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申请/专利权人:煤炭科学技术研究院有限公司
摘要:本发明公开了一种煤矿应急救援系统、安全监测方法、装置及存储介质。该煤矿应急救援系统包括:应急指挥调度平台;交换机;单兵通信终端;环境探测设备和\或穿戴设备。本发明通过检测超前环境中的可燃气体的浓度,及检测表征生命体征的体征特征,并将检测结果发送给应急指挥调度平台,实现及时了解井下救援现场和人员的实际情况的效果,防止造成二次人员伤亡。
主权项:1.一种穿戴设备,其特征在于,包括:生命体征采集器、第二收发器;所述生命体征采集器与所述第二收发器连接;所述生命体征采集器采集表征佩戴者生命体征的体征信息;所述第二收发器向单兵通信终端发送所述体征信息;其中,穿戴设备还包括用于开启或关闭穿戴设备的电源开关、卡扣和卡口,所述卡扣设置在穿戴配件上,卡口设置在外壳上;当卡口和卡扣相互卡接时,外壳固定在穿戴配件上;卡口内部设置有用于触发电源开关短接的触发器,当卡扣和卡口卡接之后,卡扣挤压或接触触发器,使得所述触发器被触发;触发器被触发时,控制电源开关失灵,电源开关被短接。
全文数据:一种煤矿应急救援系统、安全监测方法、装置及存储介质技术领域本发明实施例涉及井下通信技术,尤其涉及一种煤矿应急救援系统、安全监测方法、装置及存储介质。背景技术近年来,矿山安全形势持续好转,但群死群伤事故还时有发生。作为灾变处置的关键环节的应急救援设备,对降低人员伤亡起着重要作用。矿山灾后救援面临通信中断、有毒有害气体、高温、水灾、巷道坍塌、以及高浓度瓦斯、煤尘爆炸等危险。矿山灾后救援时,不能及时了解井下救援现场和人员的实际情况,极易造成二次事故。发明内容本发明提供一种煤矿应急救援系统、安全监测方法、装置及存储介质,以实现及时了解井下救援现场和人员的实际情况的效果。第一方面,本发明实施例提供了一种环境探测设备,其特征在于,包括:探测器、弹射器和第一收发器;其中,所述探测器与所述弹射器活动连接;所述探测器与所述第一收发器连接;所述探测器检测所处井下环境的环境信息;所述弹射器根据弹射操作将所述探测器弹射出去;所述第一收发器向应急指挥调度平台和\或单兵通信终端发送所述环境信息。可选的,所述弹射器包括:相互连接的弹射部和触发部;所述探测器与所述弹射部活动连接;其中,所述弹射部根据所述触发部的触发,弹出所述探测器,所述触发是作用在所述触发部的所述弹射操作产生。可选的,所述弹射部上设置有弹射位;所述探测器与所述弹射位相匹配;所述环境探测设备还包括:将所述探测器与所述弹射位连接的连接线;所述连接线的长度长于所述弹射器的弹射里程。可选的,所述环境探测设备还包括:包括手摇杆和转轴的手摇转轴;其中,所述手摇杆设置在所述触发部上,所述转轴固定在所述弹射位,所述手摇杆和所述转轴连动;当所述手摇杆接收外力朝第一方向转动时,所述转轴朝第二方向转动,并将所述连接线随着转动缠绕到所述转轴的上;当所述探测器弹射出去时,所述连接线带动所述转轴朝所述第二反向的反方向转动,所述连接线从所述转轴上脱离。可选的,所述环境信息包括可燃气体的浓度和环境温度,所述可燃气体包括以下至少一种:氧气、一氧化碳、乙炔和瓦斯;所述探测器包括以下至少一种:探测氧气浓度的氧气探测器、探测一氧化碳浓度的一氧化碳探测器、探测乙炔浓度的乙炔探测器、探测瓦斯浓度的瓦斯探测器和探测温度的温度探测器。第二方面,本发明实施例还提供了一种穿戴设备,包括:生命体征采集器、第二收发器;所述生命体征采集器与所述第二收发器连接;所述生命体征采集器采集表征佩戴者生命体征的体征信息;所述第二收发器向单兵通信终端发送所述体征信息。第三方面,本发明实施例还提供了一种煤矿应急救援系统,包括:应急指挥调度平台;交换机;多跳路由;单兵通信终端;第一方面任一所述的环境探测设备,和\或第二方面任一所述的穿戴设备。第四方面,本发明实施例还提供了一种安全检测方法,包括:获取表征佩戴者生命体征的体征信息;获取表征佩戴者生命体征的体征信息;获取所处井下环境的环境信息;根据所述体征信息和\或所述环境信息,确定所述佩戴者是否适合继续井下工作;当确定所述佩戴者不适合继续井下工作时,输出提示信息。可选的,所述根据所述体征信息和\或所述环境信息,确定所述佩戴者的井下工作状态,包括:根据所述环境信息和所述体征信息,确定所述佩戴者的工作时长;获取所述佩戴者在井下的已工作时间;判断所述已工作时间是否超过所述工作时长;其中,当所述已工作时间超过所述工作时长,确定所述佩戴者不适合继续井下工作。第五方面,本发明实施例还提供了一种安全检测装置,包括:第一获取模块,用于获取表征佩戴者生命体征的体征信息;第二分析模块,用于获取所处井下环境的环境信息;确定模块,用于根据所述体征信息和\或所述环境信息,确定所述佩戴者是否适合继续井下工作;输出模块,用于当确定所述佩戴者不适合继续井下工作时,输出提示信息。