DE4201116A1

DE4201116A1 - Aufstiegsueberwachung

Info

Publication number: DE4201116A1
Application number: DE19924201116
Authority: DE
Inventors: Dieter W Dr Ing Vetterkind
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-01-17
Filing date: 1992-01-17
Publication date: 1993-07-22

Description

Die Erfindung besteht in einer Überwachung des Aufstieges von Personen aus großräumigen Gruben oder Schächten in die darüber befindliche Ebene oder Räume, bestehend aus:

1. einer überwachten Rolljalousie (zur Überwachung des Aufstie ges an Stellen, die keine störende technische Einrichtung, z. B. Fördereinrichtung, enthalten)
2. zusätzlich einer Detektionseinrichtung mit gezielter Aus blendung räumlich störender technischer Einrichtungen, z. B. Fördereinrichtungen
3. ergänzend einer spezialisierten Oberflächen-/Volumen-/Gestalt- Detektion.

Diese Aufstiegsüberwachung ist mit ihren Bestandteilen in Bild 1 in einem Beispiel dargestellt samt zugehöriger Gegebenheiten. Hierbei handelt es sich um einen unterirdischen und Wasser (W) führenden Kanal (K), die Betonwände (B) der Grube, eine Auf stiegsleiter (L), einen Grobrechen (GR) zwecks Abfangens von Schwemmgut, eine (schräg) auf- und abwärts fahrbare Schaufel (Sch) zwecks Mitnahme (vom Grobrechen) und Aufwärtsbefördern der Schwemmgüter sowie die Abkippvorrichtung (AK) und das Förderband (FB) für das hochgeförderte und weiterzubefördernde Schwemmgut. Darüber hinaus sind in Bild 1 die überwachte Rolljalousie (RJ) mit Motorantrieb (MA) und Stellungskontakten (STK), die zusätz liche Detektionseinrichtung (ZDET) und die ergänzende Oberflä chen-/Volumen-/Gestalt-Detektion (UVGDET) zu erkennen.

In Bild 2 ist die überwachte Rolljalousie (RJ), eingepaßt in die Grubenöffnung, dargestellt. Sie besteht aus Gliederzug (GLZ), parallelen Rohren (PRO), Innenüberwachung der Rohre (IÜ), elek trischen Versorgungs- und Meldekabeln (KAB), Führungsschiene (FS), Stellungskontakten (STK1, STK2, STK3), Aufwickelanlage (AW) und Motorantrieb (MA).

In Bild 3 ist die Wirkungsweise der zusätzlichen Detektionsein richtung (ZDET) im Beispiel dargestellt. Hiernach erfassen die in einer Zeile (oder Mehrfach-Zeile) angeordneten rezeptiven Felder 1 (RF1) innerhalb des von der o. g. überwachten Rolljalousie (RJ) freigelassenen (oder freigegebenen) waagerechten Spaltes (SP) jeden in diesen Spalt von unten/oben/schräg eindringenden Gegen stand (ab bestimmter Größe), und es wird ein interner Voralarm in der Auswerteeinrichtung gesetzt. Handelt es sich hierbei jedoch z. B. um die diesen Spalt passierende aufwärts fahrende Schaufel (Sch) für das Schwemmgut, so wird über eine Auswerte einrichtung eine vorprogrammierte (oder gelernte) Analyse der überwachenden rezeptiven Felder 2 (RF2) mit dem Ziel vorgenommen, daß festgestellt wird innerhalb eines Zeitfensters, ob es sich um den Querschnitt der Schaufel (Sch) handelt (ein Alarm wird unterdrückt) oder nicht (Alarm wird durchgeschaltet).

Werden jedoch (zusätzlich) innerhalb oder außerhalb des o. g. Zeitfensters auch weitere rezeptive Felder 3 (RF3) angesprochen, (d. h. z. B. in der Umgebung der Schaufel durch angehängte Person), so entsteht ebenfalls Alarm. Bei abwärts fahrender Schaufel tritt eine sinngemäß ähnliche Auswertung in Aktion. Die entstehenden Alarme können ferner somit nach Herkunftsart (Eindringen ohne Schaufel; Eindringen benachbart mit Schaufel etc.) unterschieden werden.

Die Strahlengänge der Lichtwellen in der zusätzlichen Detektion (ZDET) sowie die Ausbildung der rezeptiven Felder (RF) sind ebenfalls aus Bild 2 und Bild 3 zu ersehen. Hierzu sind jeweils (getaktete oder modulierte) (Infrarot-)Lichtquellen (LQ) samt Strahloptik (STOP) sowie erzeugte Lichtstrahlen (LI) und Licht empfangsoptiken (LEOP) sowie Lichtdetektoren (LID) erforderlich.

