一种动态安全保护系统及方法与流程

1.本发明涉及工厂安全检测和报警领域，具体涉及一种动态安全保护系统及方法。


背景技术：

2.工厂在危险区域会设定安全栅、光幕、接近开关、安全围栏等各种设施防止人员的进入，当人员进入安全区域时，系统会产生各种安全保护动作，如：声光警告、设备停止动作、停机等。现有的安全保护系统只能在固定的危险区域识别和发出警告，但大量的区域处于安全与危险动态变换的状态，如：行车、龙门吊、轨道电瓶车等在运行过程中，随着其运动的方向和位置的不同，危险区域是不断变化的，司机只能采取鸣号的方式来提醒周围的人员保持警惕。这种安全保护方法依赖人工识别，对人员安全的保护效果有待提高。因此，如何设计一种可以根据作业状态动态识别危险区域的安全保护系统，提高安全保护效果，是本领域技术人员需要解决的问题。


技术实现要素：

3.为了克服现有安全保护系统保护效果有待提高的不足，本技术提供一种动态安全保护系统及方法，解决现有技术安全保护效果不好的问题。
4.本技术提供的技术方案如下：
5.本技术提供一种动态安全保护系统，其特征在于，包括：人员识别单元，用于监测特定区域，当识别到移动物体时发出第一监测信号；设备连锁单元，用于监测设备运行状态和运行位置，发出第二监测信号；主控单元，用于接收第一监测信号和第二监测信号，判断是否存在移动物体靠近运行设备的危险状况；当判断危险状况出现，发出报警信号；发出报警信号后若收到第一监测信号和第二监测信号显示危险仍在发生，主控单元向设备连锁单元发出停止设备运行的指令；发出报警信号后若收到第一监测信号和第二监测信号显示危险已经结束，主控单元则不向设备连锁单元发出指令，或者向设备连锁单元发出启动设备运行的指令；报警单元，用于接收主控单元发出的报警信号，发出警报。通过人员识别单元和设备连锁单元分别监测移动物体状态和作业设备状态，将第一监测信号和第二监测信号发送到主控单元后由主控单元判断是否发出报警信号和是否发出设备启停指令，报警单元收到主控单元发出的报警信号后发出相应的警报，当作业设备移动作业时主控单元会根据第二监测信号判断某一区域是否为危险区域，进而结合第一监测信号判断是否需要发出报警信号和是否发出设备启停指令。
6.进一步地，本技术提供一种优选的方案中，报警信号根据作业设备和危险区域不同，包括多种报警信号。报警单元可以通过电脑将预先录制好的语音信息存入报警单元中，根据主控单元传输过来的报警信号播放不同语音。
7.进一步地，本技术提供一种优选的方案中，人员识别单元包括：固定设置在特定区域的摄像装置；识别信号传输模块。摄像装置可以拍摄该区域的图像，识别信号传输模块对拍摄的图像进行识别、判断，当出现移动物体时可以向主控单元发出第一监测信号。
8.进一步地，本技术提供一种优选的方案中，人员识别单元为红外感应报警头，当摄像装置拍摄到移动物体时发出报警信号，同时识别信号传输模块将第一监测信号发送给主控单元。在感应区域内通过红外感应到有移动物体经过，报警器会发出报警信号，识别信号传输模块可以输出标准的电平，将第一监测信号发送给主控单元。
9.进一步地，本技术提供一种优选的方案中，人员识别单元为ai摄像头，识别信号传输模块包括：分析模块，可以将摄像头拍摄的范围划分为危险区域和安全区域，判断是否有移动物体进入危险区域，并且对移动物体进行跟踪；识别模块，可以识别移动物体是人员还是其他物体；预警模块，根据分析模块和识别模块的信号，当判断有人员进入危险区域时预警模块发出警报；传输模块，将第一监测信号发送给主控单元。ai摄像头集成了摄像装置和识别信号传输模块，可以通过分析模块摄像区域内设置划分异物侵入的界限，当摄像装置监控区域内有侵入时会产生报警信号，识别信号传输模块能够在本地完成分析、识别、预警输出的功能，实现对异物的精确检测、跟踪，和对人体检测分析识别，实时预警周界区域内人员入侵事件，不需要另外配置分析管理服务器，从而节省成本。
10.进一步地，本技术提供一种优选的方案中，设备连锁单元包括：设备信号处理器，将设备运行状态和运行位置的信息处理为信号进行传输；连接设备信号处理器与主控单元的连锁线，通过连锁线传输设备运行状态和运行位置的信号给主控单元。设备连锁线获取的设备关键状态，如运行状态、运行位置、运行路径等，将该信息通过设备信号处理器作为第二监测信号发送给主控单元。
11.进一步地，本技术提供一种优选的方案中，报警单元包括：语音报警器；语音报警器在行车作业路径上发生危险状况时播放“行车靠近作业区域，注意安全”；语音报警器在电瓶车行驶路径上发生危险状况时播放“电瓶车驶入，注意规避”。报警单元通过电脑将预先录制好的语音信息存入报警单元中，根据主控单元传输过来的报警信号播放不同语音；根据不同应用场景，可以提前录制多种语音报警内容。
