Итерационный способ поиска пострадавших под завалами



Итерационный способ поиска пострадавших под завалами
Итерационный способ поиска пострадавших под завалами

 


Владельцы патента RU 2584982:

Широков Игорь Борисович (RU)

Итерационный способ поиска пострадавших под завалами относиться к области обеспечения безопасности работ в горнодобывающей промышленности и может использоваться для определения местоположения персонала оказавшегося под завалами в результате чрезвычайной ситуации.

Новым в итерационном способе увеличения точности поиска пострадавших под завалами является снабжение всего персонала шахты радиомаяками и организация поисковой группы, которую снабжают устройством активации радиомаяков и устройствами поиска в количестве трех штук. При этом вычисление координат объекта поиска осуществляют итерационными методами.

Устройство активации возбуждает переменное низкочастотное магнитной поле с одной частотой и заданной мощности. Радиомаяком персонала шахты это переменное магнитное поле улавливают и при превышении этого поля некоторого порогового уровня радиомаяком возбуждают переменное низкочастотное магнитное поле с другой частотой. Подвижными катушками с ферромагнитными сердечниками поисковых устройств это переменное низкочастотное магнитное поле улавливают, усиливают полученный на выходе катушек электрический сигнал и измеряют его уровень. Вращая подвижные катушки с электромагнитными сердечниками, добиваются получения максимальных показаний измерителя уровня, при этом запоминают положение катушки. По измеренным уровням сигнала с помощью предварительно снятых номограмм определяют расстояние от каждого из поисковых устройств до радиомаяка, которые соответствуют соосному расположению катушек поисковых устройств и радиомаяка. С помощью зависимости нормировочного коэффициента и угла отклонения относительно соосного расположения катушек осуществляют корректировку измерения дальности, производя последовательно несколько итераций. При известных расстояниях между самими поисковыми устройствами и известных азимутов самих поисковых устройств друг относительно друга, определяют азимуты радиомаяка или объекта поиска от каждого из поисковых устройств. Выбирают тот азимут и расстояние до объекта поиска от того из поисковых устройств, от которого производить спасательные мероприятия наиболее эффективно.

 

Изобретение принадлежит к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для определения местоположения персонала под завалами в шахтах.

Известны способы автоматизированного определения местоположения персонала, например "Унифицированная телекоммуникационная система УТАС" которая содержит кабель, сервер системы позиционирования, программное обеспечение системы (В книге "Способы и средства создания безопасных и здоровых условий труда в угольных шахтах", сборник научных трудов МакНИИ Макеевка, 2005 г. - с. 323-333) или "Система автоматизированного табельного учета и определения местоположения персонала и техники на шахтах и рудниках в комплексе "ТАЛНАХ", которая содержит: контроллеры, считыватели системы позиционирования, излучающий кабель, сервер системы позиционирования, программное обеспечение системы (В журнале "Оборудование для предприятий ТЭК" №8, М., 2006 г., опубл. 10.08.2006). Однако позиционирование объектов (персонала и транспортных средств) по этим системам осуществляется с точностью, обусловленной дискретностью установки считывателей системы позиционирования и реально составляет 100-200 м. Кроме того, система работает только в пределах прямой видимости объекта позиционирования и считывателя и практически непригодна в случае возникновения обвала горной породы, являющегося непреодолимым препятствием для радиосигналов с принятыми в описанных системах длинами волн.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению можно отнести патент Украины на изобретение № 86558, опубликованный 27.04.09, бюллетень № 8.

По этому способу поиска людей под завалами горных пород каждого человека из числа персонала шахты снабжают радиомаяком. В случае аварии поиск пострадавших осуществляет специальная группа спасателей, которую снабжают поисковым оборудованием, состоящим из четырех частей. Поисковое оборудование состоит из устройства активации радиомаяков и трех поисковых устройств. Устройство активации предназначено для излучения переменного магнитного поля с частотой f1. Состоит устройство активации из генератора непрерывных низкочастотных колебаний с частотой f1 требуемой мощности и неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником.

Располагают устройство активации в непосредственной близости от места проведения спасательных мероприятий. Мощность излучения переменного магнитного поля должна быть достаточной для того, чтобы это переменное магнитное поле можно было бы принять радиомаяками, находящимися в зоне проведения спасательных мероприятий. В каждом из радиомаяков это переменное магнитное поле принимают, усиливают и оценивают его уровень. При превышении этого уровня некоторого порогового значения в радиомаяке включают генератор непрерывных низкочастотных колебаний с частотой f2, т.е. осуществляют активацию радиомаяка. Эти колебания подают на клеммы неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником, которую располагают в радиомаяке, и излучают тем самым переменное магнитное поле с частотой f2. Это переменное магнитное поле с частотой f2 улавливают тремя подвижными катушками с ферромагнитными сердечниками трех поисковых устройств, в каждом своей катушкой. Принятые поисковыми устройствами сигналы усиливают в узкой полосе частот, выпрямляют и подают на измерители уровня каждого из поисковых устройств. Далее осуществляют вращение подвижных катушек поисковых устройств и измеряют уровень принимаемого сигнала, при этом вращением катушек добиваются появления максимального уровня измеренного сигнала для каждого из поисковых устройств. При этом азимут объекта поиска не измеряют, поскольку в ближней зоне излучающей катушки с ферромагнитным сердечником этого сделать невозможно, поскольку совершенно невозможно предугадать в каком положении окажется излучающая катушка радиомаяка. При этом само положение излучающей катушки с ферромагнитным сердечником радиомаяка не имеет значения. Поскольку уровень принятого сигнала однозначно связан с расстоянием до источника излучения известной зависимостью, которую предварительно снимают и запоминают, то по измеренным уровням сигналов в каждом из поисковых устройств определяют три расстояния до радиомаяка от каждого из трех поисковых устройств соответственно. Поскольку взаимное расположение всех трех поисковых устройств известно, известны расстояния между ними и их азимуты друг относительно друга, то по полученным трем расстояниям от поисковых устройств до объекта поиска решают обычную тригонометрическую задачу и получают три азимута объекта поиска от каждого из трех поисковых устройств соответственно. Для проведения спасательных мероприятий выбирают тот азимут и то расстояние до объекта поиска от того поискового устройства, от которого производить эти спасательные мероприятия наиболее эффективно.