第七方面,本发明实施例还提供了一种单兵通信终端或应急指挥调度平台,包括:一个或多个处理器;存储装置,用于存储一个或多个程序,当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现如第五方面任一所述的安全检测方法。第七方面,本发明实施例还提供了一种计算机可读的存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现第五方面任一所述的安全检测方法。本发明通过检测超前环境中的可燃气体的浓度,及检测表征生命体征的体征特征,并将检测结果发送给应急指挥调度平台,实现及时了解井下救援现场和人员的实际情况的效果,防止造成二次人员伤亡。附图说明图1是本发明实施例一提供的一种环境探测设备10的结构示意图;图2是本发明实施例一中的一种弹射器102的结构示意图;图3是本发明实施例一中的一种环境探测设备10的结构示意图;图4是本发明实施例一中的一种环境探测设备10的结构示意图;图5是本发明实施例二中的一种穿戴设备20的结构示意图;图6是本发明实施例二中的一种穿戴设备20的结构示意图;图7是本发明实施例二中的一种穿戴设备20的结构示意图;图8是本发明实施例二中的一种热释电红外传感器2011的结构示意图;图9是本发明实施例三提供的一种煤矿应急救援系统的结构示意图;图10是本发明实施例四提供的一种安全检测方法的流程图;图11是本发明实施例五提供的一种安全检测装置的结构示意图。图12是本发明实施例六提供的一种单兵通信终端或应急指挥调度平台的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。实施例一图1为本发明实施例一提供的一种环境探测设备10的结构示意图,本实施例可适用于井下作业或救援的情况,如图1所示,该环境探测设备10包括:探测器101与弹射器102活动连接;探测器101用于检测环境信息;弹射器102根据弹射操作将探测器101弹射出去。当弹射器102未弹射时,探测器101固定在弹射器102上;当弹射器102弹射时,探测器101与弹射器102分离。第一收发器103和探测器101连接,用于向应急指挥调度平台和\或单兵通信终端发送环境信息。这里的连接指能够实现通信的电气连接。用户使用弹射器102朝第一方向发射探测器101时,探测器101沿着该方向飞出后落在一个位置,探测该位置的环境信息;以便于应急指挥调度平台和\或单兵通信终端确定出该位置的环境是安全环境,那么,用户可以移动到该位置;确定出该位置的环境不存在危险,那么,用户不可移动到该位置。这里,弹射操作是用户作用在弹弹射器102的操作。当救护队员进入井下现场时,必须及时知道目的方向的可燃气体等环境参数,避免次生灾害的发生。应急指挥调度平台和\或单兵通信终端采用“爆炸三角形”的原理进行分析井下现场的环境。可燃气体包括瓦斯、CO、氧气等气体。第一收发器103向交换机发送提示信息。这里,探测器101的输出端与第一收发器103的输出端连接,第一收发器103的输出端用于向交换机发送提示信息。交换机和环境探测设备10可以通过无线传输技术进行连接,无线传输技术包括蓝牙技术、WiFi技术、紫蜂技术等等。这里,当提示信息显示在应急指挥中心的显示器上时,该提示信息包括可燃气体的浓度及温度值,“爆炸三角形”的图形及各气体成分所构成的坐标点,当提示信息还可以通过报警的方式展示,即临近或达到爆炸警戒线时发处声光警报,同时通知井下作业人员或救援人员撤离或注氮防爆。在上述技术方案的基础上,如图2所示,弹射器102包括:相互连接的弹射部1021和触发部1022;探测器101与弹射部1021活动连接。这里的活动连接是机械连接。其中,弹射部1021根据触发部1022的触发,弹出探测器101,触发是作用在触发部1022的弹射操作产生。示例的,弹射器102是弹射枪,弹射部1021包括助推器、触发部1022包括扳机和连杆。其中,连杆分别与助推器和连杆连接,当用户扣动扳机时,扳机给予连杆一个力,连杆在该力的作用下触发助推器助推探测器101,从而将探测器101发射出去。这里的连接是机械连接。在上述技术方案的基础上,如图3所示,弹射部1021上设置有弹射位1023;探测器101与弹射位1023相匹配。环境探测设备10还包括:将探测器101与弹射位1023连接的连接线104;连接线104的长度长于弹射器102的弹射里程。连接线104中间的虚线部分表示中间还有很长的线。连接线104的连接是机械连接。为了防止探测器101放置在弹射位1023之后,探测器101脱落,因此,本实施例可以提供多种方式实现探测器101与弹射器102之间的相互固定。可选的,探测器101可以与弹射位1023卡接,该卡接的卡接力远小于弹射的弹力;可选的,探测器101还可以设置有吸盘,吸盘将弹射器102吸在探测器101上,该吸力远小于弹射的弹力。