СИСТЕМА ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ Российский патент 2013 года по МПК G08B21/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Изобретение относится к системе предупреждения, которая, в частности, подходит для использования в случае, когда персонал подвергается опасности со стороны транспортных машин.

[0002] Ниже представлено описание изобретения относительно его применения в горнодобывающей промышленности, но представленное в рамках примеров реализации только с целью демонстрации принципов изобретения, которые применимы к другим случаям и оборудованию.

[0003] В руднике под землей персонал часто подвергается опасности со стороны транспортных горных машин. Большие машины используют для задач, связанных с горными разработками и, как правило, каждая машина контролируется оператором, который сидит в кабине машины или управляет машиной посредством системы дистанционного управления. Поле обзора оператора в непосредственной близости от машины может быть существенно ограничено, кроме того, вследствие таких факторов окружающей среды как плохая видимость, шум и изрезанный рельеф местности оператору может быть чрезвычайно трудно определить присутствие персонала возле машины. Таким образом, указанные машины представляют собой серьезную угрозу безопасности людей и, к сожалению, случаются серьезные травмы и несчастные случаи со смертельным исходом.

[0004] Задачей настоящего изобретения является создание системы, которая по меньшей мере частично направлена на решение проблем, касающихся вышеупомянутой ситуации.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] Согласно изобретению обеспечена система предупреждения, которая для единицы оборудования включает первый передатчик, первый приемник и первый силовой привод и, для по меньшей мере одного человека, находящегося вблизи единицы оборудования, второй передатчик, второй приемник и второй силовой привод, в которой первый передатчик работает на излучение первого звукового сигнала, а второй приемник после обнаружения первого звукового сигнала включает второй силовой привод с целью предупреждения человека, находящегося возле единицы оборудования и обеспечивает возможность излучения вторым передатчиком второго звукового сигнала, а после обнаружения второго звукового сигнала первый приемник обеспечивает первому силовому приводу возможность указания на приближение человека к единице оборудования.

[0006] Первый силовой привод выполнен с возможностью, находясь во включенном состоянии, выдачи звукового или визуального сигнала либо обоих сигналов с целью предупреждения оператора единицы техники, находящейся рядом с человеком. Первый силовой привод выполнен с возможностью подключения к единице оборудования так, что при включении силовой привод берет на себя по меньшей мере частичный контроль над единицей оборудования, например, путем отключения единицы оборудования либо прерывания ее работы иным способом.

[0007] Второй силовой привод выполнен с возможностью во включенном состоянии излучения предупредительного сигнала с целью предупреждения человека, находящегося рядом с единицей оборудования. Предупредительный сигнал может представлять собой визуальный, звуковой или вибрирующий сигнал. В этом отношении изобретение не ограничено.

[0008] Второй передатчик, второй приемник и второй силовой привод выполнены с возможностью размещения в едином блоке для переноски человеком. По меньшей мере часть этих компонентов выполнены с возможностью прикрепления, например, к защитной 20 каске, которую согласно обязательным правилам обязан носить каждый человек под землей.

[0009] Система может содержать процессор, связанный с единицей оборудования, использующий данные от первого и второго звукового сигнала и вычисляющий расстояние между единицей оборудования и человеком. Эти данные о расстоянии могут отображаться для оператора единицы оборудования или предоставляться ему иным способом.

[0010] Данные любого соответствующего типа можно передать по требованию либо с помощью передатчика, либо с помощью обоих передатчиков. Путем использования соответствующих методов модуляции данные можно закодировать с каждым звуковым сигналом. Например, звуковой сигнал может включать в себя множество звуковых импульсов, которые можно модулировать по времени или по длительности, или закодировать в цифровой форме для передачи данных. Это обеспечено в дополнение к распознаванию приближения и предупреждению / сигнализации.

[0011] В качестве альтернативы первую серию импульсов можно использовать для распознавания приближения и сигнализации, а вторую серию импульсов для передачи данных. Вторую серию импульсов можно передать после первой серии, и так далее, или две серии импульсов можно иным образом рассеять любым подходящим способом.

[0012] Первый звуковой сигнал может быть модулирован с целью электронного распознавания первого звукового сигнала среди других шумов или звуков.

[0013] Второй звуковой сигнал также может быть модулирован.