Однако описанный способ поиска людей под завалами имеет ряд недостатков, снижающих его эффективность на практике.

Наведенный сигнал однозначно связан с расстоянием между приемной и передающей катушками следующей зависимостью

где L - расстояние между катушками, м; K - коэффициент пропорциональности, имеющий размерность В·м3, зависящий от амплитуды напряжения возбуждения передающей катушки, частоты возбуждения, числа витков обоих катушек, их диаметра, длины и проницаемости ферромагнитных сердечников; φ0 - начальная фаза низкочастотных колебаний; f2 - частота сигнала радиомаяка.

Приведенная формула справедлива при условии, когда катушки имеют максимальный коэффициент взаимной индукции. Такая ситуация возможна при соосном ориентировании катушки радиомаяка и катушки поискового устройства. Как было описано в прототипе, была построена номограмма, по которой по измеренному значению уровня принимаемого сигнала определялось расстояние от подвижной катушки поискового устройства до катушки радиомаяка. Данная номограмма строилась исходя из соосного расположения принимающей и передающей катушек, так как такое расположение соответствует максимальному уровню принимаемого сигнала.

Однако при настройке на максимум принимаемого сигнала подвижная катушка поискового устройства и катушка радиомаяка не всегда будут ориентированы соосно. Если положение катушки поискового устройства мы можем изменять нужным образом, то катушка радиомаяка занимает абсолютно произвольное положение в пространстве, так как она находится у объекта, который нам нужно найти. Такое замечание очень важно, так как отклонение от соосного взаимного расположения катушек ведет к уменьшению уровня принимаемого сигнала, а следовательно, к увеличению вычисляемого расстояния, фактическое значение которого остается неизменным. При этом случаю, когда оси катушек параллельны друг другу, соответствует минимальный уровень принимаемого сигнала, соответственно максимальное значение вычисляемой дальности. Разница между максимальным уровнем в случае соосного расположения катушек и минимальным уровнем в случае параллельного расположения катушек незначительна, к тому же следует учитывать кубическую зависимость уровня сигнала от расстояния, что делает эту разницу еще менее существенной, но она существует. Таким образом, коэффициент K является не только коэффициентом пропорциональности, но также должен учитывать отклонения положения катушек относительно соосного расположения.

Крайне необходимо производить поиск с большой точностью, так как погрешность измерения дальности ведет к погрешности определения азимута. В связи с этим, оперативность поиска может быть существенно снижена, что снизит эффективность поиска как такового.

