Комунікаційна мережа і спосіб здійснення орієнтованої на безпеку комунікації в тунельних і шахтних структурах

Реферат: Комунікаційна мережа в підземній системі (5) охоплює розташовану під землею кільцеву мережу мережевих комп'ютерів (20), які з'єднані з надземним комп'ютерним блоком (6) центральної системи, причому кожен комп'ютер має доступ до інформації стосовно загальної структури кільцевої мережі та наданий йому мережевий статус. Множина цих мережевих комп'ютерів (26, 27, 28) виконана з можливістю здійснення пошуку альтернативного шляху комунікації у випадку розриву (55, 56, 57) з'єднання між мережевими вузлами для підтримання комунікації, причому множина мережевих комп'ютерів (20) оснащена або з'єднана з принаймні одним датчиком для приймання інформації стосовно параметрів довкілля та передачі цієї інформації іншим мережевим комп'ютерам (20) кільцевої мережі та/або надземній центральній системі (6). При цьому мережеві комп'ютери в нормальному режимі передають актуальну інформацію стосовно параметрів довкілля надземній центральній системі (6), а також іншим мережевим комп'ютерам. У множини мережевих комп'ютерів в межах утвореного внаслідок одного чи кількох розривів з'єднання мережевого острова (50) вищенаведений мережевий статус змінюється з "нормального режиму" на "аварійний режим", і один із вищенаведених мережевих комп'ютерів (29) з мережевим статусом "аварійний режим" переходить у статус головного комп'ютера, а всі інші мережеві комп'ютери мережевого острова переходять у статус підпорядкованих комп'ютерів. Завдяки цьому мережевий комп'ютер (29) зі статусом головного UA 105043 C2 (12) UA 105043 C2 комп'ютера може надавати всім іншим мережевим комп'ютерам мережевого острова вищезгадану інформацію стосовно параметрів довкілля в аварійному режимі, причому цей мережевий комп'ютер виконаний з можливістю перебирати на себе функції мережевого адміністрування центральної системи в межах утвореного внаслідок розриву з'єднання мережевого острова (50). UA 105043 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ТЕХНІЧНА ГАЛУЗЬ Винахід стосується комунікаційної мережі у підземній споруді, причому в багатьох вузлових пунктах встановлені підземні мережеві комп'ютери, кожен із яких в нормальному режимі з'єднаний із комп'ютерним блоком центральної системи, причому мережеві комп'ютери виконані з можливістю розпізнавання аварійного випадку на підставі втрати з'єднання з комп'ютерним блоком центральної системи і наступного перемикання в аварійний режим; крім цього, винахід стосується також комунікаційного елемента для такої мережі і способу здійснення орієнтованої на безпеку комунікації. РІВЕНЬ ТЕХНІКИ Для комунікації в тунельних і шахтних структурах сьогодні застосовують різні системні технології. При цьому для різних цілей застосовують абсолютно різні системи, такі як, наприклад, телефон, лінії передачі даних ("шинні системи"), системи забезпечення надійності аварійної газової та пожежної сигналізації або радіосистеми. Інсталяцію та експлуатацію всіх цих систем слід здійснювати роздільно, що потребує високих експлуатаційних витрат. Задачею винаходу є уніфікація комунікації та забезпечення можливості амортизації комунікаційної системи в цілодобовому режимі. Крім цього, метою винаходу є мінімізація додаткових витрат також для забезпечення комунікації в аварійному режимі та ефективної комунікації членів рятівної команди між собою та з керівництвом. Це дозволяє заощадити витрати на інсталяцію та підтримання окремої комунікаційної системи лише для систем безпеки підземних гірничих розробок. Так звані "самовідновлювальні" кільцеві мережі відомі, наприклад, із публікацій EP 0 545 932 та EP 0 591 429. ОПИС ВИНАХОДУ Виходячи з цього рівня техніки, в основу винаходу було покладено задачу розроблення комунікаційної мережі, яка дозволяє підвищити рівень безпеки підземних гірничих розробок. Окрім цього, метою винаходу було розроблення способу експлуатації комунікаційної мережі, який дозволяє посилити безпеку підземних гірничих розробок в аварійному випадку. Насамкінець метою винаходу було розроблення елемента для надійного тимчасового відновлення зруйнованих підземних структур з'єднань. Комунікаційна мережа згідно з винаходом відрізняється ознаками пункту 1 формули винаходу. Комунікаційна мережа в підземній системі охоплює встановлену під землею кільцеву мережу мережевих комп'ютерів, які з'єднані з надземним комп'ютерним блоком центральної системи, причому кожен комп'ютер має доступ до інформації стосовно всієї структури кільцевої мережі та наданий йому мережний статус. Множина цих мережевих комп'ютерів виконана з можливістю здійснення пошуку альтернативного шляху комунікації для підтримання комунікації у випадку розриву з'єднання між мережевими вузлами, причому множина мережевих комп'ютерів оснащена або з'єднана з принаймні одним датчиком для приймання інформації стосовно параметрів довкілля та передачі цієї інформації іншим мережевим комп'ютерам кільцевої мережі та/або надземній центральній системі. При цьому мережеві комп'ютери в нормальному режимі передають актуальну інформацію стосовно довкілля надземній центральній системі, а також іншим мережевим комп'ютерам. У множини мережевих комп'ютерів в межах утвореного внаслідок одного або кількох розривів з'єднання мережевого острова вищезгаданий мережний статус змінюється з "нормального режиму" на "аварійний режим", і один із вищезгаданих мережевих комп'ютерів, що має мережний статус "аварійний режим", набуває статусу головного (Master) комп'ютера, а всі інші мережеві комп'ютери мережевого острова набувають статусу підпорядкованих (Slave) комп'ютерів. Завдяки цьому мережевий комп'ютер, який має статус головного комп'ютера, може надавати вищезгадану інформацію стосовно довкілля в аварійному режимі всім іншим мережевим комп'ютерам у межах мережевого острова; при цьому він виконаний з можливістю перебрання на себе функцій мережевого адміністрування центральної системи в межах утвореного внаслідок розриву зв'язку мережевого острова. Спосіб експлуатації комунікаційної мережі описаний в п. 9 формули винаходу. Переважний елемент для застосування в комунікаційній мережі для утворення тимчасових комунікаційних структур описаний у пункті 11 формули винаходу. Відповідний винаходові спосіб позбавлений недоліків традиційного зв'язку і ґрунтується на принципі використання єдиної комунікаційної системи за допомогою мережі типу Ethernet. У цій уніфікованій системі за допомогою мережевих протоколів здійснюється обмін усіма даними стосовно експлуатації тунелю або шахти та інформацією, такою як метеорологічні умови (швидкість потоку вентиляційного повітря, температура, тиск), вид газу (наприклад CO, CH 4, …), експлуатаційні параметри, інформація стосовно машин, команди керування, дані 1 UA 105043 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 відеоспостереження, мовна комунікація за допомогою систем гучномовного зв'язку (англ. publicaddress system, PA, або стаціонарних чи мобільних кінцевих пристроїв (телефонів) тощо. Для розподілу об'єму інформації можуть бути створені різні мережі, які ґрунтуються на єдиній технології, кожна з яких призначена для виконання індивідуальної задачі, наприклад шляхом використання різних скловолокон в одному кабельному джгуті або віртуальних локальних мереж (англ. virtual LAN, VLAN). Важливими перевагами такої технології є можливість використання технологій резервування на основі мереж, таких як кільцеве резервування або перехресне з'єднання (meshing). Основною ідеєю винаходу є, з однієї сторони, використання мережної інформації в цілях безпеки, а з іншої сторони – використання активних мережевих компонентів як активних пристроїв безпеки в тунелях і шахтах або інших складних спорудах, на судах тощо. При цьому на перший план висувається використання перехресної або кільцевої структури мережі під землею як "датчика" непошкодженості шахтної споруди; наприклад, раптова втрата з'єднання дозволяє робити висновок щодо можливих місць аварії. Окрім цього, підземна мережа функціонує як динамічна система безпеки залежно від конкретної ситуації. Вона складає, на основі, наприклад, інформації від "датчика" разом із іншими даними, що стосуються безпеки (наприклад параметрами газу чи вентиляції), динамічні інструкції для працівників, які перебувають в межах "мережевих островів", утворених внаслідок розривів з'єднання. Для цього пристрої використовують також інформацію, наприклад, щодо місцеположення аварійних виходів, вогнегасників, камер-сховищ тощо, яка в нормальному режимі експлуатації була завантажена в пам'ять окремих мережевих пристроїв. Потім цю інформацію передають на мобільні пристрої працівників за допомогою дисплеїв пристрою, пристроїв візуального відображення інформації, таких як ПК або телевізійні монітори, або пристроїв радіозв'язку. При цьому кожен із