[0014] Первый звуковой сигнал может включать в себя множество модулированных импульсов. Второй звуковой сигнал может включать в себя множество модулированных импульсов.

[0015] Каждый импульс во втором звуковом сигнале может начаться после обнаружения конца модулированного импульса в первом звуковом сигнале.

[0016] Первый звуковой сигнал можно закодировать так, чтобы он был однозначно связан с единицей оборудования. Аналогичным образом, второй сигнал можно закодировать так, чтобы он был однозначно связан с человеком, от которого исходит второй сигнал.

[0017] В качестве альтернативы либо дополнительно, как изложено выше, звуковые сигналы можно закодировать или управлять ими иным способом, или использовать их вместе с другими соответствующим образом закодированными сигналами для передачи данных, не связанных с функцией обнаружения приближения, например, данных о работе единицы оборудования, контроле за процессом ведения горных работ, бурении и взрывных работах и так далее. Изобретение не ограничивается этим.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0018] Изложенная сущность изобретения поясняется примерами со ссылками на прилагаемые чертежи, где:

на фиг.1 проиллюстрирован один вариант, в котором возможно использование системы предупреждения согласно изобретению; и

на фиг.2 в виде блок-схемы изображены различные элементы системы предупреждения согласно изобретению.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0019] На фиг.1 изображена подземная разработка 10, в которой используется система 12 предупреждения согласно изобретению.

[0020] Добывающее транспортное средство 14 работает под землей. Тип добывающего транспортного средства может быть любым известным в данной области техники. Персонал 16 также работает в местоположении 10. Назначение системы согласно изобретению заключается в предупреждении оператора транспортного средства 14 и всего персонала 16 о потенциальной опасности, которая может возникнуть при нахождении агрегата в непосредственной близости от человека.

[0021] Транспортное средство 14 оборудовано блоком 18, при этом каждый человек имеет соответствующий блок 20. Человек может переносить блок 20 любым подходящим путем, например, устройство может быть выполнено с возможностью закрепления на каске или шлеме 22, который носит такой человек. Согласно обязательному правилу, каску следует носить постоянно. Блок 20 можно переносить другим способом, например, прикрепив к ремню или к другому предписанному правилами предмету одежды или к устройству, обязательному для ношения согласно правилам.

[0022] На Фиг.2 в виде блок-схемы изображены блоки 18 и 20. Блок 18 содержит генератор сигналов 30, модулятор 32, передатчик 34, таймер 36, процессор сигналов 38, демодулятор 40, приемник 42, силовой привод 44 и выходные устройства 46 и 48, присоединенные к силовому приводу.

[0023] Блок 20 обладает некоторыми признаками, подобными признакам блока 18 и содержит приемник 60, демодулятор 64, процессор сигналов 66, силовой привод 68, визуальные, звуковые и вибрирующие выходные устройства 70, 72 и 74 соответственно, генератор сигналов 76, 80 устройство хранения данных, в котором содержится уникальный идентификационный номер, модулятор 82 и передатчик 84.

[0024] При использовании системы генератор сигналов 30, перевозимый транспортным средством 14, генерирует звуковой сигнал, состоящий из разнесенных с определенным интервалом последовательных акустических импульсов (звуков) с соответствующим периодом молчания (без звука) между соседними импульсами. Звуковой сигнал может быть представлен как сигнал, состоящий из последовательности непрерывных импульсов. Для электронного распознавания импульсов среди других типов звуков их модулируют в модуляторе 32. Передатчик 34 непрерывно издает звуковой сигнал, состоящий из серии модулированных импульсов. У указанного передатчика диапазон ограничен и люди, находящиеся вне зоны его действия, не слышат импульсов, а также их не может обнаружить приемник 60, который носит такой человек.

[0025] Предположим, что человек, имеющий блок 20, перемещается в диапазоне импульсов от передатчика 34. Приемник 60 принимает импульсы, а устройство 64 их демодулирует. Демодулированные звуковые сигналы поступают на процессор сигналов 66, в котором находятся фильтры и схемы распознавания. Процессор 66 работает на специальной узкой полосе частот с целью подавлять шум, исходящий не от генератора сигналов и который, в большей или меньшей степени, может перекрыть сигнал, входящий в серию модулированных импульсов. Процессор также определяет самый сильный нежелательный шумовой сигнал и задействует процесс прогнозирования, чтобы вычесть нежелательный шумовой сигнал из полного входящего сигнала. Специально разработанная методика используется для выборочного усиления полезных сигналов с помощью уникального кодирования полезного сигнала. Таким образом, процессор сигналов отделяет по существу все фоновые и посторонние шумовые сигналы во входном сигнале и с точностью определяет сигнал как возникший в генераторе 30.

