[发明专利]一种基于人员定位的矿井下灾害报警方法

说明书

本发明提供了一种基于人员定位的矿井下灾害报警方法，煤炭行业易发生各种灾害事故，目前多采用各类传感器进行灾害预警及报警，易发生误报和漏报。所述矿井下灾害报警方法采用矿井下目标定位方法，通过抑制非视距误差算法，提高目标定位精度，同时根据井下灾害发生时现场人员行为会发生异常变化的特点，矿井定位系统实时监测的井下人员的定位数据也将发生异常，结合灾害现场人员异常行为变化情况，通过分析井下人员移动速率和加速度数据，并分析相关区域的所有现场人员相关数据，当监测到的异常行为数据满足设定条件时，发出灾害报警信号。本发明的矿井下灾害报警方法可快速准确地判断井下灾害，减少煤炭生产过程中的人员伤亡。

技术领域

本发明涉及一种基于人员定位的矿井下灾害报警方法，该方法涉及矿井无线通信、NLOS误差抑制、矿井下移动目标定位、计算机技术、数值分析等领域。

背景技术

煤炭行业是高危行业，易发生包括瓦斯、水灾、火灾、顶板、煤尘等灾害事故，目前多采用各类传感器进行灾害预警及报警，煤与瓦斯突出采用甲烷和风向传感器、水灾采用水浸和水位等传感器，火灾采用温度和烟雾等传感器，顶板灾害采用压力等传感器，传感器的报警方法受传感器种类和灵敏度等因素限制，易发生误报和漏报，并且这些报警系统及设备只能对单一的灾害进行报警，无法满足矿井灾害处理和应急救援的要求。因此，需要研究新的具有实时性强、准确性高、可对多种灾害进行报警的井下灾害报警方法。

随着煤矿井下人员定位系统的不断发展，其人员定位精度不断提高，因此利用人员定位系统采集到的定位数据进行异常数据分析。同时，基于多信息融合技术，克服采用各类传感器进行灾害预警及报警时存在的误报和漏报。根据灾害的破坏力直接会危及灾害现场附近的工作人员的生命安全，一定会引起这些人员的位置的异常变化。本发明根据这个原理提出一种新型的井下灾害报警方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有各类传感器进行灾害预警及报警时存在的误报和漏报问题，以及提供一种可有效避免非视距信号在不同巷道环境信号衰减特性不一致的问题，并提供一种基于人员定位的矿井下灾害报警方法，可有效提高矿井下目标定位系统采集的目标定位数据的利用率，并实现对矿井下多种灾害进行报警。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种基于人员定位的矿井下灾害报警方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1：在矿井巷道中间隔一定通信距离安装定位基站，在待定位目标上装备目标定位卡，计算每个定位基站的测距区间和划分对应的定位服务区域；

步骤2：定位基站采集所对应定位服务区域内目标定位卡的定位数据，数据服务器对所述定位数据进行距离测量值计算，并鉴别干扰测量值；

步骤3：在一定时间内，每间隔时间T后重复步骤2，数据服务器计算目标定位卡的移动速度和平均移动速度，并进行速度阈值处理，获得异常目标定位卡和对应的异常目标定位卡移动速度；

步骤4：数据服务器获取一定数量的异常目标定位卡，并分析所述一定数量的异常目标定位卡平均移动速度是否在相同定位服务区域内，如果在相同定位服务区域内，则分析是否与井下运输设备的目标定位卡的定位数据相同，如果不满足，则计算异常目标定位卡的异常指标值，当异常指标值低于设定的阈值，则判定携带异常目标定位卡的人员为异常行为人；

步骤5：获取一定数量异常行为人的加速度和平均加速度，当异常行为人的平均加速度低于设定的异常指标阈值时，判定所述异常行为人的所处环境为异常环境，数据服务器计算多个异常环境中的一定数量异常行为人的累积平均加速度均值；

步骤6：数据服务器分析所述累积平均加速度均值和矿井下历史环境监测数据，当异常环境中的所述累计平均加速度和矿井下历史环境监测数据超过设定阈值时，发出井下灾害报警信号。

进一步地，步骤1所述计算每个定位基站的测距区间和划分对应的定位服务区域的过程包括以下步骤：