мережевих вузлів під землею отримує логічне відображення мережі та стану (статусу) окремих з'єднань. При цьому система кільцевого або перехресного резервування забезпечує високу безаварійність. Водночас кожен мережевий вузол має доступ до інформації стосовно параметрів довкілля (швидкість потоку повітря, результати вимірювань газу тощо), обмін якими відбувається через мережу. Якщо відбувається щось надзвичайне (наприклад пожежа, обвалення тунелю тощо), про це сигналізують відповідні датчики параметрів довкілля. Проте, вони залежно від конкретних обставин розташовані досить далеко один від одного, і місце вимірювання внаслідок постійної вентиляції (потоку повітря) не є місцем події. Оскільки відстані між мережевими вузлами можуть бути суттєво меншими, ніж відстані між датчиками, і при цьому при застосуванні світловодних ліній може бути здійснене також безпосереднє вимірювання відстані до місця розриву, разом із інформацією від датчиків у потоці відведеного повітря забезпечується можливість достатньо точного визначення місця розриву мережного з'єднання, що може бути використане для двох цілей: a.) зі сторони центральної системи – для ініціювання заходів шахтної гірничо- рятівної команди (рятівного загону); b.) під землею для інформування персоналу та формування мережевими вузлами динамічних інструкцій стосовно евакуації та порядку дій. Активні мережеві компоненти, такі як комутатори (switch) та вузли доступу (аccess point), в звичайному випадку виконують лише пасивні мережні функції, тобто вони не є активними компонентами будь-яких прикладних задач. Винахід ґрунтується на тому факті, що в кожному активному мережевому компоненті вбудований або локально йому підпорядкований контрольний блок, наприклад як додатковий комп'ютер (або використовують один із вже встановлених у комутаторі або вузлі доступу центральних процесорів (CPU)), який перетворює пристрій на активний компонент прикладних задач саме в смислі забезпечення надійності. Крім цього, цей "мережевий комп'ютер" може брати на себе також інші прикладні функції (такі як, наприклад, відслідковування машин або людей). Спосіб включає такі стадії: 1. Нормальний режим (відсутність аварійного випадку), 2. Аварійний випадок зі збереженням чи без збереження з'єднання мережі з централізованою системою саморятування, а також централізоване ініціювання рятівних заходів, 3. Мережна підтримка рятівних заходів в аварійному випадку. Для цього застосовують часткові функції загального способу, які можуть бути здійснені поодинці або в комбінаціях: Фахівцю відомо, що вищенаведений другий пункт стосовно ініціювання рятівних заходів може бути виконаний як зі сторони шахти, так і зі сторони центрального пункту поза шахтою. 2 UA 105043 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Окрім цього, обом сторонам може бути відомо про можливо ще існуючі з'єднання, а разом із цим – також про можливість координації заходів "позаду" місця аварії, тобто місця розриву з'єднання. Мережне резервування за допомогою кілець та перехресних з'єднань: У нормальному та в аварійному режимах структура мереж забезпечує кільцеве резервування. Проте, у випадку розриву кільця в двох місцях залежно від конкретних обставин утворюється "острів", доступ до якого виявляється вже неможливим. Шляхом довільного з'єднання пристроїв між собою кільцеве резервування може бути додатково підтримане за допомогою "перехресних з'єднань" аналогічно павучим тенетам ("mesh"). Таким чином може бути побудована мережна інфраструктура, яка точно відповідає структурі тунельної системи, шахти або великого комплексу споруд: умовою для цього є лише можливість реалізації в кожному тунелі (або коридорі) дротового або бездротового мережного з'єднання між двома активними мережевими вузлами. Завдяки цьому забезпечується можливість постійного пошуку альтернативних шляхів для підтримання комунікації в мережі в разі відмови одного зі з'єднань ("самовідновлювальна мережа"). При цьому забезпечується також автоматичне відображення фізичної структури (підземної) споруди відповідно до статусу всіх мережних з'єднань на даний момент. Локальне введення даних стосовно параметрів довкілля: У загальному способі інформацію, яка стосується безпеки, таку як дані від газових чи атмосферних датчиків (швидкість потоку повітря, температура тощо), безпосередньо на місці події вводять у локальну мережу. Це може бути здійснене шляхом безпосереднього підключення датчиків до мережевих комп'ютерів, за допомогою мереж датчиків, окремих здатних до об'єднання в мережу підключених пристроїв або шляхом підключення місцевого метеорологічного комп'ютера. Доступ до даних системи датчиків забезпечений для найближчого мережевого комп'ютера. В разі необхідності цей мережевий комп'ютер здійснює також попередню обробку даних та/або трансформує їх у придатну до зчитування оператором інформацію (перерахунок цифрових значень в одиниці міжнародної системи SI тощо). У нормальному режимі мережевий комп'ютер передає інформацію "надземним" центральним системам. Інформація стосовно мережного статусу та автоматичного контролю: В аварійному режимі кожен мережевий комп'ютер в межах мережевого острова передає по мережі інформацію від підпорядкованих йому датчиків усім іншим мережевим комп'ютерам і в разі необхідності підключеним до мережі клієнтам на місцях. Кожен активний мережевий комп'ютер в ідеальному випадку має доступ до повної інформації стосовно загальної структури мережі або принаймні стосовно підпорядкованої йому місцевої зони обслуговування, тобто сам по собі або в координації зі своїми сусідами має доступ до інформації стосовно мережного статусу всіх відповідних аварійних виходів та/або рятівних засобів (камери-сховища, англ. shelter, тощо). Між мережевими комп'ютерами відбувається постійний обмін цією інформацією стосовно статусу активних і доступних чи недоступних мережних з'єднань в нормальному та аварійному режимах. Поняття "доступ до повної інформації" слід розуміти переважно в такому смислі, що забезпечується доступ до інформації стосовно дійсного місцеположення і зв'язків всіх окремих комп'ютерів, і що ці дані взаємопов'язані. Це може бути банк даних, вміст якого може бути відтворений та відображений на дисплеї для операторів. "Усі окремі комп'ютери" при цьому означають логічно зв'язані "місцеві комп'ютери", тобто комп'ютери, які належать до зв'язаного шахтного комплексу, тобто мережеві комп'ютери, повз місце фізичного положення яких в разі потреби може проходити шлях евакуації людей в аварійному випадку. Доступною в такому смислі інформацією може бути регулярно оновлювана інформація стосовно безпеки, місцеположення аварійних виходів, камер-сховищ тощо, які в аварійному випадку відображаються насамперед і в разі необхідності поперемінно. При цьому, наприклад, кожен мережевий комп'ютер постійно контролює логічні або фізичні з'єднання зі своїми "сусідами". Це може бути здійснене за допомогою виключно логічних технологій і контрольних телеграм на IP-рівні або також шляхом опитування стану з'єднань за допомогою комутатора, вбудованого в мережевий комп'ютер або приєднаного до мережевого комп'ютера. Для опитування в такому випадку переважно застосовують стандартизовані методи, такі як, наприклад, протокол SNMP. Повідомлення стосовно статусу в нормальному режимі надсилають на центральний пристрій та/або доступні мережеві комп'ютери. Для цього можуть бути застосовані, наприклад, широкомовні телеграми (broadcast telegram). Відсутність повідомлення від одного мережевого комп'ютера в такому випадку призводить до генерування 3 UA 105043 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 повідомлення про аварійний статус, і система в разі необхідності перемикає мережні маршрути на альтернативну ділянку (див. вище). Ці повідомлення щодо статусу можуть містити також підпорядковані мережевому комп'ютеру дані стосовно параметрів довкілля, а також інформацію стосовно самого пристрою (наприклад, стану заряду акумуляторної батареї). Таким чином забезпечується самоконтроль мережі, який є дуже важливим в аварійному режимі. В нормальному режимі це також є важливим, наприклад, для технічного обслуговування і підтримання робочого стану мережі. Проте, кожен мережевий комп'ютер отримує відповідну інформацію щодо шляхів евакуації та засобів безпеки, яка завантажується, наприклад, при початковому завантаженні (boot) з центрального сервера і потім безперервно записується в пам'ять мережевого комп'ютера та актуалізується в разі змін і тому є доступною в актуальному стані в аварійному випадку, навіть у разі розірвання з'єднання з відповідною центральною системою ("сервером"). Завдяки цій наявній у мережевому комп'ютері інформації забезпечується можливість виконання важливих функцій для евакуації та вживання належних заходів в аварійному випадку для осіб, які перебувають в аварійній зоні. Вони