12.进一步地，本技术提供一种优选的方案中，所述报警单元设置在移动的作业设备上。设备处于运动状态时位置不停的发生变化，人员识别单元和报警单元安装在设备上，监控区域不断变化，当设备周边出现异物时，人员识别单元将第一监控信号发送给主控单元，主控单元判断如果存在潜在的危险，会输出报警信号或停止设备运行的指令。
13.进一步地，本技术提供一种优选的方案中，报警单元设置在固定的作业区域。当其他运动设备进入该区域时，区域内的人员就处于危险状态，此时人员识别单元将第一监控信号发送给主控单元，主控单元会输出报警信号或停止设备运行的指令，提醒区域内的人员远离运动设备。
14.进一步地，本技术提供一种动态安全保护方法，其特征在于，包括步骤：s1，主控单元接收第一监测信号，判断移动物体是人还是其他设备；s2，主控单元接收第二监测信号，根据作业设备的工作位置实时认定安全区域与危险区域；s3，结合第一监测信号和第二监测信号判断是否需要发出报警信号；s4，主控单元再次接收第一监控信号和第二监控信号，若移动物体继续靠近危险区域中心，主控单元向设备连锁单元发出停止设备运行的指令；s5，主控单元再次接收第一监控信号和第二监控信号，若移动物体已经远离危险区域，主控单元不向设备连锁单元发出指令，或者向设备连锁单元发出启动设备运行的指令。由于安全区域和危险区域不再是固定不变的，通过这种方法可以进行是否为安全区域的判定，通
过主控单元和第一监测信号有效判定人员是否进入警戒的区域，无人员进入则不报警、不停机，报警信号采用明确提示的语音信息，更能引起操作人员的注意和警惕。
15.本技术提供一种动态安全保护系统及方法，与现有技术相比，包括：包括：人员识别单元，用于监测特定区域，当识别到移动物体时发出第一监测信号；设备连锁单元，用于监测设备运行状态和运行位置，发出第二监测信号；主控单元，用于接收第一监测信号和第二监测信号，判断是否存在移动物体靠近运行设备的危险状况；当判断危险状况出现，发出报警信号；发出报警信号后若收到第一监测信号和第二监测信号显示危险仍在发生，主控单元向设备连锁单元发出停止设备运行的指令；发出报警信号后若收到第一监测信号和第二监测信号显示危险已经结束，主控单元则不向设备连锁单元发出指令，或者向设备连锁单元发出启动设备运行的指令；报警单元，用于接收主控单元发出的报警信号，发出警报。通过人员识别单元和设备连锁单元分别监测移动物体状态和作业设备状态，将第一监测信号和第二监测信号发送到主控单元后由主控单元判断是否发出报警信号和是否发出设备启停指令，报警单元收到主控单元发出的报警信号后发出相应的警报，当作业设备移动作业时主控单元会根据第二监测信号判断某一区域是否为危险区域，进而结合第一监测信号判断是否需要发出报警信号和是否发出设备启停指令。本技术提供的一种动态安全保护系统及方法，相较于现有技术而言，克服了现有技术保护效果有待提高的不足，解决现有技术希望提高保护效果的问题。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本技术实施例提供的一种动态安全保护系统示意图；
18.图2为本技术实施例提供的一种动态安全保护系统使用在盾构施工工地上的示意图。
具体实施方式
19.下面将结合本附图对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
20.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。
21.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、下”、“前”、“后”、“第一”、“第二”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
22.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
23.须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
