矿山运输安全智能预警体系研究
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安全智能预警体系的建立的立足点是根据导致事故发生因 素中最主要的 4 个方面。第一要素是车辆相撞，大型车辆的视野 盲区会让司机忽略周边一些小型车辆的存在，如果不能依靠右 眼进行辨认就只能依靠科技进行辅助。视野盲区并非所有交通 事故的遮羞布，有些矿山上的交通事故是因为司机超速来不及 刹车所导致了，而疲劳驾驶也是引起事故的主要原因。而除去司 机的个人因素，车辆在驾驶过程中突然发生故障，例如刹车失灵 等原因也是发生运输事故的一大重要原因。
警系统。疲劳驾驶也是交通事故的一大杀手，基于人脸识别技术的不断进步设计了设计疲劳驾驶预警系统。最后使用雷达对障
碍物的识别设计了车辆故障预警系统。将四种预警装置结合成一种安全预警装置形成新的预警体系。在仿真试验中被验证比传
统方式更能控制车辆的行驶速度，降低交通事故的概率。
关键词 ：矿山 ；安全运输 ；智能探测 ；语音播报
C 计算机自动化 omputer automation
矿山运输安全智能预警体系研究
爨璐鹏，许建民
（宝鸡西北有色七一七总队有限公司，陕西 宝鸡 721000）
摘 要 ：矿山运输安全是采矿作业安全体系中的重要组成部分，为了使这一环节中尽可能地降低运输事故发生的概率提出了矿
山运输安全智能预警体系研究这一课题。针对大型车辆视野盲区的问题设计交通安全预警系统，为防止车辆超速设计了超速预
2 设计超速预警系统 采矿作业不止运输矿产需要车辆，采矿的各个环节都需要
车辆。实地考察、拉运货物、接送工人、运输矿产等等，所以作 业现场车辆往来频繁。再加上山区道路崎岖颠簸，一旦车速过快 很容易造成交通事故直接导致车毁人亡。车辆超速造成的矿山 交通事故占所有交通事故的五分之一左右 [2]。矿山运输一定要严 格遵守交通规则。超速预警和交通事故预警在车内的设备可以 使用同一套，这样也可以节省一部分成本。只要驾车司机出现超 速状态立刻发出警报。但是很多司机会存在侥幸心理，觉得前后 都没有车辆可以稍微开快一些，早些完成生产任务。所以在矿区 和沿途也要安装检测车速的装置，一旦发生车辆超速现象严格 按照违规处理。车速检测设备的运行原理是无线信号发出依靠 信号回传反馈信息。每天进行车辆行驶速度记录，违规超过三次 对司机进行罚款，一个月出现超速现象给予奖励，科学手段和奖 惩并存的手段结合，减少车辆超速的现象。
收稿日期 ：2021-04 作者简介 ：爨璐鹏，男，生于 1991 年，汉族，陕西宝鸡人，本科，助理工程师， 研究方向 ：非煤矿山、安全管理、风险评估、矿井通风与防尘。
100m语音播报
20m
报警
150m
区
危
最大 范围
险
区
图 1 系统预警区域范围示意图 具体设定为 ：显示车辆周围直径为 150m 范围的车辆，当 其他车辆靠近自身车辆时候开始进行语音提示和实时位置监 控。当两辆车的距离小于 20m 时候，车辆语音系统发出即将相 撞警告。
矿区运输安全的最易出现纰漏的地方都已经想到了有效的 解决办法，但在同一辆车上安装四种不同的安全装置既繁琐有 不好操作。将四种装置合成一种功能齐全的新装置，既可以定位 语音播报 [3]，又可以脸部识别疲劳驾驶，还可以在车辆刹车故障 的时候发挥作用。因此该设备必需同时具备 GPS 定位功能、语 音播报功能、面部识别功能和雷达障碍物识别几大功能。将技术 进行简单融合最终形成一体化车辆运输预警系统。系统融合后 处理器只要实现的是障碍物识别，同时具备两个雷达装置可以 将障碍物的识别安危铺满车辆的四周，摄像头也全方位覆盖了 其他车辆可能出现的度。车辆内部只安装显示屏（附带面部识 别摄像头）和语音播报器两个装置不会显得杂乱。系统按照功能 分为四大块，GPS 定位与定位辅助器为一个模块，人脸识别与数 据对比为一个模块。雷达探测和强制刹车为一个模块，最后语音 播报和超速监控为一个模块。
1 设计交通安全预警系统 视野盲区分为动态盲区和静态盲区，无论那种盲区只要可
以获得车辆的实时地理位置就可以有效的避免。单纯的 GPS 是 无法实现盲区填充的，需要结合电子罗盘技术进行定位系统改 造。还要附加一些其他的现代化电子设备，电子显示屏实时显示 位置，语音播报功能用来进行语音预警。GPS 定位运输车辆的位 置，但由于矿山大多位于叫偏远地区，而 GPS 的定位在信号不 佳的时候会有延迟或者偏差，所以需要电子罗盘辅助定位。同时 利用该方法对附近车辆的位置进行定位，在液晶显示屏上将道 路以网格形式展现，再显示周边车辆的位置。周边车辆在显示屏 中和自身车辆采用不同的颜色代表，当自身车辆与其他车辆距 离太近的时候会发出警告。