В основу изобретения поставлена задача определения азимута и расстояния до объекта поиска, находящегося под толщами пород. Она решается благодаря тому, что первоначально генерируют непрерывные низкочастотные колебания с частотой f1, причем эти колебания подают на клеммы первой неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником и излучают тем самым переменное магнитное поле с частотой f1, при этом первую катушку с ферромагнитным сердечником располагают в непосредственной близости от предполагаемого объекта поиска, при этом переменное магнитное поле с частотой f1 улавливают второй неподвижной катушкой с ферромагнитным сердечником, которую устанавливают в радиомаяке объекта поиска, после чего сигнал, снимаемый с клемм второй катушки с ферромагнитным сердечником усиливают в узкой полосе частот, выпрямляют и оценивают его уровень, причем при превышении выпрямленного сигнала постоянного тока некоторого порогового уровня начинают генерировать непрерывные низкочастотные колебания с частотой f2, которые подают на клеммы третьей неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником, которую также располагают в радиомаяке объекта поиска, и излучают тем самым переменное магнитное поле с частотой f2, при этом переменное магнитное поле с частотой f2 улавливают четвертой подвижной катушкой с ферромагнитным сердечником, которую располагают в первом поисковом устройстве, причем это же переменное магнитное поле с частотой f2 улавливают пятой подвижной катушкой с ферромагнитным сердечником, которую располагают во втором поисковом устройстве, причем это же переменное магнитное поле с частотой f2 улавливают шестой подвижной катушкой с ферромагнитным сердечником, которую располагают в третьем поисковом устройстве, причем сами поисковые устройства располагают друг относительно друга на некотором известном расстоянии, причем поисковые устройства располагают не на одной линии, при этом в каждом из трех поисковых устройств производят узкополосное усиление и выпрямление принимаемых подвижными катушками низкочастотных сигналов, причем в каждом из трех поисковых устройств выпрямленный сигнал постоянного тока подают на измеритель уровня сигнала, при этом в каждом из трех поисковых устройств вращают подвижные катушки с ферромагнитными сердечниками: в первом поисковом устройстве - четвертую катушку, во втором - пятую, в третьем - шестую, при этом в каждом из трех поисковых устройств осуществляют измерение уровня принятого, усиленного и выпрямленного низкочастотного сигнала, при этом добиваются появления в каждом из трех поисковых устройств максимального уровня измеренного сигнала, после чего в каждом их трех поисковых устройств эти измеренные уровни сигналов по калибровочным номограммам переводят в расстояния до объекта поиска R1, R2, R3, которые соответствуют соосному ориентированию каждой из трех катушек поисковых устройств относительно неподвижной катушки радиомаяка, при этом полагают, что найденные три расстояния соответствуют максимальному значению нормировочного коэффициента K, что соответствует соосному расположению катушек радиомаяка и поисковых устройств, при этом измерителем угла поворота определяют углы поворота осей катушек поисковых устройств относительно известного направления, например направления на Север магнитного поля Земли, далее по определенным расстояниям R1, R2, R3 вычисляют азимуты объекта поиска относительно известного направления, например направления на Север магнитного поля Земли, после чего для каждого из поисковых устройств находят угол между этим вычисленным азимутом и измеренным азимутом положения осей катушек относительно известного направления, например на Север магнитного поля Земли, при этом этот найденный угол для каждого из поисковых устройств соответствует углу отклонения оси катушки поискового устройства от воображаемой линии, соединяющей поисковое устройство и радиомаяк, т.е. соответствует углу отклонения осей катушек радиомаяка и поискового устройства от соосного направления, при этом по известной зависимости находят значение нормировочного коэффициента K' соответствующего этому углу, причем такую операцию производят для всех трех поисковых устройств, после чего корректируют значения расстояний от поисковых устройств до объекта поиска в соответствии с коэффициентом K' и получают новые уточненные расстояния R1', R2', R3' после чего вычисляют уточненные азимуты объекта поиска относительно каждого из поисковых устройств, после чего находят угол между этим уточненным азимутом и ранее измеренным азимутом положения осей катушек поисковых устройств относительно известного направления, например на Север магнитного поля Земли, и по известной зависимости находят значение нормировочного коэффициента K" соответствующего этому углу и далее вновь корректируют расстояние до объекта поиска, при этом проводят такие итерации до тех пор, пока изменение расстояний и углов при очередной итерации не станет меньше заданной точности измерения дальности и азимута при осуществлении поиска пострадавших под завалом, после чего от каждого из поисковых устройств получают однозначно азимут объекта поиска, при этом используют один из полученных азимутов и расстояние до объекта поиска для осуществления спасательных мероприятий от того поискового устройства, от которого производить спасательные мероприятия наиболее эффективно.

Сравнение предполагаемого изобретения с уже известными способами и прототипом показывает, что заявляемый способ проявляет новые технические свойства, заключающиеся в более точном определении азимута и дальности до объекта поиска, находящегося в завале горных пород в пределах рабочих расстояний, которые реально в шахтах составляют 50-100 м.

Эти свойства предполагаемого изобретения являются новыми, так как в способе-прототипе в силу присущих ему недостатков, заключающихся в невозможности точно определить азимут и дальность до объекта поиска, для осуществления поиска требуются определенные дополнительные материальные и временные затраты.

В предлагаемом способе поиска людей под завалами горных пород каждого человека из числа персонала шахты снабжают радиомаяком. В случае аварии поиск пострадавших осуществляет специальная группа спасателей, которую снабжают поисковым оборудованием, состоящим из четырех частей. Поисковое оборудование состоит из устройства активации радиомаяков и трех поисковых устройств. Устройство активации предназначено для излучения переменного магнитного поля с частотой f1. Состоит устройство активации из генератора непрерывных низкочастотных колебаний с частотой f1 требуемой мощности и неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником. Располагают устройство активации в непосредственной близости от места проведения спасательных мероприятий. Мощность излучения переменного магнитного поля должна быть достаточной для того, чтобы это переменное магнитное поле можно было бы принять радиомаяками, находящимися в зоне проведения спасательных мероприятий. В каждом из радиомаяков это переменное магнитное поле принимают, усиливают и оценивают его уровень. При превышении этого уровня некоторого порогового значения в радиомаяке включают генератор непрерывных низкочастотных колебаний с частотой f2, т.е. осуществляют активацию радиомаяка. Эти колебания подают на клеммы неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником, которую располагают в радиомаяке, и излучают тем самым переменное магнитное поле с частотой f2. Это переменное магнитное поле с частотой f2 улавливают тремя подвижными катушками с ферромагнитными сердечниками трех поисковых устройств, в каждом своей катушкой. Принятые поисковыми устройствами сигналы усиливают в узкой полосе частот, вьшрямляют и подают на измерители уровня каждого из поисковых устройств. Далее осуществляют вращение подвижных катушек поисковых устройств и измеряют уровень принимаемого сигнала, при этом вращением катушек добиваются появления максимального уровня измеренного сигнала для каждого из поисковых устройств. При этом измеряют положения осей катушек каждого из поисковых устройств относительно известного направления, например на Север магнитного поля Земли, при этом это положение фиксируют и запоминают. Положение катушки радиомаяка заранее неизвестно, поэтому на начальной стадии предполагают, что катушки каждого поискового устройства и радиомаяка ориентированы соосно. По известным номограммам определяют расстояния от поисковых устройств до объекта поиска, которые соответствуют соосному расположению приемных и передающей катушек. После чего вычисляют гипотетические направления на положение объекта поиска, то есть радиомаяка, которые совпадают с положениями осей подвижных катушек поисковых устройств. Эти направления являются линиями отсчета при корректировке определяемых дальностей и азимутов объекта поиска.