24.请如图1至图2所示，本技术实施例提供的一种动态安全保护系统，与现有技术相比，包括：人员识别单元，用于监测特定区域，当识别到移动物体时发出第一监测信号；设备连锁单元，用于监测设备运行状态和运行位置，发出第二监测信号；主控单元，用于接收第一监测信号和第二监测信号，判断是否存在移动物体靠近运行设备的危险状况；当判断危险状况出现，发出报警信号；发出报警信号后若收到第一监测信号和第二监测信号显示危险仍在发生，主控单元向设备连锁单元发出停止设备运行的指令；发出报警信号后若收到第一监测信号和第二监测信号显示危险已经结束，主控单元则不向设备连锁单元发出指令，或者向设备连锁单元发出启动设备运行的指令；报警单元，用于接收主控单元发出的报警信号，发出警报。通过人员识别单元和设备连锁单元分别监测移动物体状态和作业设备状态，将第一监测信号和第二监测信号发送到主控单元后由主控单元判断是否发出报警信号和是否发出设备启停指令，报警单元收到主控单元发出的报警信号后发出相应的警报，当作业设备移动作业时主控单元会根据第二监测信号判断某一区域是否为危险区域，进而结合第一监测信号判断是否需要发出报警信号和是否发出设备启停指令。
25.其中，报警信号根据作业设备和危险区域不同，包括多种报警信号。报警单元可以通过电脑将预先录制好的语音信息存入报警单元中，根据主控单元传输过来的报警信号播放不同语音。
26.其中，人员识别单元包括：固定设置在特定区域的摄像装置；识别信号传输模块。摄像装置可以拍摄该区域的图像，识别信号传输模块对拍摄的图像进行识别、判断，当出现移动物体时可以向主控单元发出第一监测信号。
27.其中，人员识别单元为红外感应报警头，当摄像装置拍摄到移动物体时发出报警信号，同时识别信号传输模块将第一监测信号发送给主控单元。在感应区域内通过红外感应到有移动物体经过，报警器会发出报警信号，识别信号传输模块可以输出标准的电平，将第一监测信号发送给主控单元。
28.其中，人员识别单元为ai摄像头，识别信号传输模块包括：分析模块，可以将摄像头拍摄的范围划分为危险区域和安全区域，判断是否有移动物体进入危险区域，并且对移动物体进行跟踪；识别模块，可以识别移动物体是人员还是其他物体；预警模块，根据分析模块和识别模块的信号，当判断有人员进入危险区域时预警模块发出警报；传输模块，将第一监测信号发送给主控单元。ai摄像头集成了摄像装置和识别信号传输模块，可以通过分析模块摄像区域内设置划分异物侵入的界限，当摄像装置监控区域内有侵入时会产生报警信号，识别信号传输模块能够在本地完成分析、识别、预警输出的功能，实现对异物的精确
检测、跟踪，和对人体检测分析识别，实时预警周界区域内人员入侵事件，不需要另外配置分析管理服务器，从而节省成本。
29.其中，设备连锁单元包括：设备信号处理器，将设备运行状态和运行位置的信息处理为信号进行传输；连接设备信号处理器与主控单元的连锁线，通过连锁线传输设备运行状态和运行位置的信号给主控单元。设备连锁线获取的设备关键状态，如运行状态、运行位置、运行路径等，将该信息通过设备信号处理器作为第二监测信号发送给主控单元。
30.其中，报警单元包括：语音报警器；语音报警器在行车作业路径上发生危险状况时播放“行车靠近作业区域，注意安全”；语音报警器在电瓶车行驶路径上发生危险状况时播放“电瓶车驶入，注意规避”。报警单元通过电脑将预先录制好的语音信息存入报警单元中，根据主控单元传输过来的报警信号播放不同语音；根据不同应用场景，可以提前录制多种语音报警内容。
31.其中，所述报警单元设置在移动的作业设备上。设备处于运动状态时位置不停的发生变化，人员识别单元和报警单元安装在设备上，监控区域不断变化，当设备周边出现异物时，人员识别单元将第一监控信号发送给主控单元，主控单元判断如果存在潜在的危险，会输出报警信号或停止设备运行的指令。
32.其中，报警单元设置在固定的作业区域。当其他运动设备进入该区域时，区域内的人员就处于危险状态，此时人员识别单元将第一监控信号发送给主控单元，主控单元会输出报警信号或停止设备运行的指令，提醒区域内的人员远离运动设备。
33.其中，其特征在于，包括步骤：s1，主控单元接收第一监测信号，判断移动物体是人还是其他设备；s2，主控单元接收第二监测信号，根据作业设备的工作位置实时认定安全区域与危险区域；s3，结合第一监测信号和第二监测信号判断是否需要发出报警信号；s4，主控单元再次接收第一监控信号和第二监控信号，若移动物体继续靠近危险区域中心，主控单元向设备连锁单元发出停止设备运行的指令；s5，主控单元再次接收第一监控信号和第二监控信号，若移动物体已经远离危险区域，主控单元不向设备连锁单元发出指令，或者向设备连锁单元发出启动设备运行的指令。由于安全区域和危险区域不再是固定不变的，通过这种方法可以进行是否为安全区域的判定，通过主控单元和第一监测信号有效判定人员是否进入警戒的区域，无人员进入则不报警、不停机，报警信号采用明确提示的语音信息，更能引起操作人员的注意和警惕。