在探测器101和弹射位1023之间设置连接线104,这样,如果遇到环境存在危险,用户无需到移动到危险的位置取回探测器101,可以通过连接线104拉回探测器101,即防止探测器101的浪费,也保证了用户的生命安全。在上述技术方案的基础上,如图4所示,环境探测设备10还包括:包括手摇杆1061和转轴1062的手摇转轴106。其中,手摇杆1061设置在触发部1022上,转轴1062固定在弹射位1023,手摇杆1061和转轴1062连动。当手摇杆1061接收外力朝第一方向转动时,转轴1062朝第二方向转动,并将连接线104随着转动缠绕到转轴1062的上;当探测器101弹射出去时,连接线104带动转轴1062朝第二反向的反方向转动,连接线104从转轴1062上脱离。在上述技术方案的基础上,环境探测设备10还包括:控制器,分别与控制器连接的电动转轴和控制按钮电气连接,即控制按钮的输出端与控制器的输入端连接,控制器的输出端与电动转轴的入端连接;当用户点击控制按钮,控制按钮根据点击向控制器发送控制指令,控制器根据控制指令控制电动转轴朝第二方向转动,实现连接线104的收纳。在上述技术方案的基础上,环境信息包括可燃气体的浓度和环境温度,可燃气体包括以下至少一种:氧气、一氧化碳、乙炔和瓦斯;探测器101包括以下至少一种:探测氧气浓度的氧气探测器1011、探测一氧化碳浓度的一氧化碳探测器1012、探测乙炔浓度的乙炔探测器1013、探测瓦斯浓度的瓦斯探测器1014和探测温度的温度探测器1015。示例的,环境探测设备还包括指示灯;当开机未连接单兵通信终端或多跳网关时,指示灯为红色,当连接单兵通信终端或多跳网关之后,指示灯为绿色。实施例二图5为本发明实施例二提供的一种穿戴设备20的结构示意图,本实施例可适用于井下作业或救援的情况,如图5所示,该穿戴设备20包括:生命体征采集器201、第二收发器202;所述生命体征采集器201与所述第二收发器202连接;所述生命体征采集器201采集表征佩戴者生命体征的体征信息;所述第二收发器202向单兵通信终端发送所述体征信息。生命体征采集器201的输入端用于采集表征佩戴者生命体征的体征信息;生命体征采集器201的输出端与第二收发器202的输入端连接,第二收发器202的输出端用于向单兵通信终端发送体征信息。在上述技术方案的基础上,如图6所示,所述穿戴设备还包括:外壳203和穿戴配件204;所述生命体征采集器201和所述第二收发器202固定在所述外壳203内;所述穿戴配件204将所述外壳203固定在所述佩戴者的预设部位。优选的,生命体征采集器201固定在佩戴者的身体左侧。在上述技术方案的基础上,如图7所示,所述生命体征采集器201包括以下至少一种:采集体温的热释电红外探测器2011。热释电红外传感器2011包括菲涅尔透镜、热释电红外探测头和放大电路、比较器和电源。其连接关系如图8所示。由于红外热释电传感器2011只对不断快速变化的红外信号才敏感,而自然界中的红外信号一般都是缓慢变化或者是不变的,因此需要探头部分需要一个能对红外辐射进行调制的装置,本需要在热释电红外探测头之前使用菲涅尔透镜。热释电红外探测头主要由敏感元件、高值负载电阻和场效应管组成。敏感元件中所使用的热释电晶体的材料为锆钛酸铅系热释电陶瓷PZT。采集呼吸和心跳的压电传感器2012。在呼吸时,随着胸壁肌肉张弛,胸廓交替形变,机体组织的电阻抗也将产生交替的变化。试验证明,呼吸阻抗值与肺容积成正比。因此,可以通过阻抗法来计算呼吸喷率。因此,可以通过压电传感器2012感应胸廓的交替形变。由于呼吸阻抗信号和运动干扰信号的幅度随频率变化的趋势不同,随着频率的增加,与呼吸相关的阻抗信号的变化幅度增加,相反,由运动引起的干扰信号的幅值却会降低。因此,采用双频率阻抗测试和自适应处理技术相结合的方法可以消除运动干扰。心率的测量采用压电传感器。人体心室周期性的收缩和舒张在胸腹部会产生周期性的形变。压力传感器感受心跳时胸腹部的这种周期性形变,以此测定心率。该压电传感器2012可以固定在腰带式传感带上,然后把腰带式传感带捆在救生队员胸腹部,使得压电传感器2012紧贴在人体肚脐,人体呼吸时压电传感器2012感应压力变化。采集用户姿态的加速度传感器2013。用户姿态的测量,基于三轴向的加速度传感器实现人体姿态的测量。建立直角坐标系,X、Y、Z轴相互正交,任意空间方向上的矢量变化均可以分解成X、Y、Z三个方向上的分量变化;跌倒过程中,加速度传感器感应对象的加速度、速度和位移三种矢量均的变化映射到直角坐标系,用户处于静止或水平匀速运动状态下,Z轴方向的加速度为重力加速度,急其他两个方向上加速度都为0。当佩戴者跌倒时,理想情况下Z轴分量发生从最大值变化为0,而X或Y轴的分量则从0变化为最大,具体是X轴还是Y轴发生这一变化,则由佩戴者跌倒后的姿态决定平卧为X轴变化,侧卧为Y轴变化。