описані в наступних розділах: Розділення мереж в аварійному режимі: В аварійному випадку можна виходити з того, що має місце розрив з'єднання підземної мережі з центральними пристроями, наприклад, надземними, або в головному пункті керування, навіть у тому випадку, якщо в них передбачене резервування. У такому випадку утворюється один або кілька мережевих островів. які при цьому залишаються повністю або частково придатними до функціонування. Такий острів може складатися з одного або кількох активних мережевих комп'ютерів. Аварійний режим розпізнається активними мережевими комп'ютерами в межах одного (або кількох) ще здатних до функціонування островів на підставі відсутності з'єднання з центральними системами. У цьому випадку мережеві комп'ютери перемикаються в аварійний режим, в якому вони самостійно з певними часовими інтервалами намагаються встановити контакт з уже не існуючими "сусідами", щоб збільшити острови і розпізнати їх у разі необхідності, якщо контакт з центральними системами буде відновлений. В аварійному режимі мережевий комп'ютер в межах острова виконує важливі в аварійному випадку функції мережевого адміністрування центральної системи, такі як, наприклад: - надання мережевих адрес пристроям, які мають важливе значення з точки зору безпеки, таким як (мобільні) телефони, датчики систем безпеки тощо, за допомогою сервера DHCP (англ. Dynamic Host Configuration Protocol, протокол динамічної конфігурації вузла), який має бути активований в аварійному режимі; - активізація сервера SIP (англ. Session Initiation Protocol, протокол установлення сеансу) як центрального пристрою для забезпечення мовної комунікації в межах "острова". Мережевий комп'ютер, який виконуватиме ці додаткові адміністративні функції, визначається, наприклад, за принципом випадкового вибору: це може бути здійснене, наприклад, таким чином, що мережевий комп'ютер, який першим розпізнає аварійний випадок, шляхом розсилання широкомовної телеграми інформує всіх інших в межах острова про те, що він сам взяв на себе центральні функції мережевого адміністрування. Альтернативно також комп'ютер в центрі острова завжди може брати на себе центральні функції або визначати, який із його сусідів має взяти на себе певні центральні функції. При цьому статусу головного набуває той мережевий комп'ютер, який розташований якнайдалі від усіх кінцевих пунктів мережі. Це є найдоцільнішим з точки зору техніки безпеки, оскільки в такому випадку надійно може бути виключена можливість того, що цей комп'ютер буде розташований поряд із небезпечним місцем. До розрахунків з метою визначення головного комп'ютера може бути залучений також стан заряду акумуляторної батареї мережевих комп'ютерів, що дозволяє уникнути призначення головним комп'ютера з низьким зарядом акумуляторної батареї. Всі інші комп'ютери в такому випадку автоматично призначаються підпорядкованими. Ці ознаки способу охоплюють переважні форми виконання винаходу в тому смислі, що пристрій індикації відповідного локального комп'ютера відображає актуальний оптимальний, розпізнаваний мережею шлях виходу з небезпечного положення, причому це може бути шлях назовні або до сховища, або до одного з класифікованих як безпечні приміщень у підземній зоні. У випадку утворення внутрішнього з'єднання між двома окремими островами (наприклад, унаслідок відновлення з'єднання між двома островами) мережевий комп'ютер того острова, який має найбільшу кількість активних кінцевих пристроїв ("клієнтів"), бере на себе центральні функції для новоутвореної більшої зони. Пристрій, що виконував роль центрального в межах острова, який до цього мав менші розміри, припиняє виконання центральних функцій. 4 UA 105043 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Розпізнавання поточного стану в аварійному випадку: Завдяки актуальним даним стосовно мережного статусу, а також параметрів довкілля кожен мережевий комп'ютер в межах острова може отримувати також без з'єднання з центральною системою повну інформацію стосовно безпеки. Це стосується зокрема місцеположення аварійних виходів і шляхів до них, а також стану шляхів до аварійних виходів. При цьому існуюче мережне з'єднання інтерпретують переважно як "цей шлях ймовірно може бути використаний для евакуації", причому існуючі датчики параметрів довкілля можуть вказувати на джерела небезпеки, такі як концентрація токсичних газів або прорив води. Ця інформація передається персоналу шляхом здійснення описаних далі стадій способу. Таким чином, на підставі також записаної у пам'яті мережевих комп'ютерів базової інформації стосовно приміщень може бути надана в розпорядження також інформація, наприклад, щодо довжини відрізків шляху і місцеположення інших рятівних засобів (кисню, респіраторів, нош, вогнегасників тощо). Зокрема, на підставі наявної інформації комп'ютер може формувати інформацію стосовно безпеки і самостійно відображати її на пристрої індикації візуально чи акустично або передавати цю інформацію стосовно безпеки по мережі/бездротовій локальній мережі (WLAN) іншим стаціонарним або мобільним абонентам. Динамічна допомога при евакуації: Якщо в усіх тунелях або коридорах прокладені мережні кабелі, на підставі статусу мережевого комп'ютера можна розпізнавати також, вільні чи заблоковані шляхи евакуації: якщо мережевий комп'ютер розпізнає, що з'єднання між двома мережевими комп'ютерами розірване, це може бути інтерпретоване таким чином (в разі необхідності із залученням іншої інформації, наприклад, "швидкість потоку повітря в цьому тунелі або коридорі дорівнює нулю" або "температура повітря в цій зоні (на мережевому комп'ютері) була або є дуже високою"), що цей шлях не є доступним для евакуації персоналу. Інформацію про цю ситуацію мережевий комп'ютер може передавати персоналу під землею або в будівлі також без з'єднання з центральними пристроями. Для цього переважно здійснюють наведені далі стадії способу: 1. Процесор у мережевому комп'ютері або в центральній системі інтерпретує значення, одержані від датчиків параметрів довкілля, а також статуси з'єднань із сусідніми комп'ютерами і розпізнає, наприклад, перевищення/недосягнення граничних значень параметрів безпеки на підставі таблиць або функцій. Залежно від одержаних результатів генерують один чи кілька вихідних сигналів, які вказують на шляхи евакуації або сховища та/або можуть бути використані для візуалізації цих шляхів або приміщень на підключених пристроях індикації, або вказують на ймовірне блокування можливого шляху евакуації (наприклад, внаслідок дуже високої температури та/або виміряного вмісту CO). 2. Інформація щодо ймовірної недоступності шляху евакуації підтверджується часовим зв'язком із розривом мережного з'єднання з сусіднім мережевим комп'ютером. 3. Процесор генерує попередньо визначену телеграму з даними, яку отримують і можуть в разі необхідності інтерпретувати всі абоненти в мережі. Ця телеграма містить принаймні інформацію стосовно місцеположення оброблюваних сигналів датчиків та/або з'єднань, та відповідні дані від датчика та/або висновки, які ґрунтуються на цих даних від датчика, наприклад: "ймовірно, тут пожежа" або "цей шлях ймовірно не може бути використаний для евакуації". 4. Процесор надсилає телеграму всім абонентам у мережі (у формі широкомовного повідомлення) або лише тим абонентам, які обов'язково мають отримувати ці повідомлення. 5. Процесор у приймальних пристроях інтерпретує телеграми і відображає їх на дисплеї або вмикає відповідні таблички з інструкціями або світлові сигнали для напрямлення персоналу в іншу сторону (див. опис далі, наприклад світлосигнальна функція, дисплей або мобільні кінцеві пристрої). Якщо з'єднання з центральною системою ще існує, самозрозуміло, що відповідні інструкції стосовно порядку дій також можуть бути в динамічному режимі завантажені з центральних пристроїв у мережеві комп'ютери. Цю інформацію всі мережеві комп'ютери у відповідному острові можуть передавати усім особам, які перебувають у зоні досяжності. Це забезпечують, наприклад, шляхом здійснення описаних в наступних пунктах стадій способу: Забезпечення повної евакуації Якщо весь персонал має при собі відповідні індивідуальні приймально-передавальні пристрої (теги чи транспондери), а мережеві комп'ютери оснащені відповідними зчитувальними пристроями, спосіб дозволяє розпізнавати повну евакуацію людей із певної зони і таким чином стежити за тим, щоб жодна особа не перебувала в зоні "позаду" мережевого вузла. Цю стадію способу здійснюють у такій послідовності: 5 UA 105043 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 1. У нормальному режимі кожен мережевий комп'ютер за допомогою пристрою зчитування сигналу транспондера або бездротової локальної мережі (WLAN) розпізнає транспондери, які перебувають поблизу нього. 2. Мережевий комп'ютер передає цю інформацію центральній системі. 