34.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种动态安全保护系统，其特征在于，包括：人员识别单元，用于监测特定区域，当识别到移动物体时发出第一监测信号；设备连锁单元，用于监测设备运行状态和运行位置，发出第二监测信号；主控单元，用于接收所述第一监测信号和所述第二监测信号，判断是否存在移动物体靠近运行设备的危险状况；当判断危险状况出现，发出报警信号；发出所述报警信号后若收到第一监测信号和第二监测信号显示危险仍在发生，所述主控单元向所述设备连锁单元发出停止设备运行的指令；发出所述报警信号后若收到第一监测信号和第二监测信号显示危险已经结束，所述主控单元则不向所述设备连锁单元发出指令，或者向所述设备连锁单元发出启动设备运行的指令；报警单元，用于接收所述主控单元发出的报警信号，发出警报。2.根据权利要求1所述的一种动态安全保护系统，其特征在于，所述报警信号根据作业设备和危险区域不同，包括多种报警信号。3.根据权利要求1所述的一种动态安全保护系统，其特征在于，所述人员识别单元包括：固定设置在特定区域的摄像装置；识别信号传输模块。4.根据权利要求3所述的一种动态安全保护系统，其特征在于，所述人员识别单元为红外感应报警头，当所述摄像装置拍摄到移动物体时发出报警信号，同时识别信号传输模块将第一监测信号发送给主控单元。5.根据权利要求3所述的一种动态安全保护系统，其特征在于，所述人员识别单元为ai摄像头，所述识别信号传输模块包括：分析模块，可以将摄像头拍摄的范围划分为危险区域和安全区域，判断是否有移动物体进入危险区域，并且对移动物体进行跟踪；识别模块，可以识别移动物体是人员还是其他物体；预警模块，根据分析模块和识别模块的信号，当判断有人员进入危险区域时预警模块发出警报；传输模块，将第一监测信号发送给主控单元。6.根据权利要求1所述的一种动态安全保护系统，其特征在于，所述设备连锁单元包括：设备信号处理器，将设备运行状态和运行位置的信息处理为信号进行传输；连接所述设备信号处理器与所述主控单元的连锁线，通过连锁线传输设备运行状态和运行位置的信号给主控单元。7.根据权利要求2所述的一种动态安全保护系统，其特征在于，所述报警单元包括：语音报警器；所述语音报警器在行车作业路径上发生危险状况时播放“行车靠近作业区域，注意安全”；所述语音报警器在电瓶车行驶路径上发生危险状况时播放“电瓶车驶入，注意规避”。
8.根据权利要求1所述的一种动态安全保护系统，其特征在于，所述报警单元设置在移动的作业设备上。9.根据权利要求1所述的一种动态安全保护系统，其特征在于，所述报警单元设置在固定的作业区域。10.一种动态安全保护方法，其特征在于，基于权利要求1～9所述的一种动态安全保护系统，包括步骤：s1，主控单元接收第一监测信号，判断移动物体是人还是其他设备；s2，主控单元接收第二监测信号，根据作业设备的工作位置实时认定安全区域与危险区域；s3，结合第一监测信号和第二监测信号判断是否需要发出报警信号；s4，主控单元再次接收第一监控信号和第二监控信号，若移动物体继续靠近危险区域中心，主控单元向设备连锁单元发出停止设备运行的指令；s5，主控单元再次接收第一监控信号和第二监控信号，若移动物体已经远离危险区域，主控单元不向设备连锁单元发出指令，或者向设备连锁单元发出启动设备运行的指令。

技术总结
本申请提供一种动态安全保护系统及方法，与现有技术相比，包括：包括：人员识别单元，用于监测特定区域，当识别到移动物体时发出第一监测信号；设备连锁单元，用于监测设备运行状态和运行位置，发出第二监测信号；主控单元，用于接收第一监测信号和第二监测信号，判断是否存在移动物体靠近运行设备的危险状况；当判断危险状况出现，发出报警信号；发出报警信号后若收到第一监测信号和第二监测信号显示危险仍在发生，主控单元向设备连锁单元发出停止设备运行的指令；发出报警信号后若收到第一监测信号和第二监测信号显示危险已经结束，主控单元则不向设备连锁单元发出指令，或者向设备连锁单元发出启动设备运行的指令；报警单元，用于接收主控单元发出的报警信号，发出警报。相较于现有技术而言，克服了现有技术保护效果有待提高的不足，解决现有技术希望提高保护效果的问题。的问题。的问题。


技术研发人员：冯延松 陈琦
受保护的技术使用者：中铁山河工程装备股份有限公司
技术研发日：2022.12.12
技术公布日：2023/7/4