4 设计车辆故障预警系统 车辆最危险的故障就是刹车失灵，刹车失灵是解决视觉盲
区之后依旧无法避免车辆相撞的原因。如果可以在车辆上安装 自动刹车装置，在预判车辆涉车失灵的时候自动熄火。可以在车 辆上安装雷达装置，可以提前监测到车辆周围的障碍物位置，在 车辆正常行驶的时候只起到识别障碍物的作用，当车辆刹车失 灵时候，车辆与障碍物的距离小于安全距离雷达装置直接启动 强制刹车程序，避免悲剧发生。
中图分类号 ：TP391
文献标识码 ：A
文章编号 ：11-5004（2021）08-0100-2
矿山上进行矿石运输也属于矿山安全事故的一种。矿区运 输车辆为了节省时间和成本，很少使用小型车辆进行运输。大型 车辆的视觉盲区是造成交通事故的主要原因，而矿区运输和城 市市区中的出租车不同，没有固定的工作时间，长途运输会导致 司机疲劳驾驶。疲劳驾驶的危害和酒驾的危害一样大。经有关 部门统计，矿山地区的矿产运输车辆发生事故的概率约为 4.36 次 /a[1]，每次事故都有不同程度的伤亡。如果矿山运输的时候可 以进行避免事故发生的预警系统，就可以大大减少矿山运输的 死亡率。
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3 设计疲劳驾驶预警系统 大型卡车一般是按照运输物品的体积或者运输次数进行工
资结算，很多司机为了多赚一些钱，白天干完活还要通宵开车赚 钱。疲惫了一天的身体无论是体力还是反应力都不如白天精力 充沛的时候。司机工作强度大增加了事故发生的危险性。疲劳 驾驶的智能识别系统依靠的是人脸识别系统的应用，主要是通 过多司机眼睛部位进行疲劳识别，除了机器识别之外，后台还配 有专业人员人工识别，以防机器对人的轻微面部表情不灵敏，测 试疲劳驾驶效果不佳。无论是机器识别还是进行补充的人工识 别都依靠的是著名的微表情管理作为理论基础，识别系统可以 定位司机五官的位置来确定司机是否专心的目视前方，通过上 眼皮和下眼皮的距离与原始数据的对比来验证驾驶员的困倦状 态。系统还可以累积司机的工作时长，同一司机的驾驶时间不可 超过八个小时。当检测到驾驶员处于疲劳状态的时候，语音农保 系统会发出警告。到了行驶目的地之后，被警告司机 10 小时之 内不能再继续驾驶。
警系统。疲劳驾驶也是交通事故的一大杀手，基于人脸识别技术的不断进步设计了设计疲劳驾驶预警系统。最后使用雷达对障
碍物的识别设计了车辆故障预警系统。将四种预警装置结合成一种安全预警装置形成新的预警体系。在仿真试验中被验证比传
统方式更能控制车辆的行驶速度，降低交通事故的概率。
关键词 ：矿山 ；安全运输 ；智能探测 ；语音播报
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矿山运输安全智能预警体系研究
爨璐鹏，许建民
（宝鸡西北有色七一七总队有限公司，陕西 宝鸡 721000）
摘 要 ：矿山运输安全是采矿作业安全体系中的重要组成部分，为了使这一环节中尽可能地降低运输事故发生的概率提出了矿
山运输安全智能预警体系研究这一课题。针对大型车辆视野盲区的问题设计交通安全预警系统，为防止车辆超速设计了超速预
2 设计超速预警系统 采矿作业不止运输矿产需要车辆，采矿的各个环节都需要
车辆。实地考察、拉运货物、接送工人、运输矿产等等，所以作 业现场车辆往来频繁。再加上山区道路崎岖颠簸，一旦车速过快 很容易造成交通事故直接导致车毁人亡。车辆超速造成的矿山 交通事故占所有交通事故的五分之一左右 [2]。矿山运输一定要严 格遵守交通规则。超速预警和交通事故预警在车内的设备可以 使用同一套，这样也可以节省一部分成本。只要驾车司机出现超 速状态立刻发出警报。但是很多司机会存在侥幸心理，觉得前后 都没有车辆可以稍微开快一些，早些完成生产任务。所以在矿区 和沿途也要安装检测车速的装置，一旦发生车辆超速现象严格 按照违规处理。车速检测设备的运行原理是无线信号发出依靠 信号回传反馈信息。每天进行车辆行驶速度记录，违规超过三次 对司机进行罚款，一个月出现超速现象给予奖励，科学手段和奖 惩并存的手段结合，减少车辆超速的现象。