3. Одночасно мережевий комп'ютер записує інформацію щодо переміщення персоналу із зазначенням номерів транспондерів і часовими позначками протягом проміжку часу тривалістю принаймні одну зміну у власному вбудованому запам'ятовувальному пристрої. 4. Має місце аварійний випадок, і з'єднання з центральною системою розриваються. 5. Завдяки збереженій згідно з п. 3 інформації стосовно переміщення всім мережевим комп'ютерам в межах острова "відомо" про те, які особи мають перебувати в межах острова: 1. Особи, транспондери яких ще активно видимі в мережі, 2. Особи, транспондери яких активно не видимі в мережі, але на момент переходу в аварійний режим перебували в не забезпеченій покриттям зоні між двома мережевими комп'ютерами: вони були розпізнані одним або кількома мережевими комп'ютерами, і на підставі часової послідовності зчитаних подій може бути встановлено, що вони ще перебувають у цій зоні. Це стосується також осіб, які були спочатку виявлені в "тупиковій зоні" останнім мережевим комп'ютером, наприклад на вході ділянки, проте, не були виявлені другий раз при виході з цієї зони. 6. Головний комп'ютер визначає найсприятливіший збірний пункт для всіх осіб, які перебувають у цій зоні, щоб вони могли або найкоротшим шляхом дістатися до збірного пункту (Muster Station), або зібратися у сховищі (камері-сховищі тощо). Оскільки повністю комп'ютеризоване рішення не обов'язково є адекватним ситуації, участь у визначенні цього збірного пункту можуть брати також особи на місцях, в розпорядженні яких є, наприклад, пристрої PDA ("персональний цифровий секретар") або мережевий ПК. 7. Мережеві комп'ютери (наприклад за допомогою "світлосигнальної функції") або дисплеї та динамічні аварійні таблички напрямляють персонал до збірного пункту. При цьому люди мають продовжувати рух лише в тому випадку, якщо мережеві комп'ютери сигналізують їм (наприклад за допомогою зміни кольорів світлового сигналу), що в зоні "позаду" них вже не перебувають люди: відсутність чорних стрілок на фіг. 4 сигналізує про безлюдні зони в межах частково евакуйованого мережевого острова, в той час як іншими чорними стрілками позначено, що люди ще перебувають "позаду" мережевих комп'ютерів. Сірою стрілкою вказаний ймовірний оптимальний шлях евакуації. Використання інформації від транспондерів, які залежно від конкретних обставин можуть працювати на іншій довжині хвиль, ніж комунікаційна мережа, дозволяє відображати ситуацію стосовно евакуації і відповідає переважній формі виконання винаходу. Світлосигнальна функція активних мережевих компонентів: Блимаючий світлодіод на мережевому комп'ютері сигналізує про шлях до рятівного засобу, наприклад камери-сховища або до відкритого аварійного виходу. Це може стосуватися як нормального, так і аварійного режимів. Ця "світлосигнальна функція" може бути реалізована таким чином, що для передачі наведених далі повідомлень застосовують спалахи кольорового світла або блимаючі світлові сигнали. Кольорове кодування може бути таким: Зелений: цей мережевий комп'ютер з'єднаний із пристроєм, що має мережний контакт з аварійним виходом або рятівним засобом; Червоний: небезпека наявності загрожуючих здоров'ю газів у зоні досяжності мережевого комп'ютера; Синій: мережевий комп'ютер з'єднаний із пристроєм, що має мережевий контакт з аварійним виходом або рятівним засобом. Одночасно на цьому шляху існує небезпека присутності газу ("надягти респіратори"); Білий: відсутність інформації щодо аварійних виходів або рятівних засобів. Мережевий комп'ютер функціонує. Інші кольорові коди або блимаючі сигнали можуть бути використані для індикації безлюдних зон або сигналізації про те, що в зоні "позаду" мережевого комп'ютера ще перебувають люди (див. вище). Докладну інформацію щодо відповідного стану в разі необхідності можна викликати на дисплей шляхом натискання на кнопку (див. далі) або бездротовим шляхом за допомогою пристроїв PDA або мобільних телефонів (див. далі). Дисплей для аварійного випадку і інформування персоналу: У мережевий комп'ютер може бути вбудований (або підключений до нього) дисплей, який постійно або лише після натискання кнопки відображає інструкції з безпеки або інформацію для персоналу. Такою інформацією може бути, наприклад: динамічна інформація щодо аварійних 6 UA 105043 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 виходів: залежно від мережної інформації щодо стану шляхів евакуації в динамічному режимі відображається напрямок шляху евакуації. Для цого можуть бути застосовані стандартні символи, якими позначають "аварійний вихід". У такому випадку стандартна стрілка відповідно до актуального стану шляхів евакуації змінює своє положення залежно від конкретних обставин і завжди вказує напрямок ймовірно доступного аварійного виходу і, таким чином, забезпечує суттєву перевагу порівняно зі статичними символами, які завжди можуть лише нерухомо вказувати напрямок до найближчого аварійного виходу, хоча він залежно від ситуації може виявитися заблокованим. Для подовження терміну служби акумуляторної батареї в аварійному режимі може бути передбачена активізація дисплею шляхом натискання кнопки. Таким чином, світлодіод (див. вище) вказує шлях до пристрою, а докладну інформацію можна викликати на дисплей натисканням кнопки. У цьому випадку на дисплеї може бути відображена також загальна ситуація, наприклад у графічній формі, причому на графічній схемі або у вигляді тривимірного зображення у відповідному масштабі можуть бути відображені шляхи до аварійних виходів, а також місцеположення аварійного оснащення. Водночас натисканням кнопки або доторканням до сенсорного екрану можна вводити, наприклад, додаткову інформацію і надавати її в розпорядження усього персоналу, наприклад "відображений як заблокований аварійний вихід 1 є доступним" (або "зроблений нами доступним") тощо. в цьому випадку така інформація передається по мережі і впливає на відображення картини ситуації. Вона може включати також місцезнаходження персоналу на схемі шахти (див. вище). Передача інформації на мобільні кінцеві пристрої: Оскільки мережеві комп'ютери можуть мати вузол доступу до бездротової локальної мережі (WLAN) або мережний контакт з цими пристроями, в аварійному випадку доступ до відповідної інформації може бути забезпечений також за допомогою мобільних кінцевих пристроїв. Це може бути здійснене такими стадіями способу: 1. У нормальному режимі мобільні кінцеві пристрої отримують призначену для них інформацію, наприклад. стосовно параметрів довкілля, таких як дані, одержані від датчиків газу, або інформацію стосовно швидкості потоку повітря, від центральних серверів. 2. Оскільки введення інформації від датчиків в орієнтовану на безпеку мережу відбувається на місцях, доступ до неї для користувачів забезпечується за допомогою мобільних кінцевих пристроїв. 3. Кожен мережевий комп'ютер або один центральний мережевий комп'ютер в межах острова надає цю інформацію в розпорядження кінцевим пристроям. Це забезпечується, наприклад, за допомогою Web-технологій, таких як Web-браузери, або прикладних програм JAVA, за допомогою XML-дейтаграм, аналогічним SMS способами або за допомогою спеціально призначених для цього дейтаграм. Функції гучномовного зв'язку мережевих комп'ютерів і мобільних кінцевих пристроїв: Кожен мережевий комп'ютер може бути оснащений пунктом гучномовного зв'язку, що складається з гучномовця і мікрофона, а також у разі необхідності додаткової клавіатури. Цей пристрій може бути вбудований у мережевий комп'ютер або окремо підключений до нього або до мережі. У нормальному режимі ці пункти гучномовного зв'язку використовують для комунікації з персоналом, наприклад, для передачі загальних повідомлень ("PA", тобто система гучномовного зв'язку, англ. public аddress system) для інформування або попередження на місцях, наприклад, про наближення мобільної техніки. Такі попередження при цьому можуть бути також автоматично генеровані мережевим комп'ютером; якщо, наприклад, одна з машин в'їжджає у зону бездротового зв'язку мережевого комп'ютера, цей комп'ютер і найближчий сусідній мережевий комп'ютер у ланцюгу попереджають про наближення машини за допомогою тонального сигналу аналогічно попередженню про наближення або автоматичної трансляції мовного повідомлення. В аварійному режимі пункти гучномовного зв'язку використовують для комунікації осіб, які перебувають в межах мережевого острова, або для зв'язку з центральним пунктом керування, якщо з'єднання ще існує. При цьому в аварійному режимі всі пункти гучномовного зв'язку переважно підключають, об'єднуючи в одну групу, щоб всі особи в межах острову могли чути всі розмови. Підключення з таким об'єднанням охоплює переважно також придатні до мовної комунікації мобільні кінцеві пристрої, а також стаціонарні телефони, завдяки чому ці пристрої також можуть бути використані для зв'язку з усіма іншими особами в зоні. Центральні