При определении расстояний коэффициент K, входящий в формулу (1), рассматривают как нормировочный коэффициент, который учитывает взаимное расположение катушек. Минимальное значение коэффициента K соответствует параллельному взаимному расположению осей катушек. При таком расположении угол θ между прямой, соединяющей центры этих катушек, и прямой, совпадающей с осью каждой из катушек равен 90°. При соосном расположении катушек θ=0°. При таком расположении коэффициент K имеет максимальное значение. Экспериментальным путем снимают номограмму зависимости нормировочного коэффициента K от угла θ. С помощью этой зависимости имеют возможность корректировать значение дальности и соответственно азимута объекта поиска.

Таким образом, при первом измерении получают три расстояния R1, R2 и R3, которым соответствует максимальное значение нормировочного коэффициента K или угол θ=0°. Далее определяют три азимута объекта поиска, решая обычную тригонометрическую задачу. Определив азимуты объекта поиска, определяют угол отклонения осей катушек поисковых устройств от соосного направления и, проводя первую итерацию, уточняют расстояния R1, R2 и R3, используя зависимость K(θ). Очевидно при этом, что происходит смещение определяемых азимутов относительно гипотетического направления, соответствующего соосному расположению, на угол θ для каждого из поисковых устройств свой. Для новых расстояний R1', R2' и R3' вновь определяют три азимута объекта поиска и три угла отклонения осей катушек поисковых устройств от соосного направления. Проводя вторую итерацию, вновь уточняют расстояния R1", R2" и R3", используя ту же зависимость K(θ), и вновь уточняют три азимута объекта поиска и соответственно три угла отклонения осей катушек поисковых устройств от сосной линии. Производят итерации до тех пор, пока изменение расстояний и углов при каждой последующей итерации не станет меньше требуемой точности определения дальности и азимута объекта поиска.

Для проведения спасательных мероприятий выбирают тот азимут и то расстояние до объекта поиска от того поискового устройства, от которого производить эти спасательные мероприятия наиболее эффективно.

Указанный способ поиска пострадавших под завалами можно реализовать с помощью устройства, приведенного на фиг. 1.

Устройство поиска пострадавших под завалами состоит из устройства активации, радиомаяка и устройств поиска и содержит генераторы низкочастотных колебаний 1 и 2, неподвижные катушки с ферромагнитными сердечниками 3, 4 и 5 подвижные катушки с ферромагнитными сердечниками 6, 7 и 8, узкополосные усилители низкочастотных сигналов 9, 10, 11 и 12, выпрямители 13, 14, 15и 16, пороговое устройство 17, измерители уровня 18, 19 и 20, измерители угла поворота продольных осей катушек с ферромагнитным сердечником поисковых устройств вокруг их осей вращения относительно некоторого известного направления, например на Север магнитного поля Земли, 21, 22 и 23, которые впоследствии будем называть измерители азимута.

Выход генератора низкочастотных колебаний 1 соединен с выводами неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником 3, выводы неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником 4 соединены с входом узкополосного усилителя низкочастотных сигналов 9, выход которого соединен с входом выпрямителя 13, выход которого соединен со входом порогового устройства 17, выход которого соединен с входом управления низкочастотного генератора 2, выход которого соединен с выводами неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником 5, при этом выводы подвижной катушки с ферромагнитным сердечником 6 соединены с входом узкополосного усилителя низкочастотных сигналов 10, при этом выводы подвижной катушки с ферромагнитным сердечником 7 соединены с входом узкополосного усилителя низкочастотных сигналов 11, при этом выводы подвижной катушки с ферромагнитным сердечником 8 соединены с входом узкополосного усилителя низкочастотных сигналов 12, при этом выход узкополосного усилителя низкочастотных сигналов 10 соединен с входом выпрямителя 14, при этом выход узкополосного усилителя низкочастотных сигналов 11 соединен с входом выпрямителя 15, при этом выход узкополосного усилителя низкочастотных сигналов 12 соединен с входом выпрямителя 16, при этом выход выпрямителя 14 соединен с входом измерителя уровня 18, при этом выход выпрямителя 15 соединен с входом измерителя уровня 19, при этом выход выпрямителя 16 соединен с входом измерителя уровня 20, при этом ось вращения подвижной катушки с ферромагнитным сердечником 6 соединена с входом измерителя азимута 21, ось вращения подвижной катушки с ферромагнитным сердечником 7 соединена с входом измерителя азимута 22, при этом ось вращения подвижной катушки с ферромагнитным сердечником 8 соединена с входом измерителя азимута 23.