收稿日期 ：2021-04 作者简介 ：爨璐鹏，男，生于 1991 年，汉族，陕西宝鸡人，本科，助理工程师， 研究方向 ：非煤矿山、安全管理、风险评估、矿井通风与防尘。
100m语音播报
20m
报警
150m
区
危
最大 范围
险
区
图 1 系统预警区域范围示意图 具体设定为 ：显示车辆周围直径为 150m 范围的车辆，当 其他车辆靠近自身车辆时候开始进行语音提示和实时位置监 控。当两辆车的距离小于 20m 时候，车辆语音系统发出即将相 撞警告。
矿区运输安全的最易出现纰漏的地方都已经想到了有效的 解决办法，但在同一辆车上安装四种不同的安全装置既繁琐有 不好操作。将四种装置合成一种功能齐全的新装置，既可以定位 语音播报 [3]，又可以脸部识别疲劳驾驶，还可以在车辆刹车故障 的时候发挥作用。因此该设备必需同时具备 GPS 定位功能、语 音播报功能、面部识别功能和雷达障碍物识别几大功能。将技术 进行简单融合最终形成一体化车辆运输预警系统。系统融合后 处理器只要实现的是障碍物识别，同时具备两个雷达装置可以 将障碍物的识别安危铺满车辆的四周，摄像头也全方位覆盖了 其他车辆可能出现的度。车辆内部只安装显示屏（附带面部识 别摄像头）和语音播报器两个装置不会显得杂乱。系统按照功能 分为四大块，GPS 定位与定位辅助器为一个模块，人脸识别与数 据对比为一个模块。雷达探测和强制刹车为一个模块，最后语音 播报和超速监控为一个模块。
1 设计交通安全预警系统 视野盲区分为动态盲区和静态盲区，无论那种盲区只要可
以获得车辆的实时地理位置就可以有效的避免。单纯的 GPS 是 无法实现盲区填充的，需要结合电子罗盘技术进行定位系统改 造。还要附加一些其他的现代化电子设备，电子显示屏实时显示 位置，语音播报功能用来进行语音预警。GPS 定位运输车辆的位 置，但由于矿山大多位于叫偏远地区，而 GPS 的定位在信号不 佳的时候会有延迟或者偏差，所以需要电子罗盘辅助定位。同时 利用该方法对附近车辆的位置进行定位，在液晶显示屏上将道 路以网格形式展现，再显示周边车辆的位置。周边车辆在显示屏 中和自身车辆采用不同的颜色代表，当自身车辆与其他车辆距 离太近的时候会发出警告。
4 设计车辆故障预警系统 车辆最危险的故障就是刹车失灵，刹车失灵是解决视觉盲
区之后依旧无法避免车辆相撞的原因。如果可以在车辆上安装 自动刹车装置，在预判车辆涉车失灵的时候自动熄火。可以在车 辆上安装雷达装置，可以提前监测到车辆周围的障碍物位置，在 车辆正常行驶的时候只起到识别障碍物的作用，当车辆刹车失 灵时候，车辆与障碍物的距离小于安全距离雷达装置直接启动 强制刹车程序，避免悲剧发生。
中图分类号 ：TP391
文献标识码 ：A
文章编号 ：11-5004（2021）08-0100-2
矿山上进行矿石运输也属于矿山安全事故的一种。矿区运 输车辆为了节省时间和成本，很少使用小型车辆进行运输。大型 车辆的视觉盲区是造成交通事故的主要原因，而矿区运输和城 市市区中的出租车不同，没有固定的工作时间，长途运输会导致 司机疲劳驾驶。疲劳驾驶的危害和酒驾的危害一样大。经有关 部门统计，矿山地区的矿产运输车辆发生事故的概率约为 4.36 次 /a[1]，每次事故都有不同程度的伤亡。如果矿山运输的时候可 以进行避免事故发生的预警系统，就可以大大减少矿山运输的 死亡率。
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3 设计疲劳驾驶预警系统 大型卡车一般是按照运输物品的体积或者运输次数进行工
资结算，很多司机为了多赚一些钱，白天干完活还要通宵开车赚 钱。疲惫了一天的身体无论是体力还是反应力都不如白天精力 充沛的时候。司机工作强度大增加了事故发生的危险性。疲劳 驾驶的智能识别系统依靠的是人脸识别系统的应用，主要是通 过多司机眼睛部位进行疲劳识别，除了机器识别之外，后台还配 有专业人员人工识别，以防机器对人的轻微面部表情不灵敏，测 试疲劳驾驶效果不佳。无论是机器识别还是进行补充的人工识 别都依靠的是著名的微表情管理作为理论基础，识别系统可以 定位司机五官的位置来确定司机是否专心的目视前方，通过上 眼皮和下眼皮的距离与原始数据的对比来验证驾驶员的困倦状 态。系统还可以累积司机的工作时长，同一司机的驾驶时间不可 超过八个小时。当检测到驾驶员处于疲劳状态的时候，语音农保 系统会发出警告。到了行驶目的地之后，被警告司机 10 小时之 内不能再继续驾驶。