабель 3 размещен в средней или нижней части выработки 8 для снижения натяжения струны кабеля 3 при воздействии вывала 9 для предотвращения его возможного разрыва. На оптоволоконный кабель 3 могут быть нанесены метки, например, в виде стрелок или колец чередующегося цвета, указывающие направление движения сигнала к диспетчерскому центру 5 для более быстрого подключения микрофона 10 с разъемом к рабочей ветви кабеля 3.

Система тревожного оповещения и определения местоположения работает следующим образом. На каждом подземном предприятии в соответствии с Едиными правилами безопасности и утвержденным планом ликвидации аварий как правило, при взрыве пыли или газа, полностью отключается электроэнергия. Поэтому поиск пострадавших зачастую затягивается из-за большой протяженности и разветвленности сети подземных выработок 8 и может привести к летальному исходу абонентов (рабочих). Для возможности непрерывной связи пострадавших после отключения электроэнергии с диспетчерским центром 5 предлагается во всех выработках, где возможно даже кратковременное нахождение людей проложить оптоволоконный кабель 3. Каждому абоненту перед спуском в подземную выработку 8 выдают абонентский прибор 2. При возникновении опасной ситуации, например вывале 9 в подземной выработке 8 и отсечении от других возможных путей отхода, абонент при необходимости включается в средства индивидуальной защиты, например самоспасатель, и вскрывает корпус абонентского прибора 2. С помощью приспособления 11 для установки оптического микрофона 10 с разъемом (например, специальных плоскогубцев) под углом 45° перерезает оптоволоконный кабель 3 и с помощью разъема подключает к нему оптический микрофон 10, предварительно определив по меткам (если они имеются) направление, в котором находится диспетчерский центр 5. После этого устанавливается голосовая связь с диспетчерским центром 5, в котором принимается решение о связи с силами и средствами реагирования 7 и подаются сигналы на внешние тревожные устройства 6. Затем определяют местоположение пострадавшего с помощью блока 1 обработки графической информации и рефлектометра 4 по месту прерывания световой волны. Для обеспечения возможности двусторонней голосовой связи с диспетчерским центром 5 возможно оснащение автономного носимого абонентского прибора 2 вместо оптического микрофона 10 с разъемом оптической гарнитурой с разъемом (не показана). После получения необходимой информации по нахождению в месте аварий абонент может восстановить целостность оптоволоконного кабеля 3 для возможности связи с диспетчерским центром 5 других абонентов, находящихся на этой же ветке кабеля 3.

Применение предлагаемой системы тревожного оповещения и определения местоположения обеспечивает следующие преимущества:

- расширение области применения за счет возможности использования в сети подземных горных выработок для тревожного оповещения и определения местоположения пострадавших;

- возможность использования во взрывоопасной среде.

Изобретение относится преимущественно к системам сигнализации и может быть использовано людьми, оснащенными аппаратурой индивидуального оперативного оповещения заинтересованных лиц и специализированных служб о возникающих угрозах безопасности для абонентов. Система снабжена оптоволоконным кабелем, проложенным в горной выработке и связанным с диспетчерским центром. Автономный носимый абонентский прибор имеет оптический микрофон с разъемом для подключения к оптоволоконному кабелю и приспособлением для его установки на оптоволоконный кабель. Блок обработки графической информации включает рефлектометр. Данная система характеризуется расширенной областью применения за счет возможности использования в сети подземных горных выработок и во взрывоопасной среде. 7 з.п. ф-лы. 2 ил.

1. Система тревожного оповещения и определения местоположения, содержащая размещаемый у абонента автономный носимый абонентский прибор, диспетчерский центр, выполненный с возможностью взаимодействия с силами и средствами реагирования и возможностью включения внешних тревожных устройств и содержащий блок обработки и отображения графической информации, выполненный с возможностью определения местоположения абонента, отличающаяся тем, что она снабжена оптоволоконным кабелем, проложенным в горной выработке и связанным с диспетчерским центром, автономный носимый абонентский прибор снабжен оптическим микрофоном с разъемом для подключения к оптоволоконному кабелю и приспособлением для его установки на оптоволоконный кабель, а блок обработки и отображения графической информации включает рефлектометр.2. Система по п.1, отличающаяся тем, что оптоволоконный кабель выполнен термостойким.3. Система по п.1, отличающаяся тем, что оптоволоконный кабель выполнен бронированным.4. Система по п.1, отличающаяся тем, что автономный носимый абонентский прибор дополнительно включает переходник для восстановления целостности оптоволоконного кабеля.5. Система по п.1, отличающаяся тем, что автономный носимый абонентский прибор помещен в ударопрочный, термоизолированный и водонепроницаемый корпус.6. Система по п.1, отличающаяся тем, что на наиболее вывалоопасных участках оптоволоконный кабель размещен в средней или нижней части выработки.7. Система по п.1, отличающаяся тем, что автономный носимый абонентский прибор снабжен оптической микротелефонной гарнитурой с разъемом.8. Система по п.1, отличающаяся тем, что на оптоволоконный кабель нанесены метки, указывающие направление к диспетчерскому центру.