[0026] После достоверной идентификации сигнала, возникшего в генераторе сигналов 30, силовой привод 68 реагирует, предупреждая человека, переносящего блок 20 о том, что транспортное средство 14 находится в непосредственной близости от человека и поэтому возникла потенциально опасная ситуация. Силовой привод может привести в действие визуальный индикатор, например лампу 70 или акустический генератор 72, такой как звуковой генератор, который издает высокотональный характерный сигнал. Еще одна возможность предупреждения человека заключается в использовании вибрирующего устройства 74, которое приводится в действие посредством силового привода 66. Устройство 74 может быть размещено на ленте, надеваемой, например, на руку или на ногу человека.

[0027] Силовой привод 68 также приводит в действие генератор сигналов 76. Это генерирует серию однозначно модулированных звуковых импульсов, пересылающих индивидуальные данные, связанные с человеком. Передатчик 84 испускает модулированный сигнал, который обнаруживает приемник 42. После демодуляции в устройстве 40 сигнал подается на процессор сигналов 38, который функционирует аналогичным образом по отношению к процессору 66 для выделения полезного сигнала и отделения / сигналов фонового шума.

[0028] Предпочтительно, генерирование генератором 76 импульсов связано с импульсами, возникшими в генераторе 30 так, что каждый импульс, исходящий из генератора 76, начинается в конце импульса, возникшего в генераторе 30, как обнаруживаемый процессором сигналов 66. Это упрощает идентификацию импульсов и обработку информации, передаваемой импульсами. Таймер 36 выполнен с возможностью расчета времени интервала между окончанием импульса из генератора 30 и началом ответного импульса из генератора сигналов 76. Эта информация используется процессором сигналов 38 для расчета расстояния между транспортным средством 14 и человеком, который носит блок 20. Если это расстояние ниже заданного минимума, тогда силовой привод 44 под влиянием процессора сигналов 38 может генерировать предупредительный сигнал посредством выходного устройства 46, чтобы предупредить оператора транспортного средства 14. Предупредительный сигнал может быть звуковым, визуальным или вибрационным. Кроме того, силовой привод имеет возможность начать работу независимо от оператора транспортного средства с помощью выходного устройства 48. Например, силовой привод можно подсоединить к агрегату так, чтобы в аварийной ситуации транспортное средство выключалось путем отключения его двигателя или прерывания электропитания агрегата в зависимости от обстоятельств.

[0029] Описание изобретения приведено в рамках примера обнаружения или сигнализации о сближении. Однако способность передавать импульсы несет в себе возможность передавать данные от каждого передатчика к соответствующему приемнику. Модулированные соответствующим образом звуковые импульсы, используемые для обнаружения сближения, можно использовать для этой цели. В качестве альтернативы или дополнительно звуковые импульсы можно специально сгенерировать для целей передачи данных. Эти информационные импульсы можно использовать для различных областей применения, например для контролирования работы горной или буровой машины, взрывными работами и т.д. Например, модулятор 32, под влиянием вводимых оператором информационных сигналов ЗОЛ, может модулировать серию звуковых импульсов, передаваемых на приемник 60. Затем соответствующие извлеченные данные становятся доступными оператору, например, с помощью визуального устройства 70, которому таким образом даются инструкции на выполнение определенных процессов или этапов.

Аналогичным образом в обратном направлении данные могут быть переданы оператором лицу, которое контролирует работу транспортного средства 20.

[0030] Еще одно усовершенствование, подходящее для использования на участке, где несколько транспортных средств перемещаются в поперечном направлении, заключается в том, чтобы закрепить на каждом транспортном средстве соответствующее устройство 18, которое в описанном порядке издает звуковой сигнал, который кодируется или обрабатывается иным образом так, чтобы он однозначно относился к транспортному средству, от которого он исходит. Когда два транспортных средства входят в диапазон сигналов друг друга переданные звуковые сигналы обнаруживаются соответствующими транспортными средствами.