Работает устройство, реализующее способ поиска пострадавших под завалами следующим образом.

Генератор низкочастотных колебаний 1 формирует низкочастотные колебания с частотой f1 требуемой мощности, которые возбуждают с помощью неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником 3 переменное низкочастотное магнитное поле с частотой f1. Это переменное низкочастотное магнитное поле улавливают неподвижной катушкой с ферромагнитным сердечником 4, которая входит в состав радиомаяка. Сигнал с выводов этой неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником 4 подают на вход узкополосного усилителя низкочастотных сигналов 9, который также входит в состав радиомаяка, где принятый сигнал усиливают в узкой полосе частот, отделяя его от индустриальных помех, и подают на выпрямитель 13, входящий в состав радиомаяка. Выпрямленный сигнал подают на вход порогового устройства 17, входящего в состав радиомаяка. При превышении принятого, усиленного и выпрямленного сигнала некоторого порогового уровня пороговое устройство срабатывает и включает генератор непрерывных низкочастотных колебаний 2, входящий в состав радиомаяка. Этот генератор непрерывных низкочастотных колебаний возбуждает с помощью неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником 5, входящей в состав радиомаяка, переменное низкочастотное магнитное поле с частотой f2 заданной интенсивности. Это переменное низкочастотное магнитное поле с частотой f2 улавливают подвижными катушками с ферромагнитными сердечниками 6, 7 и 8, входящими в состав трех поисковых устройств. Далее путем вращения катушек 6, 7 и 8 добиваются получения на выходах 18, 19, 20 максимального уровня сигнала.

Этот сигнал имеет малый уровень и присутствует на фоне индустриальных помех, имеющих как магнитную, так и радиочастотную природы. Эти помехи в шахтах хоть и имеют пониженный уровень, но присутствуют в любом случае.

По этой причине в каждой из поисковых станций производят узкополосное усиление принятого сигнала и отделение его от индустриальных помех с помощью узкополосных низкочастотных усилителей 10, 11 и 12, входящих в состав трех поисковых устройств.

Для измерения уровня принятого сигнала в поисковых станциях производят его выпрямление с помощью выпрямителей 14, 15 и 16, входящих в состав трех поисковых устройств.

Принятые, усиленные и выпрямленные сигналы подают на входы измерителей уровня 18, 19 и 20, входящих в состав трех поисковых устройств.

Далее путем вращения катушек 6, 7 и 8 добиваются получения на выходах 18, 19, 20 максимального уровня сигнала. После того, как получены максимальные значения измеренных уровней принятых сигналов, измерителями азимута 21, 22 и 23 определяют положение подвижных катушек поисковых устройств. После этого по соответствующим номограммам определяют расстояния R1, R2, R3 от каждой из подвижных катушек или от каждого из поисковых устройств до радиомаяка или объекта поиска. Эти расстояния определяют с учетом коэффициента K, который на начальном этапе принимают равным максимальному значению. Решая обычную тригонометрическую задачу, определяют три азимута объекта поиска. После этого находят угол между азимутом объекта поиска относительно первого поискового устройства и углом отклонения оси подвижной катушки 6 относительно гипотетической сосной линии катушек радиомаяка и первого поискового устройства - θ1. При этом находят угол между азимутом объекта поиска относительно второго поискового устройства и углом отклонения оси подвижной катушки 7 относительно гипотетической сосной линии катушек радиомаяка и второго поискового устройства - θ2. При этом находят угол между азимутом объекта поиска относительно третьего поискового устройства и углом отклонения оси подвижной катушки 8 относительно гипотетической сосной линии катушек радиомаяка и третьего поискового устройства - θ3. По экспериментальной зависимости K(θ) определяют значения коэффициентов K1, K2, K3, которые соответствуют углам θ1, θ2, θ3. В соответствии с полученными нормировочными коэффициентами корректируют ранее полученные значения расстояний и получают новые расстояния R1', R2', R3'. После этого аналогичным образом решая обычную тригонометрическую задачу, определяют три азимута объекта поиска и находят углы θ1', θ2' и θ3'. После этого находят соответствующие этим углам коэффициенты K1', K2', K3'. В соответствии с новыми коэффициентами корректируют значения расстояний, полученные на этапе предыдущей итерации, и находят новые значения - Rl", R2", R3". Итерации производят до тех пор, пока изменение расстояний и углов при каждой последующей итерации не станет меньше требуемой точности определения дальности и азимута объекта поиска.

Имея, таким образом, три определенных расстояния от каждого из трех поисковых устройств до объекта поиска соответственно, расстояния между поисковыми устройствами, которые известны заранее, азимуты каждого из поисковых устройств, друг относительно друга, которые также известны заранее, и получают, таким образом, три азимута объекта поиска от каждого из трех поисковых устройств соответственно.

Для проведения спасательных мероприятий выбирают тот азимут объекта поиска и соответственно то расстояние до объекта поиска от того из поисковых устройств, от которого проводить спасательные мероприятия наиболее эффективно.

