電纜隧道搶修人員安全監測定位及圖像回傳系統及方法與流程

本發明涉及安全監測領域，具體涉及電纜隧道搶修人員安全監測定位及圖像回傳系統及方法。

背景技術：

安全生產事關人民群眾的生命和財產安全，各級政府單位一貫高度重視安全生產問題，并采取一系列措施不斷加強安全生產工作。如何提升目前隧道作業過程的安全管理水平，實現管理的現代化、信息化成為管理者研究的重要課題。因此，借助以災害預防、事故救助、電子信息化等先進的管理手段是隧道安全安全管理的必然選擇。本項目針對電力電纜隧道內人員作業情況，通過理論研究、試驗驗證等手段，提出有效的電力電纜隧道內人員定位、身體狀態監測、作業實時圖像監測、語音交互、應急救援等措施，力求達到安裝簡單、可靠性高的要求，并進行試運行。

隨著城市的快速發展，電力需求不斷增加，城市的電力電纜數量也不斷增加。由于電力電纜隧道是近年來才開始普及的電纜敷設形式，國家還沒有頒布有關電纜隧道人員作業安全相關規范與要求，電力電纜隧道環境各不相同，有必要對電力電纜隧道內作業人員的作業安全進行探討。電力隧道內電磁環境復雜，施工環境較地面有很大差距，地面安全監測定位以及圖像回傳方式在電纜隧道內受到很大限制，亟需研究相應的作業人員安全保障技術機制。

解決電纜隧道下各種應用，必須先解決通信問題。過往我國井下主要通訊為有線方式，但由于有線通信方式使用不靈活、部署費用高等缺點，隨著科技的發展，無線通訊已經慢慢代替有線通訊的方式。但由于井下環境差,巷道分布多,干擾信號源多,對無線的發展障礙多,電纜隧道內部通信方式一直沒有統一的辦法進行解決。近年泄漏技術、小靈通技術、無線對講技術及WiFi技術相繼用于電力、煤礦井下，但是各種通信方式在電纜隧道環境下均有著明確的優缺點，需進一步對比研討，落實一種行之有效的通信方式。

目前人員安全監測、定位以及通信回傳有著多種的方式來實現，但沒有成系統的方案落實。不同的應用需要不同的環境、網絡、硬件進行支持，目前各行業內進行均根據本行業自身實際需求針對業務進行定制開發，也無統一的解決方案。

技術實現要素：

為解決現有技術存在的不足，本發明公開了電纜隧道搶修人員安全監測定位及圖像回傳系統及方法，能夠實現電纜隧道內的數據實時上傳并對人員進行精確的定位，確保人員的安全及數據的精確。

為實現上述目的，本發明的具體方案如下：

電纜隧道搶修人員安全監測定位及圖像回傳系統，包括：

音視頻終端，用于采集電纜隧道內的聲音及視頻信息并通過隧道通信模塊傳輸至綜合管理平臺；

安全監測終端，用于實現對電纜隧道搶修人員的生物信息進行監測并將監測信息通過隧道通信模塊傳輸至綜合管理平臺；

聲光報警裝置，用于與安全監測終端相連，當安全監測終端監測到的數據不滿足設定條件時，進行聲光報警；

定位標簽對電纜隧道搶修人員的定位，定位標簽與定位基站進行通信，將定位信息傳輸至綜合管理平臺的定位管理系統；

綜合管理平臺，根據接收到的數據實現在電纜隧道內圖像安全監測、音視頻調度，綜合管理平臺包括定位管理系統，所述定位管理系統實現對工作人員的定位的管理。

進一步的，所述音視頻終端及安全監測終端均通過無線的方式實現與隧道通信模塊的地下部分進行通信。

進一步的，所述聲光報警裝置及定位標簽通過無線的方式實現與定位基站的通信。

進一步的，所述定位基站、隧道通信模塊的地下部分分別按照有線的方式實現與隧道通信模塊的地面部分進行通信。

進一步的，所述隧道通信模塊的地面部分通過有線方式與衛星網絡及3/4G網絡進行通信，所述衛星網絡及3/4G網絡分別連接至綜合管理平臺。

進一步的，所述隧道通信模塊的地下部分包括無線站點與AP節點，電纜隧道內設有多個無線站點，每個無線站點以無線方式與AP節點進行通信，所述AP節點采用12V/1A充電設備對其供電，所述AP節點及其供電設備安裝在盒體內，盒體為長方體，盒體的側面開有通訊孔。