[0031] Это устройство, предназначенное для системы предупреждения столкновения для обнаруженного сигнала от первого транспортного средства, находящегося в непосредственной близости от второго транспортного средства или другого оборудования, можно использовать для подачи предупреждения оператору, для остановки двигателя, прерывания горной работы или чему-либо подобному.

[0032] Система согласно изобретению имеет целый ряд преимуществ. Люди получают возможность непосредственно обнаружить (слышать) звуковые сигналы, поступающие из блока 18. Таким образом, контролирование работы блока осуществляется автоматически обслуживающим персоналом. Звуковые импульсы, поступающие от генератора 30, в сущности дублируют существующие звуковые системы предупреждения и выполняют те же функции. Звук не имеет такую направленность как радиочастотный сигнал, благодаря чему обеспечивается функцию безопасности, которая действует во всех направлениях. Звуковые сигналы хорошо распространяются во взрывоопасных зонах, независимо от наличия металла, типов пород и пыли в этой области, использования приемно-передающих радиоустановок и т.п. Кроме того, звуковые сигналы можно использовать для обмена данными, не зависящего от функции обнаружения сближения.

Изобретение относится к системе предупреждения, которая, в частности, подходит для использования в случае, когда персонал подвергается опасности со стороны транспортных машин. Технический результат - обеспечение безопасности персонала в условиях плохой видимости, шума, изрезанного рельефа местности. Система предупреждения, в которой от единицы оборудования непрерывно исходит серия звуковых импульсов и в которой человек, подвергаемый воздействию серии звуковых импульсов, носит детектор, который под влиянием обнаружения серии импульсов излучает звуковые импульсы, обнаруживающиеся на единице оборудования. 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Система предупреждения, включающая для единицы оборудования первый передатчик, первый приемник и первый силовой привод и для по меньшей мере одного человека, находящегося вблизи единицы оборудования, второй передатчик, второй приемник и второй силовой привод, в которой первый передатчик работает на излучение первого звукового сигнала, а второй приемник после обнаружения первого звукового сигнала включает второй силовой привод для предупреждения человека, находящегося в непосредственной близости от единицы оборудования, и обеспечивает возможность излучения вторым передатчиком второго звукового сигнала, а после обнаружения второго звукового сигнала первый приемник обеспечивает первому силовому приводу возможность указания на приближение человека к единице оборудования.

2. Система предупреждения по п.1, в которой первый силовой привод при включении выдает сигнал для предупреждения оператора единицы техники, находящейся в непосредственной близости от человека.

3. Система предупреждения по п.1 или 2, в которой второй силовой привод при включении выдает предупредительный сигнал для предупреждения человека, находящегося в непосредственной близости от единицы оборудования.

4. Система предупреждения по п.3, в которой предупредительный сигнал представляет собой по меньшей мере один из следующих сигналов: визуальных, звуковых и вибрационных.

5. Система предупреждения по п.4, в которой второй передатчик, второй приемник и второй силовой привод находятся в едином блоке, предназначенном для переноски человеком.

6. Система предупреждения по п.5, содержащая процессор, связанный с единицей оборудования и выполненный с возможностью использования данных от первого и второго звуковых сигналов и расчета расстояния между единицей оборудования и человеком.

7. Система предупреждения по п.6, в которой в первом звуковом сигнале содержится множество модулированных импульсов и во втором звуковом сигнале содержится множество модулированных импульсов.

8. Система предупреждения по п.7, в которой каждый импульс во втором звуковом сигнале начинается после обнаружения конца соответствующего модулированного импульса в первом звуковом сигнале.

9. Система предупреждения по п.8, в котором первый звуковой сигнал закодирован так, чтобы он был однозначно связан с единицей оборудования, а второй сигнал закодирован так, чтобы он был однозначно связан с человеком, от которого исходит второй сигнал.

10. Система предупреждения по п.1, в которой первый звуковой сигнал также используется для передачи данных, которые не связаны со сближением с человеком.

11. Система предупреждения по п.1, в которой второй звуковой сигнал также используется для передачи данных, которые не относятся к сближению с человеком.

12. Система предупреждения по п.1, в которой первый звуковой сигнал также используется для передачи данных, относящихся к сближению с дополнительным оборудованием.