Таким образом, получают координаты объекта поиска, человека, находящегося под завалом.

Народнохозяйственный эффект от использования предполагаемого изобретения связан с появлением возможности быстро и точно определить координаты человека, находящегося под завалом горной породы. При этом появляется возможность оперативно организовать спасательные мероприятия и обеспечить, тем самым, сохранение жизни людей в лучшем случае, в худшем случае имеется возможность отыскать тела людей уже погибших в результате аварии.

При проведении спасательных мероприятий в большинстве случаев место аварии известно. В этих случаях можно обойтись только двумя поисковыми устройствами. При определении азимутов объекта поиска от двух поисковых устройств описанным способом возникает принципиальная неопределенность в определении азимута. При этом необходимо выбрать азимут от поискового устройства на объект поиска один из двух. Один из азимутов будет указывать на место завала, другой указывать в противоположное направление. Выбрать нужный азимут в этом случае можно организационно.

Итерационный способ поиска людей под завалами, включающий излучение и прием непрерывных низкочастотных колебаний, отличающийся тем, что первоначально генерируют непрерывные низкочастотные колебания с частотой f1, причем эти колебания подают на клеммы первой неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником и излучают тем самым переменное магнитное поле с частотой f1, при этом первую катушку с ферромагнитным сердечником располагают в непосредственной близости от предполагаемого объекта поиска, при этом переменное магнитное поле с частотой f1 улавливают второй неподвижной катушкой с ферромагнитным сердечником, которую устанавливают в радиомаяке объекта поиска, после чего сигнал, снимаемый с клемм второй катушки с ферромагнитным сердечником усиливают в узкой полосе частот, выпрямляют и оценивают его уровень, причем при превышении выпрямленного сигнала постоянного тока некоторого порогового уровня начинают генерировать непрерывные низкочастотные колебания с частотой f2, которые подают на клеммы третьей неподвижной катушки с ферромагнитным сердечником, которую также располагают в радиомаяке объекта поиска, и излучают тем самым переменное магнитное поле с частотой f2, при этом переменное магнитное поле с частотой f2 улавливают четвертой подвижной катушкой с ферромагнитным сердечником, которую располагают в первом поисковом устройстве, причем это же переменное магнитное поле с частотой f2 улавливают пятой подвижной катушкой с ферромагнитным сердечником, которую располагают во втором поисковом устройстве, причем это же переменное магнитное поле с частотой f2 улавливают шестой подвижной катушкой с ферромагнитным сердечником, которую располагают в третьем поисковом устройстве, причем сами поисковые устройства располагают друг относительно друга на некотором известном расстоянии, причем поисковые устройства располагают не на одной линии, при этом в каждом из трех поисковых устройств производят узкополосное усиление и выпрямление принимаемых подвижными катушками низкочастотных сигналов, причем в каждом из трех поисковых устройств выпрямленный сигнал постоянного тока подают на измеритель уровня сигнала, при этом в каждом из трех поисковых устройств вращают подвижные катушки с ферромагнитными сердечниками: в первом поисковом устройстве - четвертую катушку, во втором - пятую, в третьем - шестую, при этом в каждом из трех поисковых устройств осуществляют измерение уровня принятого, усиленного и выпрямленного низкочастотного сигнала, при этом добиваются появления в каждом из трех поисковых устройств максимального уровня измеренного сигнала, после чего в каждом их трех поисковых устройств эти измеренные уровни сигналов по калибровочным номограммам переводят в расстояния до объекта поиска R1, R2, R3, которые соответствуют соосному ориентированию каждой из трех катушек поисковых устройств относительно неподвижной катушки радиомаяка, при этом полагают, что найденные три расстояния соответствуют максимальному значению нормировочного коэффициента К, что соответствует соосному расположению катушек радиомаяка и поисковых устройств, при этом измерителем угла поворота определяют углы поворота осей катушек поисковых устройств относительно известного направления, например направления на Север магнитного поля Земли, далее по определенным расстояниям R1, R2, R3 вычисляют азимуты объекта поиска относительно известного направления, например направления на Север магнитного поля Земли, после чего для каждого из поисковых устройств находят угол между этим вычисленным азимутом и измеренным азимутом положения осей катушек относительно известного направления, например на Север магнитного поля Земли, при этом этот найденный угол для каждого из поисковых устройств соответствует углу отклонения оси катушки поискового устройства от воображаемой линии, соединяющей поисковое устройство и радиомаяк, т.е. соответствует углу отклонения осей катушек радиомаяка и поискового устройства от соосного направления, при этом по известной зависимости находят значение нормировочного коэффициента К' соответствующего этому углу, причем такую операцию производят для всех трех поисковых устройств, после чего корректируют значения расстояний от поисковых устройств до объекта поиска в соответствии с коэффициентом К' и получают новые уточненные расстояния R1', R2', R3', после чего вычисляют уточненные азимуты объекта поиска относительно каждого из поисковых устройств, после чего находят угол между этим уточненным азимутом и ранее измеренным азимутом положения осей катушек поисковых устройств относительно известного направления, например на Север магнитного поля Земли, и по известной зависимости находят значение нормировочного коэффициента К", соответствующего этому углу, и далее вновь корректируют расстояние до объекта поиска, при этом проводят такие итерации до тех пор, пока изменение расстояний и углов при очередной итерации не станет меньше заданной точности измерения дальности и азимута при осуществлении поиска пострадавших под завалом, после чего от каждого из поисковых устройств получают однозначно азимут объекта поиска, при этом используют один из полученных азимутов и расстояние до объекта поиска для осуществления спасательных мероприятий от того поискового устройства, от которого производить спасательные мероприятия наиболее эффективно.