функції мовної комунікації ("сервер SIP") бере на себе центральний пристрій, який координує функції мережевого адміністрування, або інший мережевий комп'ютер в межах острову, якщо з'єднання з центральною системою (більше) не існує. Блок відключення енергії: 7 UA 105043 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 У разі утворення потенційно небезпечної концентрації газу необхідно – в разі необхідності великої відстані – відключати компоненти системи енергозабезпечення. Для цього до мережевого комп'ютера можуть бути приєднані конструктивні блоки, які зв'язані з пристроями вмикання енергопостачання за допомогою мережі. При цьому використовують також інформацію стосовно параметрів довкілля, які визначають за допомогою підпорядкованій мережевому комп'ютеру системи датчиків. Розпізнавання інформації, яку постачають датчики, або визначення критичних з точки зору безпеки станів, що потребують відключення енергопостачання, може безпосередньо здійснювати мережевий комп'ютер за допомогою програмного забезпечення, якщо це є допустимим з точки зору безпеки. В іншому випадку цю задачу бере на себе зовнішній блок датчиків, а мережевий комп'ютер забезпечує орієнтовану на безпеку комунікацію з блоком відключення. У класичному випадку блок відключення або з'єднаний з (периферійним) мережевим комп'ютером чи вбудований у нього, або безпосередньо встановлений на пристрої для відключення енергії чи вбудований у нього. Блоки розпізнавання і відключення постійно перебувають у безпосередньому мережному контакті один із одним і обмінюються телеграмами стосовно стану безпеки. Ці телеграми містять інформацію стосовно послідовності та часову позначку, а також стосовно достовірності. Їх вміст переважно захищений шляхом кодування від зловживань. У випадку розірвання мережного з'єднання передача телеграм припиняється, і з причин, пов'язаних із безпекою, здійснюється негайне відключення. Це саме відбувається в разі наявності суперечностей у телеграмах, або якщо ці телеграми містять отриману від датчиків інформацію, що стосується відключення. Відключення енергії стосується зокрема середньої напруги для забезпечення шахти енергією виробничого призначення. Мережеві елементи, застосовувані згідно з винаходом або використовувані у відповідному винаходові способі, оснащені, по-перше, захищеними, наприклад, від електричного пробою корпусами, а також блоками акумуляторних батарей для забезпечення безперебійного електроживлення в аварійних випадках. Попередження для персоналу: Мережевий комп'ютер може безпосередньо або через підключений або розташований у мережі периферійний пристрій видавати ініційовані, наприклад, інформацією щодо місцеположення людей і машин у мережі аудіовізуальні попередження, якщо, наприклад, машини або транспортні засоби наближаються до відповідної зони, або інші чинники можливої небезпеки розпізнаються датчиками або випливають з інформаційних повідомлень, одержаних від мережі. Подібні інформаційні повідомлення можуть бути генеровані, наприклад, також таким чином, що працівник звертається по певних телефонних номерах до одного чи кількох пристроїв і сам оголошує повідомлення або в такий спосіб ініціює оголошення заздалегідь підготовленого повідомлення через гучномовну установку та/або дисплей. Це може бути здійснене також, наприклад, шляхом розсилання текстових повідомлень, які генеруються вручну персоналом або автоматично (наприклад, машинами, що рухаються). Підтримка рятівних заходів: До кожного мережевого комп'ютера або додаткових пристроїв у мережі в разі потреби можуть бути підключені засоби рятівного оснащення, які використовує рятівна команда, наприклад пожежна або шахтна гірничо-рятівна команда. Таким чином забезпечується можливість використання рятівною командою для своєї роботи ще функціонуючих частин мережі і забезпечувати кращу комунікацію між рятівною командою на місці та керівництвом команди. В такому випадку ця комунікація може охоплювати, наприклад, також мультимедійну інформацію від мобільних камер. Для підключення рятівного оснащення застосовують зокрема такі засоби: 1. Виводи для підключення пристроїв мовної комунікації; 2. Виводи для підключення традиційних рятівних комунікаційних систем; 3. Виводи для підключення/інтерфейси для систем радіозв'язку, наприклад такі, які використовують пожежні команди або поліція; 4. Виводи для підключення напівмобільних мережевих компонентів для утворення тимчасових мереж, зокрема для рятівної команди. Виводи для підключення засобів мовної комунікації та засобів зв'язку рятівної команди: На пунктах гучномовного зв'язку або в мережевих комп'ютерах у разі необхідності можуть бути передбачені також виводи для підключення засобів мовної комунікації, які вбудовані, наприклад, у респіратори або захисний одяг. Завдяки цьому забезпечується можливість комунікації між особами в умовах, які потребують користування пристроями для захисту дихання, та між членами рятівної команди, а також у тому випадку, коли члени рятівної команди 8 UA 105043 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 намагаються встановити контакт із особами, які перебувають у відповідній зоні, наприклад шляхом використання функцій гучномовного зв'язку. Окрім цього, можуть бути передбачені виводи для підключення традиційних комунікаційних ліній, які вже сьогодні використовують рятівні команди, зокрема на гірничопромислових підприємствах, таких як, наприклад, плоских стрічкових кабелів. Виводи для підключення традиційних систем радіозв'язку: Ворієнтованій на безпеку підземній мережі можуть бути також передбачені інтерфейсні блоки для з'єднання пристроїв мовної комунікації на основі систем зв'язку ІР-телефонії (VoIP) мережі з системою радіозв'язку, наприклад, пожежної команди. Оскільки дальність дії пристроїв радіозв'язку під землею обмежена, ці інтерфейси дозволяють рятівній команді спілкуватися в межах більшої зони, оскільки деякі ділянки ліній радіозв'язку в цифровій формі перекривають за допомогою мережі (наприклад з використанням систем зв'язку VoIP). З іншої сторони, існує можливість безпосередньої комунікації пристроїв радіозв'язку рятівної команди з особами в мережі, наприклад, із використанням пунктів гучномовного зв'язку. Ці пристрої або вбудовують у мережевий комп'ютер, або підключають до будь-якого місця в мережі. Вони можуть бути постійно інстальовані в мережі або тимчасово підключені до мережі на період застосування. Напівмобільні мережеві блоки для тимчасового застосування та рятівної команди: При здійсненні рятівних заходів може статися, що події відбуваються в зонах, в яких вже не можна розраховувати на те, що мережа залишається здатною до функціонування. Одночасно в пам'яті мережевих комп'ютерів ще здатних до функціонування мережевих островів записується інформація, яка може містити важливі дані для очікуваної шахтної рятівної команди, наприклад, про те, що всі люди залишили відповідну зону, оскільки наявність жодного транспондера в ній не виявлено. Отже, пошукові заходи можуть бути сконцентровані в першу чергу на інших зонах. Для забезпечення можливості приєднання рятівної команди до підземних мережевих островів, відновлення тимчасових з'єднань між мережевими островами та відновлення здатної до функціонування зовнішньої мережі, а також полегшення роботи за допомогою постійної мережної комунікації та підвищення її надійності, а разом із цим також забезпечення можливості передачі зображень і відеоінформації з міста рятівних робіт керівництву рятівної групи застосовують мобільні блоки, які має при собі рятівна команда. Такий мобільний блок складається з кабельного барабана з намотаним на нього промисловим світловодним кабелем або мідним мережевим кабелем (фіг. 4). У сердечнику барабана вбудований електронний блок мережевого комп'ютера, а також вузла доступу та комутатора. Блок акумуляторних батарей може бути або вбудований та/або мобільно приєднаний. Можливим є також подача електроживлення за допомогою гібридного кабелю, який містить як світловод, так і кабель електроживлення. Мережевий кабель барабана приєднують до здатного до функціонування комутатора або мережевого комп'ютера, після чого розмотують. Кабельний барабан із кінцем розмотаного кабелю встановлюють або підвішують. Електроживлення та антени, а також в разі необхідності інші периферійні пристрої приєднують до виводів для підключення, які передбачені в сердечнику кабельного барабана. Завдяки вбудованому вузлу доступу забезпечується також можливість бездротового зв'язку в зоні поблизу барабана. Необхідність у ньому виникає, наприклад, у разі застосування бездротових пристроїв мовної комунікації, бездротових блоків датчиків для вимірювання параметрів довкілля, камер або пристроїв, які контролюють життєві показники членів рятівної команди і передають їх керівництву команди, щоб без крайньої потреби не піддавати цих осіб дії небезпечних для здоров'я чинників. У сердечник кабельного барабана можуть бути вбудовані також інші електронні пристрої, що є корисними або необхідними для здійснення рятівних заходів, такі як, наприклад, пристрої для вимірювання параметрів довкілля або перетворювачі для пристроїв радіозв'язку, основою яких не є мережа типу Ethernet. В такому випадку обробку відповідних даних може здійснювати процесор вбудованого мережевого комп'ютера. Кабельний барабан як елемент комунікаційної мережі може бути застосований також в інших тимчасових мережах, зокрема тимчасових локальних комп'ютерних мережах (LAN), або в тих місцях, де мобільний зв'язок мусить бути підтриманий за допомогою тимчасових мікропередавачів. У цьому випадку до мережевих виводів комутатора, передбачених у кожному кабельному барабані, підключають наступний кабельний барабан. Таким чином можна формувати повністю автономну і мобільну мережу, навіть для більших ділянок. Барабани можуть бути використані також для тимчасового відновлення функціонування несправних ділянок стаціонарної мережі, щоб забезпечити можливість виявлення людей в межах нового приєднаного острова. 