進一步的，所述隧道通信模塊的地面部分包括3G無線路由器，3G無線路由器的供電設備可采用車載充電器或者12V/1A充電設備對其供電，所述3G無線路由器及其供電設備安裝在盒體內，盒體為長方體，盒體的側面開有通訊孔。

電纜隧道搶修人員安全監測定位及圖像回傳系統的工作方法，包括以下步驟：

音視頻終端采集電纜隧道內的聲音及視頻信息并通過隧道通信模塊傳輸至綜合管理平臺；

安全監測終端對電纜隧道搶修人員的生物信息進行監測并將監測信息通過隧道通信模塊傳輸至綜合管理平臺；

當安全監測終端監測到的數據不滿足設定條件時啟功聲光報警裝置，進行聲光報警并將報警信息傳輸至綜合管理平臺；

定位標簽對電纜隧道搶修人員的定位，定位標簽與定位基站進行通信，將定位信息傳輸至綜合管理平臺；

綜合管理平臺，根據接收到的數據實現在電纜隧道內圖像安全監測、音視頻調度及定位的管理。

進一步的，在定位時，定位標簽發送脈沖數據至定位基站；

定位基站接收脈沖數據并識別標簽上線；

判斷基站是否是持續接收脈沖數據，如是，則定位基站讀取多個脈沖數據的接收時間與間隔，計算標簽與基站的距離，若否，則定位基站丟失標簽發來的脈沖數據，定位標簽掉線。

本發明的有益效果：

本發明為超前預警、切實保護好電力電纜隧道內人員的安全作業，采取技防措施預防意外事件的發生，對突發事故超前防范，對應急處理和電網安全穩定運行有著極為重要的意義。

本發明的研究成果具有豐富的理論基礎和廣闊的應用前景，切實保護了電力電纜隧道內作業人員的安全與作業標準化，本發明不僅適用于電力電纜隧道內，而且適用于其他電力作業環境。

本發明的電纜隧道內人員搜索定位技術，以一整套解決方案的形式，可快速部署實施，簡單便攜，不僅可用于解決電纜隧道內作業人員的安全監測問題，同時對其他電力施工安全監測提供借鑒意義。

本發明通過多種通信方式的優缺點對比，作出隧道通信模塊，用于搭建隧道內外部網絡通信系統。

本發明的通過音視頻終端實現實時圖像監測，實現隧道外部實時掌握隧道內作業關鍵部位的進展情況，隧道環境(灰塵、光線等)情況，是否按工藝要求作業等情況。可讓管理人員通過遠程的方式對現場不安全因素進行預判提供可能。保存施工過程影像資料，供以后存檔備查。也可作為安全事故突發時的影像記載，供施救人員參考，將會為施救工作提供莫大的幫助。

本發明解決隧道內語音通訊及定位問題，實現隧道內外部實時語音通訊與定位，可讓隧道內作業人員及時匯報作業情況、人員狀態、位置等相關信息，隧道外部指揮人員可實時下達指令與決策。