 

Похожие патенты:

Способ поиска пострадавших под завалами относиться к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для определения местоположения персонала под завалами в шахтах. Новым в способе поиска пострадавших под завалами является снабжение всего персонала шахты радиомаяками и организация поисковой группы, которую снабжают устройством активации радиомаяков и устройствами поиска в количестве трех штук. Устройство активации возбуждает переменное низкочастотное магнитной поле с одной частотой и заданной мощности.

Способ поиска пострадавших под завалами относиться к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для определения местоположения персонала под завалами в шахтах. Новым в способе поиска пострадавших под завалами является снабжение всего персонала шахты радиомаяками и организация поисковой группы, которую снабжают устройством активации радиомаяков и устройствами поиска в количестве трех штук. Устройство активации возбуждает переменное низкочастотное магнитной поле с одной частотой и заданной мощности.

Способ функционирования устройства активации и радиомаяка при поиске пострадавших под завалами относиться к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для определения местоположения персонала под завалами в шахтах. Новым в способе поиска пострадавших под завалами является снабжение всего персонала шахты радиомаяками и организация поисковой группы, которую снабжают устройством активации радиомаяков и устройствами поиска.

Способ поиска пострадавших под завалами относиться к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для определения местоположения персонала под завалами в шахтах. Новым в способе поиска пострадавших под завалами является снабжение всего персонала шахты радиомаяками и организация поисковой группы, которую снабжают устройством активации радиомаяков и устройствами поиска в количестве трех штук. Устройство активации возбуждает переменное низкочастотное магнитной поле с одной частотой и заданной мощности.

Способ функционирования маяка и поискового оборудования при поиске пострадавших под завалами относиться к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для определения местоположения персонала под завалами в шахтах. Новым в способе поиска пострадавших под завалами является снабжение всего персонала шахты радиомаяками и организация поисковой группы, которую снабжают устройством активации радиомаяков и устройствами поиска. Устройство активации возбуждает переменное низкочастотное магнитной поле с одной частотой и заданной мощности в течение некоторого короткого промежутка времени.

Способ функционирования устройства активации радиомаяков при поиске пострадавших под завалами относиться к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для определения местоположения персонала под завалами в шахтах. Новым в способе поиска пострадавших под завалами является снабжение всего персонала шахты радиомаяками и организация поисковой группы, которую снабжают устройством активации радиомаяков и устройствами поиска. Устройство активации возбуждает переменное низкочастотное магнитной поле одной частотой и круговой поляризацией заданной мощности.

Датчик перманентного контроля сердечного ритма шахтера относиться к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для перманентного контроля сердечного ритма всего персонала в шахтах, как во время выполнения ими плановых работ, так и при возникновение чрезвычайных ситуаций, повлекших изоляцию персонала шахты за/под завалом горной породы. Новым в датчике перманентного контроля сердечного ритма шахтера является размещение датчика внутри корпуса аккумуляторного блока шахтерского фонаря со стороны его широкой стенки, обращенной к телу шахтера и изготовление датчика в виде автодинного генератора, совмещенного с микрополосковой антенной и содержащего кроме того датчик тока, узкополосный усилитель инфразвуковой частоты, микроконтроллер со встроенным аналого-цифровым преобразователем и получатель информации о сердечном ритме шахтера. Автодинный генератор состоит из полевого транзистора, блокировочного конденсатора и микрополосковой антенной на диэлектрической подложке с экранирующей пластиной, который начинает генерировать колебания при подаче на сток транзистора напряжения постоянного тока.

Способ поиска пострадавших под завалами с учетом произвольной ориентации антенны радиомаяка относиться к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для определения местоположения персонала под завалами в шахтах. Новым в способе поиска пострадавших под завалами является снабжение всего персонала шахты радиомаяками и организация поисковой группы, которую снабжают устройством активации радиомаяков и устройствами поиска в количестве трех штук. Устройство активации возбуждает переменное низкочастотное магнитной поле с одной частотой и заданной мощности.

Способ поиска пострадавших под завалами и дистанционного контроля их сердечного ритма относиться к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для определения местоположения персонала под/за завалами в шахтах и одновременного контроля состояния их здоровья. Новым в способе поиска пострадавших под завалами является снабжение всего персонала шахты радиомаяками, совмещенными с микроволновыми датчиками сердечного ритма и организация поисковой группы, которую снабжают устройством активации радиомаяков и устройствами поиска в количестве трех штук, одно из которых снабжают индикатором состояния здоровья человека. Устройство активации возбуждает переменное низкочастотное магнитной поле с одной частотой и заданной мощности.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в беспроводной системе связи. Технический результат состоит в повышении качества предоставляемого отчета об использовании РЧ-технологии NFC при активации и обмене данными для устройства NFC.