假如身体姿态介于平卧和侧卧之间,则X轴和Y轴的加速度分量将满足预设条件,仍然能够通过计算分析得出与站立不同的加速度分布。但是在实际情况中,仅根据加速度分量的改变很难分辨卧倒姿态的形成原因,轻易出现很多假阳性检测到跌倒而实际没有跌倒或假阴性未检测到跌倒而实际出现跌倒。一般来说,假阳性情况可以通过对加速度在时间域进行一次积分求速度、两次积分求位移的方式,全方位分析佩戴者身体姿态变化加以筛选;而假阴性情况除采用上面的全面姿态分析外,还需要佩戴者自主参与才能有效进步检出效率。进一步的,该穿戴设备还包括用于开启或关闭穿戴设备的电源开关、卡扣和卡口,该卡扣设置在穿戴配件204上,卡口设置在外壳203上;当卡口和卡扣相互卡接时,外壳203固定在穿戴配件204上。卡口内部设置有用于触发电源开关短接的触发器,当卡扣和卡口卡接之后,卡扣挤压或接触触发器,使得所述触发器被触发。示例的,触发器是用于短接电源开关的短接开关。可选的,当卡扣与触发器未接触或挤压时,短接开关开启,电源开关能够实现开启或关闭穿戴设备;当卡扣与触发器接触或挤压时,短接开关关闭,电源开关被短接;可选的,当卡扣与触发器未接触或挤压时,短接开关关闭,电源开关能够实现开启或关闭穿戴设备;当卡扣与触发器接触或挤压时,短接开关开启,电源开关被短接。示例的,假设触发器是电平发生器,穿戴设备还包括控制器,当控制器检测到触发器被触发时,控制电源开关失灵,即电源开关被短接。可选的,当卡扣与触发器未接触或未挤压时,电平发生器输出的是低电平;当卡扣与触发器接触或挤压时,电平发生器输出的是高电平;控制器检测到电平发生器输出的高电平时,控制电源开关短接。可选的,当卡扣与触发器未接触或未挤压时,电平发生器输出的是高电平;当卡扣与触发器接触或挤压时,电平发生器输出的是低电平;控制器检测到电平发生器输出的低电平时,控制电源开关短接。这样,触发器可以防止救护人员在工作时触发器被触发使得开关失灵,这样,防止了由于误操作、身体挤压、设备碰撞等情况导致穿戴设备误关机情况的发生。示例的,穿戴设备还包括工作指示灯;当开机未连接单兵通信终端时,工作指示灯为红色,当连接单兵通信终端之后,工作指示灯为绿色。实施例三图9为本发明实施例三提供的一种煤矿应急救援系统的结构示意图,本实施例可适用于井下作业或救援的情况,如图9所示,该煤矿应急救援系统包括:应急指挥调度平台30;交换机40;多跳路由50;单兵通信终端60;实施例一任一所述的环境探测设备10,和\或实施例二任一所述的穿戴设备20。其中,应急指挥调度平台30通过交换机40和多跳路50由分别与单兵通信终端60、环境探测设备10和\或穿戴设备20连接;环境探测设备10和穿戴设备20分别与单兵通信终端60连接。上述连接都是能实现通信的电气连接。本实施例中,由于每个用户都需要佩戴穿戴设备20,携带单兵通信终端60,因此两者需要一一对应,可以通过蓝牙连接。单兵通信终端60还可以与环境探测设备10通过蓝牙连接;应急指挥调度平台30、交换机40、环境探测设备10和多跳路由50之间可以通过5.8G频段的WiFi连接,单兵通信设备60、环境探测设备10分别和多跳路由50之间通过2.4G频段的WiFi连接。其中,WiFi连接所使用的网络可以是多跳网络,其具有快速部署和易于安装、非视距传输、自愈能力强、组网灵活、扩展性强等特点,适用于煤矿井下通信环境恶劣、网络易破坏的工作环境。利用多跳网络的无线多跳特性,使应急救援系统的所有终端都可以通过无线方式入网,扩展了无线网络的覆盖范围;利用多跳网络的自组织、自愈能力,当系统节点安装到指定位置后,会自动配置到网络中,当某个节点发生故障后,利用自愈能力,网络可以迅速恢复工作状态。多跳网络是基于多跳式通信的全无线网络,根据其分布节点,主要由多跳网关、多跳路由器和多跳终端组成。煤矿井下多跳网络与地面多跳网络网状结构不同,需要结合煤矿井下巷道的拓扑结构进行设计。在综掘工作面,随着掘进机的作业,分巷道不断向前推进,适于组建线性链状拓扑结构,而对于具有回风巷、进风巷、综采工作面的综采区来说,适于组建环形链状拓扑结构,其组建原理是相同的。主巷道的光缆通过路由器与地面上的煤矿局域网相连,多跳网关连接到光缆上,负责有线网络和多跳网络之间数据的转发。多跳路由器通过无线多跳通信互联,构成无线骨干网,多跳路由器具有两种网卡,一种支持IEEE802.11g协议,另一种支持IEEE802.11a协议。在此多跳网络中,多跳终端可以实现矿区内的无线传输。而在煤矿井下,由于巷道环境复杂,电磁波的衰减不同于地面环境,与巷道壁粗糙度、巷道壁倾斜度、巷道粉尘、巷道湿度等因素有关,同时巷道近区和远区的电磁波衰减明显不同。在地面环境中,无线信号的衰减主要是由路径损耗引起的,其衰减模型为:其中,Pds表示在距发射节点ds米处接收的信号功率;d0表示距发射节点1米的距离;P0表示在d0处接收的信号功率;r为衰落因子,与环境的复杂度有关。