In Bild 4 ist die Wirkungsweise der Oberflächen-/Volumen-/ Gestalts-Detektion (OVGDET) erläutert. Hierbei werden die Mikro wellen (MW) oder Ultraschallwellen (US) in einer (getakteten oder modulierten) Quelle (Q) erzeugt und mit Hilfe einer Fokussierein richtung (FOK) gebündelt von schräg oben auf die Höhlung (d. h. Innenseite) der Schaufel (Sch) gerichtet. Die Detektionsmessungen (Laufzeit, Intensität und Spektrum der reflektierten Wellen) finden innerhalb sehr kurzer Zeit statt, wenn die Schaufel eine vorher festgelegte Stellung K₁ erreicht hat. Die vergleichbar langsame Bewegung der in Aktion befindlichen Schaufel stört hier bei nicht.

Auf diese Weise werden die in der Höhlung ggf. befindlichen grö ßeren bzw. kompakten Gegenstände erkannt. Es ist nötig, mehrere dieser Mikrowellenstrecken (oder Ultraschallstrecken) in Reihe anzuordnen, um einerseits die volle Länge der Schaufel (Sch) abzudecken und um andererseits eine gute Auswertesicherheit zu erhalten infolge lokaler Oberflächen-/Volumen-/Gestalts-Differen zen (verursacht durch eben die in der Schaufelhöhlung befindli chen größeren bzw. kompakten Gegenstände).

Mit Hilfe der o. g. Oberflächen-/Volumen-/Gestalts-Detektion (OVGDET) kann die Existenz größerer bzw. kompakter Gegenstände, die sich in der Höhlung der (aufwärts bewegten) Schaufel befin den, erkannt werden. Bei geeigneter Wahl der zugehörigen Aus werteeinheit, z. B. Einsatz eines (lernfähigen) künstlichen neutralen Netzes (KNN), können aus den Messungen der reflek tierten Mikrowellen (oder Ultraschallwellen) die in der Schau felhöhlung erkannten Gegenstände nach Art unterschieden (klassi fiziert) werden (z. B. in Äste, Heu, Holzstücke, Kunststoffkör per, Metallbehälter, Person).

In Bild 4 sind die Verschaltung und Auswertung der überwachten Rolljalousie, der zusätzlichen Detektion und der Oberflächen-/ Volumen-/Gestalt-Detektion dargestellt.