9 UA 105043 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Завдяки цьому рятівні команди також мають можливість запиту через з'єднання зі стаціонарним мережевим комп'ютером стосовно того, які мобільні пристрої в даний момент перебувають у відповідній зоні або перебували у цій зоні перед переходом в аварійний режим. Ініціалізація способу: Якщо новий інтелектуальний мережевий комп'ютер підключають до системи, або якщо інтелектуальний мережевий комп'ютер "переставляють" (передислокують) в інше місце системи, ініціюється автоматичний процес, в якому здійснюється ініціалізація мережевого комп'ютера. Цей мережевий комп'ютер записує всю інформацію в своєму постійному запам'ятовувальному пристрої (ПЗП), тому ця інформація залишається доступною також після розриву з'єднання з центральними системами: 1. Первинна ініціалізація на місці, на якому до цього не були встановлені будь-які пристрої: 1.1. Пристрій реєструється в центральній системі або активно шукає таку систему, або центральна система виявляє його автоматично. 1.2. Користувач у центральній системі після авторизації вводить місцеположення (позицію) системи у відповідних шахтних координатах. 1.3. Користувач в разі необхідності встановлює інші адміністративні ініціалізаційні параметри. 1.4. Таким чином пристрій отримує дані стосовно свого місцеположення. Тепер його порядок дій відповідає описаному для випадку передислокації пристрою (починаючи з пункту…). 2. Передислокація пристрою, який вже пройшов первинну ініціалізацію, в інше місце: 2.1. Пристрій реєструється після вмикання і підключення до мережі в центральній системі. 2.2. Центральна система виявляє, що замість пристрою, який до цього перебував у цьому логічному місці мережі, було інстальовано інше апаратурне забезпечення. 2.3. Центральна система запитує користувача, чи був пристрій інстальований як безпосередня заміна в тій самій позиції, що й попередня система. У разі отримання ствердної відповіді здійснюється негайний перехід для виконання пункту 4. У разі отримання негативної відповіді перед виконанням пункту 4 виконують пункти 2 і 3 зі стадії первинної ініціалізації. 2.4. Мережевий комп'ютер запитує своїх "сусідів" щодо їх позицій та з'єднань із іншими пристроями і таким чином формує власну модель мережі. Ця модель записується на тривалий період в постійному запам'ятовувальному пристрої (ПЗП). Альтернативно ця інформація може бути завантажена також із центральної системи у мережевий комп'ютер. 2.5. Центральна система здійснює завантаження відповідних даних стосовно інфраструктури (довжини мережевих з'єднань і разом із цим довжини відрізків тунелів) тобто відстані між мережевими комп'ютерами на мережеві комп'ютери. Вони зв'язують інформацію з їх логічними мережними даними і таким чином отримують відомості щодо відстаней між окремими мережевими комп'ютерами. Альтернативно мережевий комп'ютер може також запитати ці дані у центральної системи (або в одного із вже інстальованих "сусідів"). Останній варіант дозволяє уникнути марного обміну даними по всій мережі. 2.6. Окрім цього, дані щодо місцеположення аварійних виходів і рятівного оснащення також завантажуються з центральної системи або сусідніх мережевих комп'ютерів. 2.7. Окрім цього, із центральних систем можуть бути також завантажені спеціальні прикладні програми, що залежать від координат і позиції, які дають можливість пристрою виконувати спеціальні задачі, що, наприклад, залежать від позиції пристрою, такі як: передача певних текстових попереджень за допомогою гучномовних установок чи вмикання дисплею в разі переміщення людей поблизу, або наближення транспортних засобів чи машини. 2.8. Пристрій перемикається у нормальний режим і може виконувати відповідні способу задачі. Таким чином системи підготовлені до виконання їх місцевих задач для підтримки безпеки шахти. Альтернативно конфігурація може бути встановлена також у ручному режимі, наприклад із використанням Web-браузерів. Аварійний тахограф: В аварійному режимі пристрій записує всі дані, що стосуються безпеки, на тахографі, який передбачений у ПЗП. Це дозволяє в разі необхідності згодом зчитувати інформацію стосовно порядку дій для персоналу і машин, їх місцеположення тощо. Система: Система складається з комп'ютера, підключених місцевих периферійних пристроїв і мережевих з'єднань між блоками на місцях та центральними системами. У нормальному режимі вся система є замкнутим блоком, який полегшує процес експлуатації шахти і завдяки уніфікації комунікації оптимізує ресурси, застосовувані для інвестиції, інсталяції, експлуатації та технічного обслуговування. Водночас система є відкритою завдяки 10 UA 105043 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 застосуванню мережі типу Ethernet, що дозволяє в майбутньому приєднувати до неї інші пристрої та системи. Уся система складається з кількох інтелектуальних мережевих комп'ютерів, розташованих під землею, які разом із підпорядкованими периферійними пристроями утворюють ядро функціональності. Вони реалізують описаний вище спосіб. Необхідні периферійні пристрої можуть бути безпосередньо вбудовані в пристрій або безпосередньо приєднані до пристрою за допомогою різних інтерфейсів, або підключені за допомогою мережі. Важливим для способу є лише те, щоб мережеві комп'ютери під землею здійснювали обробку інформації на місцях для забезпечення можливості її подальшої передачі персоналу в нормальному або аварійному режимах. При цьому не важливо, існує чи не існує мережне з'єднання з центральними системами. Інші форми виконання винаходу описані в залежних пунктах формули винаходу. Скорочений опис креслень Переважні форми виконання винаходу описані далі за допомогою креслень, які призначені лише для пояснення і не обмежують винахід. На кресленнях наведено: Фіг. 1а та 1b Схематичне зображення кільцевої мережі в нормальному режимі та в аварійному випадку; Фіг. 2a та 2b Схематичне зображення кільцевої мережі з перехресними з'єднаннями в нормальному режимі та в аварійному випадку; Фіг. 3 Схематичне зображення зони шахти, відокремленої внаслідок розривів мережі, з індикацією символів на мережевих комп'ютерах (у вигляді стрілок) для динамічної евакуації та для відображення завершеної чи не завершеної евакуації людей з окремих ділянок зони; та Фіг. 4 Схематичне зображення зі сторони кабельного барабана з вбудованим в сердечник кабельного барабана зі світловодом або гібридним кабелем мережевим вузлом із виводами для підключення світловодів і радіодоступу, лінії електроживлення і додатковими виводами для підключення периферійних пристроїв 4) для тимчасового з'єднання мереж силами рятівної команди або для формування автономних тимчасових мереж для забезпечення рятівних заходів. Опис переважних форм виконання винаходу На фіг. Iа схематично зображений приклад кільцевої мережі в нормальному режимі та в аварійному випадку. Комутатор 10 символічно зображений для розташованої поза підземною спорудою мережевої архітектури. Існують два незалежних підземних контури 11 і 12, які мають кільцеву структуру. Кожне кільце в даному випадку має, наприклад, вісім мережевих блоків Al-A8 та Bl-B 8, які загалом позначені як комп'ютер 20. Самозрозуміло, їх кількість може бути більшою чи меншою, і з'єднання 21 між двома блоками можуть бути розташовані на відстані кількасот або кількох метрів вздовж тунелю. З'єднання 21 можуть бути також каналами радіозв'язку. Кожен комп'ютер 20 може мати датчики для запису інформації щодо параметрів довкілля, таких як температура, концентрація газу тощо. Комп'ютери можуть мати не наведені на кресленні зовнішні елементи індикації для передачі оптичних попереджень і відповідні гучномовці. Можуть бути передбачені інтерфейси (кабелі