在近区时,电磁波衰减可用自由空间的电磁波衰减模型表示:LpdB=92.4+20lgd+20lgf;其中,d表示距离,单位是km;f表示频率,单位是GHz。在远区时,电磁波衰减受巷道环境参数影响很大,结合经验,主要受巷道壁粗糙度、巷道壁倾斜度和电磁波主模衰减影响,可近似用以下模型表示:其中,L粗糙表示巷道壁粗糙度引起的损耗,L倾斜表示巷道壁倾斜度引起的损耗,L主模衰减表示电磁波主模衰减损耗,h表示均方根粗糙度,z表示传输距离,λ表示电磁波波长,W表示巷道最大宽度,H表示巷道最大高度,Δ表示倾斜角,d表示巷道长度,εr表示巷道壁相对介电常数。在进行煤矿井下无线Mesh网络的设计中,应结合巷道具体环境进行电磁波衰减理论分析。同时,合理进行节点间距的设计,因为节点间距增大能减小同信道节点的信号干扰,但是间距过大也会降低接收功率。由于多跳网络具有动态自组织、自我维护等特点,在进行多跳路由判据设计中要综合考虑路由的稳定性,保证最小权重路径性能,有效算法对最小权重路径的计算,保证无环路的路由等关键问题。现有的路由协议主要以跳数来选择路由,不能满足煤矿井下链状多跳网络的要求。结合干扰度量和通道切换MetricofInterferenceandChannelswitching,MIC判据,对煤矿井下的多跳网络进行研究。该多跳路由的判据MIC为:IRU1=ETT1N1;IfCHprevi≠CHi,CSCi=w1;IfCHprevi=CHi.CSCi=w2;其中,p表示路径,N表示网络中节点个数,ETT为期望传输时间,S、B分别表示数据包的大小和传输数据的链路带宽。其中,N1表示链路1上数据传输时的干扰节点,previ表示在路径p上i节点前一跳的节点,CHi表示为节点i分配的信道,w1w2表示大于0的权重。式9中IRU1代表相邻节点的干扰,CSC代表数据流内的干扰,CSC根据式11进行选择。同时,MIC判决不具有保序性。在煤矿井下设计时,通过引入节点的虚节点,将MIC分解为保序的链路权重分配到虚拟链路上的方法,解决MIC判据不具有保序性的问题。由于煤矿井下的特殊性,井下的多跳节点通常处于静止状态,网络拓扑结构变化较小,巷道狭长,需要的节点数量多,并且网络的吞吐量会随着链状网络跳数的增加而降低。反应式路由协议对网络资源利用率高,吞吐量大,但设备之间数据传输有延时;先验式路由协议的传输效率高,利用表驱动算法能减少端到端的延时。可见,单一的多跳路由协议无法满足煤矿井下多跳网络的需求,需要利用反应式路由协议和先验式路由协议结合的方法,如协议AODV与协议FSR的结合,利用协议AODV减少路由协议的开销,提高吞吐量,同时利用FSR减少延时。值得说明的,单兵通信终端可以将能够联系的设备进行分组,可以将发送的语音或文字发送给某一组的设备。单兵通信终端60或应急指挥调度平台30还包括摄像头和显示器,其中,摄像头录入的视频和显示器播放的视频都采用H.264AVC的视频编码标准,H.264AVC定义了视频编码层VideoCodingLayer,VCL和网络提取层NetworkAbstractionLayer,NAL。从框架结构上将NAL与VCL分离,主要实现两个目的:1可以定义VCL视频压缩处理与NAL网络传输机制的接口,这样允许视频编码层VCL的设计可以在不同的处理器平台进行移植,而与NAL层的数据封装格式无关;2VCL和NAL都被设计成工作于不同的传输环境,异构的网络环境并不需要对VCL比特流进行重构和重编码。从H.264在VCL和NAL上优点来说,它对于复杂多样的嵌入式应用环境是非常适用的,提高了网络适应性,从而保证了视频传输的质量。本实施例构件的多跳网络具有如下特点:1构建了煤矿多跳网络与工业以太网高速网络结构及综合信息化平台,矿用本质安全型多跳网络应急救援系统,通过接入煤矿工业以太网,实现煤矿安全生产多跳网络多媒体调度通信、安全监控和应急联动。2利用便携式多跳网络音频、视频、传感数据通信技术和装备,在矿井电源和正常通讯系统遭到破坏后,能快速建立新的救灾通信指挥系统,实时了解灾区环境参数状况,救援队伍工作状态,分析计算灾区气体爆炸指数,正确指挥救援,避免次生灾害。实施例四图10为本发明实施例四提供的一种安全检测方法的流程图,本实施例可适用于井下作业或救援的情况,该方法应用于安全检测装置,该装置应用于单兵通信终端或应急指挥调度平台,如图10所示,该方法可以包括:步骤301、获取表征佩戴者生命体征的体征信息。佩戴者是指佩戴穿戴设备的用户,该穿戴设备和安全检测装置无线连接。体征特征是穿戴设备采集并发送给安装检测装置的。这里,体征信息包括:心率、呼吸频率、体温等。步骤302、获取所处井下环境的环境信息。步骤303、根据体征信息和\或环境信息,确定佩戴者是否适合继续井下工作。本实施例可以通过三个方面,确定佩戴者是否适合继续井下工作。