本發明通過搶修人員安全監測終端，實時監測搶修人員作業狀態。

本發明當隧道內作業人員發生安全事故時，救援人員可通過隧道內作業人員自帶的聲光電報警裝置，及時鎖定救援位置。

附圖說明

圖1本發明的整體系統架構圖；

圖2本發明的定位系統組成圖；

圖3本發明的定位工作流程圖；

圖4本發明的通信裝置原理圖；

圖中，1、音視頻終端，2、3G無線路由器，3、檢修井，4、電纜隧道，5、AP節點。

具體實施方式：

下面結合附圖對本發明進行詳細說明：

如圖1所示，電纜隧道搶修人員安全監測定位及圖像回傳系統，包括：

音視頻終端，用于采集電纜隧道內的聲音及視頻信息并通過隧道通信模塊傳輸至綜合管理平臺；

安全監測終端，用于實現對電纜隧道搶修人員的生物信息進行監測并將監測信息通過隧道通信模塊傳輸至綜合管理平臺；

聲光報警裝置，用于與安全監測終端相連，當安全監測終端監測到的數據不滿足設定條件時，進行聲光報警；

如圖2所示，定位標簽，用于實現對電纜隧道搶修人員的定位，定位標簽與定位基站進行通信，將定位信息傳輸至綜合管理平臺；

綜合管理平臺，根據接收到的數據實現在電纜隧道內圖像安全監測、音視頻調度及定位的管理。

音視頻終端及安全監測終端均通過無線的方式實現與隧道通信模塊的地下部分進行通信。

聲光報警裝置及定位標簽通過無線的方式實現與定位基站的通信。

定位基站、隧道通信模塊的地下部分分別按照有線的方式實現與隧道通信模塊的地面部分進行通信。

隧道通信模塊的地面部分通過有線方式與衛星網絡及3/4G網絡進行通信，所述衛星網絡及3/4G網絡分別連接至綜合管理平臺。

隧道通信模塊的地下部分包括無線站點與AP節點，電纜隧道4內設有多個無線站點，每個無線站點以無線方式與AP節點5進行通信，所述AP節點5采用12V/1A充電設備對其供電，所述AP節點5及其供電設備安裝在盒體內，盒體為長方體，盒體的側面開有通訊孔。

隧道通信模塊的地面部分包括3G無線路由器2，3G無線路由器2的供電設備可采用車載充電器或者12V/1A充電設備對其供電，所述3G無線路由器及其供電設備安裝在盒體內，盒體為長方體，盒體的側面開有通訊孔。3G無線路由器放置在檢修井3的外面，AP節點5與音視頻終端1進行通信。

電纜隧道搶修人員安全監測定位及圖像回傳系統的工作方法，包括以下步驟：

音視頻終端采集電纜隧道內的聲音及視頻信息并通過隧道通信模塊傳輸至綜合管理平臺；

安全監測終端對電纜隧道搶修人員的生物信息進行監測并將監測信息通過隧道通信模塊傳輸至綜合管理平臺；

當安全監測終端監測到的數據不滿足設定條件時啟功聲光報警裝置，進行聲光報警并將報警信息傳輸至綜合管理平臺；

定位標簽對電纜隧道搶修人員的定位，定位標簽與定位基站進行通信，將定位信息傳輸至綜合管理平臺的定位管理系統；

綜合管理平臺，根據接收到的數據實現在電纜隧道內圖像安全監測、音視頻調度，綜合管理平臺包括定位管理系統，所述定位管理系統實現對工作人員的定位的管理。

如圖3所示，在定位時，定位標簽發送脈沖數據至定位基站；

定位基站接收脈沖數據并識別標簽上線；

判斷基站是否是持續接收脈沖數據，如是，則定位基站讀取多個脈沖數據的接收時間與間隔，計算標簽與基站的距離，若否，則定位基站丟失標簽發來的脈沖數據，定位標簽掉線。

本發明研究目前通信方式，解決地面及地下通信問題，作出隧道通信模塊，從而為各類業務的運行提供網絡支持。

實時圖像監測：根據實際工作環境，進行實時圖像監測，音視頻終端設備易于攜帶，可將作業人員現場作業情況實時回傳隧道外部監控平臺，即可監測搶修人員工作狀態，又可將現場情況反饋專家，以便進行會商決策。

語音通訊系統及定位：根據隧道的特殊情況，通過對比分析，通過定位標簽及定位基站實現對人員的定位，便于及時交流溝通以及事發時可及時定位人員位置。

人員狀態監測：綜合目前各種人員狀態監測方案，適宜隧道搶修人員使用的安全監測終端，包括心率監測設備、血壓監測設備等人員的生物監測，即可將搶修人員各種狀態實時反饋，又可減少誤報，確保地面人員實時了解地下作業人員的安全狀態。

當人員狀態監測的安全監測終端檢測到人員狀態監測發送的數據異常時，聲電報警裝置將自動進行聲光電報警，便于外部救援人員進行定位與救援。

隨著通信及應用業務的不斷發展，各種通信方式及業務擴展均有著長足的發展，各行業也根據其自身的情況嘗試摸索。本發明綜合對比各類已有通信方式及各種應用解決方案，在實際作業環境中進行不斷的檢測，從中選取最優方案，然后定制研發集成，不斷進行效果測試，形成最終解決目前應用需求的成型系統。

本發明針對電力電纜隧道環境特性，通過多種通信方式對比，解決電纜隧道內通信問題。

本發明搶修人員圖像回傳及定位方法,便于實時跟蹤現場處置狀況以及事故快速定位。

本發明的搶修人員人身安全監測機制，減少系統誤報，提供系統準確度。

本發明分析研判系統示警及快速定位追蹤機制，便于快速救援。

上述雖然結合附圖對本發明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍以內。