Claims

Die Erfindung besteht aus einer Überwachung des Aufstieges von Personen aus Gruben oder Schächten, dadurch gekennzeichnet, daß
1. mit Hilfe einer überwachten Rolljalousie der Aufstieg an den Stellen überwacht wird, die keine störenden technischen Ein richtungen (z. B. Fördereinrichtung) enthalten
2. die nach A1 gekennzeichnete Rolljalousie entsprechend Bild 1 und Bild 2 aus einer Aufwickelanlage (AW) mit Motorantrieb (MA) einem Gliederzug (GLZ) parallelen Rohren (PRO) Innenüberwachung der Rohre (IÜ) , elektrischen Versorgungs- und Meldekabeln (KAB) , Führungsschiene (FS) und Stellungskontakten (STK1, STK2, STK3) besteht
3. die Innenüberwachung der Rohre (IÜ) aus Lichtsendern (S; be stehend aus Lichtquelle und Strahlenoptik) und Lichtempfängern (E; bestehend aus Lichtempfangsoptik und Lichtdetektor) besteht
4. mit Hilfe einer zusätzlichen Detektionseinrichtung (ZDET) unter gezielter Ausblendung räumlich störender Einrichtungen (z. B. Fördereinrichtungen) eine weitere Überwachung des von der Rolljalousie freigelassenen Spaltes stattfindet (siehe beispielhaft Bild 1)
5. die nach A4 gekennzeichnete zusätzliche Detektion (ZDET) entsprechend den Bildern 1 und 3 aus den jeweils einzeilig oder mehrzeilig angeordneten rezeptiven Feldern F1, RF2 und RF3 besteht
6. die nach AS gekennzeichneten rezeptiven Felder RF1, RF2 und RF3 aus senkrecht zur Zeichenebene (siehe Bilder 1 und 3) ver laufenden getakteten oder modulierten (Infrarot-) Licht strahlen bestehen
7. die nach A6 gekennzeichneten Lichtstrahlen von (Infrarot-) Lichtquellen (LQ) erzeugt, über Strahloptiken (STOP) geleitet und über Lichtempfangsoptiken (LEOP) empfangen und mit Hilfe von Lichtdetektoren (LID) nachgewiesen werden
8. entsprechend Bild 1 und Bild 2 das nach A6 gekennzeichnete rezeptive Feld RF1 innerhalb des von der Rolljalousie (RJ) freigelassenen (oder freigegebenen) waagerechten Spaltes (SP) jeden von unten/oben/schräg eindringenden Gegenstand (ab be stimmter Größe) entdeckt und einen internen Voralarm in der Auswerteeinrichtung setzt
9. entsprechend Bild 1 und Bild 2 mit Hilfe des rezeptiven Fel des F2 (A5, A6) über die Auswerteeinrichtung eine vorprogram mierte (oder gelernte) Analyse mit dem Ziel vorgenommen wird, innerhalb eines Zeitfensters festzustellen, ob es sich bei dem das Feld RF2 durchlaufenden Gegenstand um den Querschnitt der hier beispielsweise betrachteten auf- oder absteigenden Schau fel (Sch) handelt (und daß hierbei nach dem Voralarm (A8) der eigentliche Alarm unterdrückt wird) oder nicht (und daß hier bei nach dem Voralarm (A8) ein scharfer Alarm ausgelöst wird)
10. entsprechend Bild 3 mit Hilfe des rezeptiven Feldes F3 über die Auswerteeinrichtung erkannt wird, ob bei aufwärts fah render Schaufel in deren Umgebung (z. B. durch Anhängen an die Schaufel) ein Gegenstand vorhanden ist, der ebenfalls nach oben fährt, und daß hierbei ein Alarm ausgelöst wird; hier bei wird von der Auswerteeinrichtung unterschieden, ob ein Eindringen ohne Schaufel oder benachbart mit Schaufel statt findet
11. mit Hilfe einer Oberflächen-/Volumen-/Gestalts-Detektion (OVGDET) und der Auswerteeinrichtung entsprechend Bild 1 und Bild 4 in der Schaufel befindliche Gegenstände bzgl. Oberfläche, Volumen und Gestalt analysiert werden
12. die nach A11 gekennzeichneten Oberflächen-/Volumen-/Ge stalts-Detektoren (OVGDET) realisiert werden durch gerichtete Mikrowellenbündel (MW) oder Ultraschallwellenbündel (US) die jeweils durch eine getaktete oder modulierte Quelle (Q) erzeugt werden, mit Hilfe einer Fokussiereinrichtung (FOK) gebündelt von schräg oben auf die Höhlung (d. h. Innenseite) der Schaufel (Sch) gerichtet werden und nach Reflexion an dem in der Schaufel befindlichen Gegenstand bzgl. Laufzeit, In tensität und Spektrum detektiert werden und in der Auswer teeinrichtung eine Verrechnung der Detektionssignale erfolgt
13. die nach A12 gekennzeichneten Detektionsmessungen bei vorher festgelegter Stellung der Schaufel stattfinden und innerhalb einer sehr kurzen Zeit stattfinden, so daß die vergleichbar langsame Bewegung der in Aktion befindlichen Schaufel hier bei nicht stört
14. die nach A11 bis A12 gekennzeichnete Oberflächen-/Volumen-/ Gestalts-Detektion in Form mehrerer parallel angeordneter Mikrowellen- oder Ultraschallwellenstrecken ausgebildet wird, so daß einerseits die volle Länge der Schaufel (Sch) abgedeckt wird und andererseits eine gute Auswertesicherheit erhalten wird (infolge der lokalen Oberflächen-/Volumen-/Gestalts differenzen der realen in der Schaufelhöhlung befindlichen größeren bzw. kompakten Gegenstände)
15. mit Hilfe der nach A11 bis A14 beschriebenen Oberflächen /Volumen-/Gestalts-Detektion (OVGDET) die Existenz größerer bzw. kompakter Gegenständen die sich in der Höhlung der (aufwärts bewegten) Schaufel befinden, mit Hilfe einer geeigneten Auswerteeinheit (z. B. künstliches neuronales Netz (KNN)) erkannt werden und nach Art (z. B. Äste, Heu, Holzstücke, Kunststoffkörper, Metallbehälter, Person) unterschieden werden können
16. die überwachte Rolljalousie (RJ; siehe A1 bis A3), die zusätzliche Detektion (ZDET; siehe A4 bis A10 ) und die Ober flächen-/Volumen-Gestalts-Detektion (OVGDET) (siehe A11 bis A15) sind entsprechend Bild 4 in der Art verschaltet, daß die Rolljalousie (RJ) bei Verletzung ihrer Integrität über ihre Auswerteeinheit (Modul 1) einen scharfen Alarm A1 auslöst, die zusätzliche Detektion (ZDET) aber ihre Auswerteeinheit (Modul 2) über einen Voralarm einen berechtigten scharfen Alarm A2 auslöst und die Oberflächen-/Volumen-/Gestalts- Detektion (OVGDET) über deren Auswerteeinheit (Modul 3) eine Analyse durchführt hinsichtlich des Vorhandenseins und der Art von im Innern der Schaufel befindlichen Gegen ständen (und zwar dann, wenn die Schaufel eine vorher fest gelegte Stellung durchfährt)
17. aufgrund der von der Oberflächen-/Volumen-/Gestalts-Detek tion erkannten und nach Art klassifizierten (in der Schau fel befindlichen) Gegenstände ein definierter Alarm A3 (z. B. bei Erkennen eines großen Gegenstandes, der in der Schaufel liegt) von der zugehörigen Auswerteeinheit (Modul 3) ausgelöst wird
18. der Modul 1 eine Elektronik ist, der Modul 2 entweder eine Elektronik oder ein künstliches neuronales Netz (KNN) ist sowie der Modul 3 aus einer Elektronik und einem künstlichen neuronalen Netz (KNN) besteht.