第一方面,通过体征信息确定佩戴者是否适合继续井下工作:具体的,正常人在安静状态下,心率即脉搏为60—100次分。当心功能不全、休克、高热、严重的贫血和疼痛、甲状腺危象、心肌炎,以及阿托品等药物中毒时,心率和脉搏显著加快。当颅内压增高、完全性房室传导阻滞时,脉搏减慢。具体的,对于正常人来说,37.4~38℃为低热,38.1~39℃为中度发热,39.1~41℃为高热,41℃以上为超高热。体温升高多见于肺结核、细菌性痢疾、支气管肺炎、脑炎、疟疾、甲状腺机能亢进、中暑、流感以及外伤感染等病症。体温低于正常:见于休克、大出血、慢性消耗性疾病、年老体弱、甲状腺机能低下、重度营养不良、在低温环境中暴露过久等。具体的,呼吸增快时,正常人可能发生情绪激动、运动、进食、气温增高。异常者见于高热、肺炎、哮喘、心力衰竭、贫血等病症。呼吸减慢时,正常人可能发生颅内压增高,颅内肿瘤,麻醉剂、镇静剂使用过量,胸膜炎等病症。综上所述,判断体征信息是否在正常范围即可,但由于井下环境与地面环境不同,井下人员的生命体征的正常范围与正常人的生病体征的正常范围略有不同,因此,井下人员的生命体征的正常范围需要单独测量总结。第二方面,通过环境信息确定佩戴者是否适合继续井下工作:这里,通过井下环境判断佩戴者是否适合继续井下工作。如果井下环境面临瓦斯爆炸,那么需要立刻通知佩戴者停止井下工作,立刻返回井上,或对井下注入氮气。对于井下现场自然发火倾向性的分析,对于井下作业或救援工作非常重要。本实施例根据环境信息中的瓦斯的浓度、CO、氧气等气体的浓度,通过计算显示氮气浓度、火灾系数,分析上述气体浓度参数及其变化趋势,在指挥中心主机上提出矿井自然发火的可能性,供调度指挥决策。另外,瓦斯爆炸是严重威胁矿井工人和救护队员的事故。因此,及时准确地判断出灾区内气体是否具有爆炸性,对于预防瓦斯爆炸事故具有十分重要的意义。本实施例中可燃气体的安全指标:O2浓度为0%~30%、CH4浓度为0%~100%、CO浓度为0PPm~10000PPm、环境温度为-20℃~125℃。第三方面、通过体征信息和环境信息,确定佩戴者是否适合继续井下工作:根据环境信息和体征信息,确定佩戴者的工作时长;获取佩戴者在井下的已工作时间;判断已工作时间是否超过工作时长;其中,当已工作时间超过工作时长,确定佩戴者不适合继续井下工作。不同用户体能不同,对井下环境的适应能力也不同,因此,可以针对每位人员设计一个适合自身的工作时长,本实施例中根据环境信息和体征信息,确定佩戴者的工作时长,可以通过以下两种方法实现:可选的,根据生命等级和体征信息的第一预设对应关系,确定佩戴者的体征信息所对应的生命等级;根据环境信息和环境等级的第二预设关系,确定所处环境的环境信息所对应的环境等级;根据对应的生命等级和对应的环境等级,确定出工作时长,这里,两个等级和工作时长也存在第三预设对应关系。可选的,建立一个深度学习模型;向深度学习模型输入体征样本和环境样本,得到输出结果;将输出结果和对应的工作时长样本进行比对,更新深度学习模型的参数,直到输出结果和工作时长样本的误差在预设范围内;将体征信息和环境信息输入深度学习模型,得到工作时长。步骤304、当确定佩戴者不适合继续井下工作时,输出提示信息。输出提示信息之后,可以展示该提示信息,或发送给该佩戴者所持单兵通信终端。进一步的,该方法还可以包括:根据体征信息分析出佩戴者出现的病症,根据病症确定解决或缓解该病症的方法。以中暑为目标病症为例,解决缓解的方法包括:将佩戴者转移到阴凉通风环境。本实施例中上述方法既可以应用于单兵通信终端,又可以应用于应急指挥调度平台。由于单兵通信终端可以与环境探测设备和穿戴设备直连,传输速度快,因此,单兵通信终端针对需要争分夺秒的情况,例如单兵通信终端可将可以根据环境信息判断穿戴者是否适合继续工作;如果井下环境面临瓦斯爆炸,那么所有的人都需要逃离井下。由于应急指挥调度平台可以与环境探测设备和穿戴设备需要层层传输,传输时长会长一些,因此,应急指挥调度平台可以针对时间要求不是非常严格的情况,例如,在井下的工作时长的判断。进一步的,该方法还可以包括:获取并检测用户姿态;当所述佩戴者处于同一用户姿态的时长超过预设时长时,输出声光报警。这里,预设时长越久,声光报警级别越高。这里,用户姿态是由穿戴设备获取,并发送给单兵通信设备的。示例的,单兵通信终端处于静止状态30秒以上,单兵通信终端开始进行一级声光报警声音强度正常,40秒后进行二级声光报警声音强度较强,50秒后进行三级声光报警声音强度非常强。如果在报警过程中,检测到用户姿态发生变化,那么停止报警。如果单兵通信设备未能检测到用户姿态发生变化,那么可以通过佩戴者点击单兵通信设备上的“呼救”键停止声光报警。具体的,单兵通信设备获取由“呼救”键触发的停止指令,根据停止指令停止声光报警。