Способ поиска пострадавших под завалами относиться к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для определения местоположения персонала под завалами в шахтах. Новым в способе поиска пострадавших под завалами является снабжение всего персонала шахты радиомаяками и организация поисковой группы, которую снабжают устройством активации радиомаяков и устройствами поиска в количестве трех штук. Устройство активации возбуждает переменное низкочастотное магнитной поле с одной частотой и заданной мощности.

Способ поиска пострадавших под завалами относиться к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для определения местоположения персонала под завалами в шахтах. Новым в способе поиска пострадавших под завалами является снабжение всего персонала шахты радиомаяками и организация поисковой группы, которую снабжают устройством активации радиомаяков и устройствами поиска в количестве трех штук. Устройство активации возбуждает переменное низкочастотное магнитной поле с одной частотой и заданной мощности.

Способ функционирования устройства активации и радиомаяка при поиске пострадавших под завалами относиться к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для определения местоположения персонала под завалами в шахтах. Новым в способе поиска пострадавших под завалами является снабжение всего персонала шахты радиомаяками и организация поисковой группы, которую снабжают устройством активации радиомаяков и устройствами поиска.

Способ поиска пострадавших под завалами относиться к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для определения местоположения персонала под завалами в шахтах. Новым в способе поиска пострадавших под завалами является снабжение всего персонала шахты радиомаяками и организация поисковой группы, которую снабжают устройством активации радиомаяков и устройствами поиска в количестве трех штук. Устройство активации возбуждает переменное низкочастотное магнитной поле с одной частотой и заданной мощности.

Способ функционирования маяка и поискового оборудования при поиске пострадавших под завалами относиться к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для определения местоположения персонала под завалами в шахтах. Новым в способе поиска пострадавших под завалами является снабжение всего персонала шахты радиомаяками и организация поисковой группы, которую снабжают устройством активации радиомаяков и устройствами поиска. Устройство активации возбуждает переменное низкочастотное магнитной поле с одной частотой и заданной мощности в течение некоторого короткого промежутка времени.

Способ функционирования устройства активации радиомаяков при поиске пострадавших под завалами относиться к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для определения местоположения персонала под завалами в шахтах. Новым в способе поиска пострадавших под завалами является снабжение всего персонала шахты радиомаяками и организация поисковой группы, которую снабжают устройством активации радиомаяков и устройствами поиска. Устройство активации возбуждает переменное низкочастотное магнитной поле одной частотой и круговой поляризацией заданной мощности.

Датчик перманентного контроля сердечного ритма шахтера относиться к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для перманентного контроля сердечного ритма всего персонала в шахтах, как во время выполнения ими плановых работ, так и при возникновение чрезвычайных ситуаций, повлекших изоляцию персонала шахты за/под завалом горной породы. Новым в датчике перманентного контроля сердечного ритма шахтера является размещение датчика внутри корпуса аккумуляторного блока шахтерского фонаря со стороны его широкой стенки, обращенной к телу шахтера и изготовление датчика в виде автодинного генератора, совмещенного с микрополосковой антенной и содержащего кроме того датчик тока, узкополосный усилитель инфразвуковой частоты, микроконтроллер со встроенным аналого-цифровым преобразователем и получатель информации о сердечном ритме шахтера. Автодинный генератор состоит из полевого транзистора, блокировочного конденсатора и микрополосковой антенной на диэлектрической подложке с экранирующей пластиной, который начинает генерировать колебания при подаче на сток транзистора напряжения постоянного тока.

Способ поиска пострадавших под завалами с учетом произвольной ориентации антенны радиомаяка относиться к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для определения местоположения персонала под завалами в шахтах. Новым в способе поиска пострадавших под завалами является снабжение всего персонала шахты радиомаяками и организация поисковой группы, которую снабжают устройством активации радиомаяков и устройствами поиска в количестве трех штук. Устройство активации возбуждает переменное низкочастотное магнитной поле с одной частотой и заданной мощности.

Способ поиска пострадавших под завалами и дистанционного контроля их сердечного ритма относиться к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для определения местоположения персонала под/за завалами в шахтах и одновременного контроля состояния их здоровья. Новым в способе поиска пострадавших под завалами является снабжение всего персонала шахты радиомаяками, совмещенными с микроволновыми датчиками сердечного ритма и организация поисковой группы, которую снабжают устройством активации радиомаяков и устройствами поиска в количестве трех штук, одно из которых снабжают индикатором состояния здоровья человека. Устройство активации возбуждает переменное низкочастотное магнитной поле с одной частотой и заданной мощности.

Изобретение относится к горному делу и может использоваться при возникновении аварийных ситуаций в шахтах неглубокого заложения, например, при строительстве метро.

Способ поиска пострадавших под завалами относиться к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для определения местоположения персонала под завалами в шахтах. Новым в способе поиска пострадавших под завалами является снабжение всего персонала шахты радиомаяками и организация поисковой группы, которую снабжают устройством активации радиомаяков и устройствами поиска в количестве трех штук. Устройство активации возбуждает переменное низкочастотное магнитной поле с одной частотой и заданной мощности.
Наверх