实施例五图11为本发明实施例五提供的一种安全检测装置的结构示意图,本实施例可适用于井下作业或救援的情况,如图11所示,该环安全检测装置包括:第一获取模块401,用于获取表征佩戴者生命体征的体征信息。第二分析模块402,用于获取所处井下环境的环境信息。确定模块403,用于根据所述体征信息和\或所述环境信息,确定所述佩戴者是否适合继续井下工作。输出模块404,用于当确定所述佩戴者不适合继续井下工作时,输出提示信息。本实施例可以时刻关注井下作业或井下救援的用户的生命体征,在用户出现病症时,及时提醒并给予急救方法,从而保证用户的生命安全。实施例六图12为本发明实施例六提供的一种单兵通信终端或应急指挥调度平台的结构示意图,如图12所示,该单兵通信终端或应急指挥调度平台包括处理器50、存储器51、输入装置52、输出装置53和收发器54;单兵通信终端或应急指挥调度平台中处理器50的数量可以是一个或多个,图12中以一个处理器50为例;单兵通信终端或应急指挥调度平台中的处理器50、存储器51、输入装置52、输出装置53和收发器54可以通过总线或其他方式连接,图12中以通过总线连接为例。存储器51作为一种计算机可读存储介质,可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块,如本发明实施例中的主题更新方法对应的程序指令模块例如,主题更新装置中的第一获取模块401、第二获取模块402、确定模块403和输出模块404。处理器50通过运行存储在存储器51中的软件程序、指令以及模块,从而执行单兵通信终端或应急指挥调度平台的各种功能应用以及数据处理,即实现上述的主题更新方法。存储器51可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序;存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外,存储器51可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中,存储器51可进一步包括相对于处理器50远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至单兵通信终端或应急指挥调度平台。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。输入装置52可用于接收输入的数字或字符信息,以及产生与单兵通信终端或应急指挥调度平台的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置53可包括显示屏等显示设备。收发器54用于通过无线传输技术与其他设备通讯。该单兵通信终端还可以包括:听说器,其中,听说器即耳机和麦克,听说器可以通过骨传导听说技术实现语音的骨传导,即骨传听说器。示例的,在应急救援中,由于救护队员要佩戴全面罩,戴上全面罩后就不能佩戴普通的耳机,而骨传导耳机可以解放双耳,增强人身安全,提高工作效率,不需要借助任何工具便可轻松牢固的安装在标准头盔里,不影响使用全面罩等防护装备。骨传导听说器原理是:把骨传听说器戴在头骨上,当对麦克风说话时,声音的震动产生强弱疏密的震波,经由口腔散播至空气来传送到四面八方,而此震动的音波,亦震动到人的骨头,高灵敏度的震动感应麦克风置于头顶,收集经由骨骼传导的声音震动音波,传送到高科技数字微CPU,将收集的音频震动信号类比信号转换成数字信号,数字化的音频信号,经由中央微处理器内的频率筛检视窗,将人类声带所能发出的频率以外的噪音自动消除,确保发话者的音质清晰无失真,最终通过摄像仪音频口、数据采集仪以无线传输的方式传到系统中的其他设备,通过其他设备上的耳机可以听到话音。实施例七本发明实施例七还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质,所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种安全检测方法,该方法包括:获取表征佩戴者生命体征的体征信息;获取所处井下环境的环境信息;根据所述体征信息和\或所述环境信息,确定所述佩戴者是否适合继续井下工作;当确定所述佩戴者不适合继续井下工作时,输出提示信息。当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的安全检测方法中的相关操作.通过以上关于实施方式的描述,所属领域的技术人员可以清楚地了解到,本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现,当然也可以通过硬件实现,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如计算机的软盘、只读存储器Read-OnlyMemory,ROM、随机存取存储器RandomAccessMemory,RAM、闪存FLASH、硬盘或光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等执行本发明各个实施例所述的方法。值得注意的是,上述搜索装置的实施例中,所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的,但并不局限于上述的划分,只要能够实现相应的功能即可;另外,各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本发明的保护范围。注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
权利要求:1.一种环境探测设备,其特征在于,包括:探测器、弹射器和第一收发器;其中,所述探测器与所述弹射器活动连接;所述探测器与所述第一收发器连接;所述探测器检测所处井下环境的环境信息;所述弹射器根据弹射操作将所述探测器弹射出去;所述第一收发器向应急指挥调度平台和\或单兵通信终端发送所述环境信息。2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述弹射器包括:相互连接的弹射部和触发部;所述探测器与所述弹射部活动连接;其中,所述弹射部根据所述触发部的触发,弹出所述探测器,所述触发是作用在所述触发部的所述弹射操作产生。3.根据权利要求2所述的设备,其特征在于,所述弹射部上设置有弹射位;所述探测器与所述弹射位相匹配;所述环境探测设备还包括:将所述探测器与所述弹射位连接的连接线;所述连接线的长度长于所述弹射器的弹射里程。4.根据权利要求3所述的设备,其特征在于,所述环境探测设备还包括:包括手摇杆和转轴的手摇转轴;其中,所述手摇杆设置在所述触发部上,所述转轴固定在所述弹射位,所述手摇杆和所述转轴连动;当所述手摇杆接收外力朝第一方向转动时,所述转轴朝第二方向转动,并将所述连接线随着转动缠绕到所述转轴的上;当所述探测器弹射出去时,所述连接线带动所述转轴朝所述第二反向的反方向转动,所述连接线从所述转轴上脱离。5.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述环境信息包括可燃气体的浓度和环境温度,所述可燃气体包括以下至少一种:氧气、一氧化碳、乙炔和瓦斯;所述探测器包括以下至少一种:探测氧气浓度的氧气探测器、探测一氧化碳浓度的一氧化碳探测器、探测乙炔浓度的乙炔探测器、探测瓦斯浓度的瓦斯探测器和探测温度的温度探测器。6.一种穿戴设备,其特征在于,包括:生命体征采集器、第二收发器;所述生命体征采集器与所述第二收发器连接;所述生命体征采集器采集表征佩戴者生命体征的体征信息;所述第二收发器向单兵通信终端发送所述体征信息。7.一种煤矿应急救援系统,其特征在于,包括:应急指挥调度平台;交换机;多跳路由;单兵通信终端;权利要求1-5中任一所述的环境探测设备,和\或权利要求6所述的穿戴设备。8.一种安全检测方法,其特征在于,应用于单兵通信终端或应急指挥调度平台,包括:获取表征佩戴者生命体征的体征信息;获取所处井下环境的环境信息;根据所述体征信息和\或所述环境信息,确定所述佩戴者是否适合继续井下工作;当确定所述佩戴者不适合继续井下工作时,输出提示信息。9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述根据所述体征信息和\或所述环境信息,确定所述佩戴者的井下工作状态,包括:根据所述环境信息和所述体征信息,确定所述佩戴者的工作时长;获取所述佩戴者在井下的已工作时间;判断所述已工作时间是否超过所述工作时长;其中,当所述已工作时间超过所述工作时长,确定所述佩戴者不适合继续井下工作。10.一种安全检测装置,其特征在于,包括:第一获取模块,用于获取表征佩戴者生命体征的体征信息;第二分析模块,用于获取所处井下环境的环境信息;确定模块,用于根据所述体征信息和\或所述环境信息,确定所述佩戴者是否适合继续井下工作;输出模块,用于当确定所述佩戴者不适合继续井下工作时,输出提示信息。11.一种单兵通信终端或应急指挥调度平台,其特征在于,包括:一个或多个处理器;存储装置,用于存储一个或多个程序,当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现如权利要求8或9所述的安全检测方法。12.一种计算机可读的存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求8或9所述的安全检测方法。
百度查询: 煤炭科学技术研究院有限公司 一种煤矿应急救援系统、安全监测方法、装置及存储介质
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