або, наприклад, пристрої Bluetooth) для датчиків і зовнішніх головних телефонів (Headsets). Передбачені також мережеві інтерфейси і блок вводу, такий як клавіатура, та пристрій індикації, зокрема для відображення інформації стосовно, наприклад, місцеположення рятівних засобів, динамічного процесу евакуації та повідомлень стосовно евакуації людей із відповідних зон (див. опис до фіг. 3) тощо. На фіг. Ib зображений аварійний випадок, причому у кількох місцях 22 з'єднання 21 розірвані або порушені. В результаті закреслені навскісними лініями комп'ютери 23 виявляються ізольованими і вже не з'єднані з іншою частиною мережі. Вони можуть бути позначені як комп'ютери 23 у межах острова. Вони утворюють острови 31 і 32. Комп'ютери, позначені цифрою 23, в цьому випадку переходять в аварійний режим, причому один із комп'ютерів кожного острова A3-A6 та B4-B 5 отримує статус головного згідно з описом. На фіг. 2а зображене кільце згідно з фіг. Iа з дротовими або бездротовими перехресними з'єднаннями 41, 42. які розташовані з урахуванням технічних характеристик шахти. В аварійному випадку, як зображено на фіг. Ib, активізуються з'єднання 42, в той час як з'єднання 42 ще залишаються розірваними залежно від конкретних обставин. Пошук (дротових або бездротових) з'єднань 41, що дозволяє відновлення підключення комп'ютерів островів 31 і 32, є однією з функцій островів в аварійному режимі та відповідного головного комп'ютера. Всі однакові або аналогічні ознаки на всіх кресленнях мають однакові позиційні позначення. 11 UA 105043 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Окремі мережеві комп'ютери в кільцевих мережах або в кільцевих мережах із перехресними з'єднаннями переважно з'єднані між собою для забезпечення якнайвищої надійності комунікації. При цьому в ідеальному випадку на кожній ділянці тунелю прокладений мережевий кабель, завдяки чому забезпечується покриття логічним зв'язком усієї шахти, і ступінь резервування мережі точно відповідає ступеню резервування шляхів евакуації в шахті. Це дозволяє позбутися недоліку традиційної кільцевої мережі, в якій в разі розриву двох з'єднань або відмови активних компонентів утворюються недоступні острови. Якщо ці кільця сполучені між собою перехресними з'єднаннями, доступ до відокремлених в інших випадках островів забезпечується з набагато вищою ймовірністю. Ці операції перемикання в разі небхідності автоматично здійснюють мережеві комп'ютери. Неактивні мережеві лінії постійно контролюються обома підключеними мережевими комп'ютерами. Комутаційна мережа в підземній системі охоплює розташовану під землею кільцеву мережу окремих мережевих комп'ютерів. Принаймні один, переважно кілька мережевих комп'ютерів різними лініями з'єднані з надземним комп'ютерним блоком центральної системи. Лінією при цьому є кабельна лінія мережі типу Ethernet, відповідна коаксіальна лінія, світловодна лінія або бездротові лінії радіозв'язку (WiFi, WLAN). При цьому кожен комп'ютер має доступ до інформації стосовно загальної структури кільцевої мережі і наданий йому мережний статус. Поняття "інформація щодо загальної структури" охоплює як мережеву структуру згідно з фіг. 3, так і інфраструктуру самої підземної структури, наприклад розміщення важливих з точки зору безпеки місць і предметів, таких як сховища, передбачені для аварійних ситуацій, вогнегасники, аварійні виходи тощо. До них належать також дані стосовно клімату приміщень, такі як можливості запиту або відображення температури, концентрації газу тощо. Мережний статус відповідає можливостям пристрою. Подібна структура може охоплювати великі комп'ютери та менші комп'ютерні блоки. Частиною інформації стосовно статусу є змінювана інформація "нормальний режим" або "аварійний режим". Незмінною інформацією щодо статусу є інформація про те, чи є комп'ютер спроможним виконувати задачі мережевого адміністрування, і чи взяв він їх на себе. Приводом для зміни статусу є перевищення порогового значення (наприклад, виміряні значення концентрації газу, отримані від датчика; значення температури, виміряні датчиком комп'ютера) або ініціюючий сигнал (розрив з'єднання з одним із групи певних інших мережевих комп'ютерів; надходження аварійного сигналу від іншого комп'ютера мережі або від мобільного пристрою працівника тощо) та ін. Окрім грубої класифікації "нормальний режим" та "аварійний режим" можуть бути визначені також проміжні ступені, такі як "місцевий аварійний режим". Множина мережевих комп'ютерів виконана з можливістю здійснення пошуку альтернативного шляху комунікації у випадку розриву з'єднання між мережевими вузлами для підтримання комунікації; всі комп'ютери не обов'язково мають бути придатними для цього. Множина мережевих комп'ютерів оснащена принаймні одним датчиком, або з'єднана безпосередньо, або через мережу, щоб приймати інформацію, яка стосується параметрів довкілля, і виконана з можливістю передачі цієї інформації іншим мережевим комп'ютером кільцевої мережі та/або надземній центральній системі. Це стосується вищезгаданої інформації стосовно температури, концентрації газу, руху повітря та вентиляції тощо, причому мережеві комп'ютери в нормальному режимі передають актуальну інформацію, що стосується параметрів довкілля, надземній центральній системі, а також іншим мережевим комп'ютерам. У разі пошкодження мережевої структури внаслідок одного чи кількох розривів утворюються так звані мережеві острови. При застосуванні множини мережевих комп'ютерів існує можливість виявлення подібної несправності (тобто втрати шляхів передачі інформації на центральний надземний комп'ютер), і в цьому випадку на утворених внаслідок одного чи кількох розривів з'єднань мережевих островах вищезгаданий мережний статус змінюється з "нормального режиму" на "аварійний режим". Перемикання в аварійний режим може бути здійснене також вручну уповноваженим на це користувачем або – в разі наявності з'єднання – центральною системою. У такому випадку ці комп'ютери повідомляють про цей статус також не призначеним для виконання цих дій комп'ютерам. Один із вищезгаданих мережевих комп'ютерів із мережним статусом "аварійний режим" при цьому бере на себе статус головного комп'ютера і повідомляє всім іншим мережевим комп'ютерам у межах мережевого острова, що вони мають прийняти статус підпорядкованих (slave). Для вибору головного комп'ютера вирішальними можуть бути різні ознаки. Це може бути один із найшвидших комп'ютерів мережевого острова; перший комп'ютер, який встановлює цей факт; центральний комп'ютер у вузловій точці утвореного острова тощо. Він також виконаний із можливістю виконання функцій мережевого 12 UA 105043 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 адміністрування центральної системи в межах утвореного внаслідок розриву з'єднання мережевого острова. В такому випадку цей мережевий комп'ютер зі статусом головного комп'ютера приймає вищенаведену інформацію щодо параметрів довкілля в аварійному режимі і передає її всім іншим мережевим комп'ютерам мережевого острова. Альтернативно всі комп'ютери в мережевому острові визначають статус підпорядкованих їм датчиків і повідомляють про це, наприклад, за допомогою широкомовної телеграми всім абонентам мережі. Завдяки цьому принаймні один комп'ютер має можливість, використовуючи ще доступну в межах острову інформацію, в динамічному режимі вказувати на сховища, шляхи евакуації, чинники небезпеки, пов'язані з умовами довкілля тощо. В даному випадку цю задачу може виконувати кожен підпорядкований комп'ютер. До доступної інформації належать, залежно від конкретних обставин, також телефонні з'єднання за допомогою кабелю мережі типу Ethernet (ІР-телефонія, VOIP), або в режимі телефонного зв'язку, або в режимі трансляції повідомлень, щоб забезпечити можливість комунікації всіх осіб, яких це стосується, що перебувають у межах такого мережевого острова, з усіма іншими особами, яких це стосується, номери яких вони не мають знати обов'язково; інформація стосовно місцеположення людей і матеріали, одержані від зареєстрованих мобільних пристроїв, які записуються в пам'ять, тому можуть бути зчитані згодом. В іншій переважній формі виконання винаходу обробку цієї інформації стосовно параметрів довкілля здійснює не лише головний комп'ютер. Ця обробка може бути також розподілена між комп'ютерами мережі, до яких підключені датчики. Це також буде переважним варіантом, оскільки в такому випадку навіть для менших мережевих островів забезпечується перевага, яка полягає в можливості збирання і обробки інформації про параметри довкілля в одному місці. Іншою функцією є спроба самовідновлення мережі шляхом пошуку альтернативних маршрутів 41, 42 з центральним надземним комп'ютером, як це зображено на фіг. 2b. Поперше, розсилаються активні сигнали тестового опитування (рing) по відомих фіксованих адресах, а також в системі трансляції повідомлень (broadcast), щоб утворити з'єднання з мобільними блоками, які, наприклад, були внесені в підземну систему рятівною командою, і потім забезпечують з'єднання з надземною мережею. На фіг. 3 наведене схематичне зображення відокремленої внаслідок розривів мережі зони 50 шахти з мережевими комп'ютерами, на яких нанесені відповідні символи (стрілки 51) для позначення динамічної евакуації та відображення завершеної чи не завершеної евакуації людей з відповідних ділянок зони. Шахта зображена у вигляді двох смуг 5. У надземній зоні мережева установка 6 зображена у вигляді принципової схеми. З'єднання 21 проходять крізь шахти 5 в одну чи кілька штолень, зображені на фіг. 3 у вигляді принципової схеми. Насамкінець, комп'ютери 20 і з'єднання 21 під землею довершують схематичне зображення штолень певного горизонту. Перехресні з'єднання 41 та 42 можуть охоплювати, наприклад, з'єднання між двома штольнями, тобто дві системи штолень на різних рівнях глибини. Комп'ютери 20 в зоні 50 відокремлені від надземної мережі 6 внаслідок розривів 55, 56 та 57 у трьох місцях. Утворений комп'ютерний острів 33, який не має з'єднання із зовнішньою системою. Комп'ютери 20 острова підпорядковані головному комп'ютеру 29, який якнайбільше відповідає сукупності наведених вище зважених критеріїв. У даному випадку це розташований у центрі відокремленого острова комп'ютер 29, який має достатню потужність та достатній заряд акумуляторної батареї. На підставі одержаної від датчиків комп'ютерів 27 та 28 інформації, зокрема стосовно температури, концентрації газу та пилу, а в разі необхідності також попередньо заданих параметрів, головний комп'ютер вирішує, що найдоцільніший шлях евакуації проходить у напрямку комп'ютера 27, а вихід через місце розриву 57 є найперспективнішим. Комп'ютери 27 і 28 відносно утвореного острова позначені як розташовані на краю зони. Тому на всіх комп'ютерах, оснащених відповідними пристроями індикації, відображається символ у вигляді стрілки 51 для позначення напрямку, в якому мають йти гірники, що з'являються на одному з комп'ютерів 20 із відповідною індикацією. Водночас може бути відображено, чи в зоні "позаду" стрілки ще реєструються люди з транспондерами. Це не стосується розташованих "в евакуйованій зоні" комп'ютерів 26, тому головний комп'ютер 29 припускає, що з цих зон шахти вже люди вже евакуйовані, тому вони не мають першочергового значення для огляду рятівною командою. Шлях, позначений стрілками 51 у напрямку розриву 57, відображає найближчий придатний для евакуації шлях. На фіг. 4 наведене схематичне зображення зі сторони кабельного барабана 100 із вбудованим у сердечник 101 кабельного барабана 100 зі світловодним або гібридним кабелем мережевого вузла з виводами 103 для підключення світловодного кабелю і радіодоступу 102, 13 UA 105043 C2 5 10 15 20 25 електроживлення 107 і додатковими виводами 104 для периферійних пристроїв для тимчасового з'єднання мереж рятівною командою або для формування автономних тимчасових мереж для здійснення рятівних заходів. Таким чином рятівна бригада має можливість підключення до підземних мережевих островів 50, оскільки тимчасові з'єднання між мережевими островами 50 і здатною до функціонування зовнішньою мережею 6 відновлені. На кабельному барабані 100 намотаний промисловий світловодний кабель 105 або мідний мережевий кабель. Один кінець кабелю 105 може бути вставлений у з'єднаний із зовнішнім комп'ютером мережевий комп'ютер 20, після чого користувачі кабельного барабана 100 розмотують з нього кабель відповідно просуванню уперед. У доцільно вибраному місці застосування або біля кінця ділянки 105 кабелю барабан 100 укладають або встановлюють, наприклад на стійці на втулку 106, для підключення інших компонентів. Інший кінець кабелю 105 переважно із самого початку з'єднують або зрощують із відповідним внутрішнім штекером/гніздом кабельного барабана. Завдяки цьому елементи 102, 103 і 104 безпосередньо готові до застосування, зокрема якщо підключена лінія 107 електроживлення. Альтернативно в барабан 100 може бути також вбудований блок електроживлення. До світловодних інтерфейсів або інтерфейсів 103 мережі типу Ethernet може бути підключений наступний барабан 100, або, якщо усунене місце розриву 57, може бути підключений мережевий острів 50. У сердечнику 101 барабана 100 переважно вбудовані також електронні блоки мережевого комп'ютера (тобто комп'ютер з можливостями підпорядкованого комп'ютера 20), а також вузла доступу (аccess point) і комутатора (switch). Блок акумуляторних батарей може бути або вбудованим та/або мобільно підключеним. Можливим є також підведення електроживлення за допомогою гібридного кабелю, в якому розташовані як світловодна лінія, так і лінія електроживлення. Мережний кабель барабана підключають до здатного до функціонування комутатора або мережевого комп'ютера, після чого розмотують. Барабан на фіг. 4 можна використовувати також без застосування способу згідно з фіг. 3. Позиційні позначення 5 6 10 11, 12 20 21 22 23 26 27, 28 29 31,32 41,42 50 51 55, 56, 57 100 101 102 103 104 105 106 107 A1-A8 B1-B8 30 шахта мережева установка комутатор підземне кільце комп'ютер з'єднання розрив з'єднання комп'ютер у межах острову комп'ютер в евакуйованій зоні комп'ютер на краю зони головний комп'ютер острів перехресне з'єднання зона символ "стрілка" місце розриву кабельний барабан сердечник вивід для радіодоступу вивід для підключення світловоду вивід для підключення периферійних пристроїв світловодний кабель втулка електроживлення мережевий комп'ютер мережевий комп'ютер ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Комунікаційна мережа в підземній споруді (5), в якій у багатьох вузлових точках (20; А1-А8; В1-В8) встановлені підземні мережеві комп'ютери, які в нормальному режимі з'єднані з комп'ютерним блоком (6) центральної системи, в якій мережеві комп'ютери (20) виконані з 14 UA 105043 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 можливістю розпізнавання аварійного випадку внаслідок втрати (22; 55, 56, 57) з'єднання з комп'ютерним блоком (6) центральної системи та ініціювання в цьому випадку аварійного режиму, яка відрізняється тим, що комунікаційна мережа виконана з можливістю перебирання на себе в аварійному випадку принаймні однієї мережевої або прикладної функції комп'ютерного блока (6) центральної системи принаймні одним підземним мережевим комп'ютером (29) та активізації принаймні однієї прикладної функції (51) для аварійного випадку принаймні на одному з підземних мережевих комп'ютерів (20, 26, 27, 28, 29), причому принаймні один мережевий комп'ютер (20; 27; 28; 29) оснащений принаймні одним датчиком чи з'єднаний із ним безпосередньо або через окремий блок реєстрації для приймання інформації стосовно параметрів довкілля, її обробки, в разі необхідності, зокрема для ініціювання зміни статусу, та її передачі в мережу. 2. Комунікаційна мережа за п. 1, яка відрізняється тим, що кожен мережевий комп'ютер (20) має доступ до інформації стосовно загальної структури або відповідних частин комунікаційної мережі. 3. Комунікаційна мережа за будь-яким із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що кожен мережевий комп'ютер (20) має наданий йому мережевий статус, вибраний із групи попередньо визначених статусів, зокрема "нормальний режим" та "аварійний режим". 4. Комунікаційна мережа за будь-яким із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що принаймні один мережевий комп'ютер (20; 29) виконаний з можливістю здійснення пошуку альтернативного шляху комунікації для підтримання комунікації у випадку розриву з'єднання між мережевими вузлами. 5. Комунікаційна мережа за будь-яким із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що принаймні один мережевий комп'ютер (29) в межах утвореного внаслідок розриву з'єднання мережевого острова (31; 32; 50) виконаний з можливістю переходу в статус головного комп'ютера як мережевий пристрій мережевого острова (31; 32; 50), причому всі інші мережеві комп'ютери (20) мережевого острова виконані з можливістю переходу в аварійному режимі в статус підпорядкованих комп'ютерів. 6. Комунікаційна мережа за пунктом 6, яка відрізняється тим, що принаймні один мережевий комп'ютер (29) виконаний з можливістю передачі вищезгаданої інформації стосовно параметрів довкілля в аварійному режимі всім іншим мережевим комп'ютерам мережевого острова або перебрання на себе мережних функцій комп'ютерного блока (6) центральної системи в межах утвореного внаслідок розриву з'єднання мережевого острова. 7. Комунікаційна мережа за будь-яким із попередніх пунктів, яка відрізняється тим, що кожен мережевий комп'ютер (20) у межах утвореного внаслідок розриву з'єднання мережевого острова виконаний з можливістю формування в аварійному режимі інформації стосовно мережного статусу і актуальної інформації стосовно параметрів довкілля для оцінки стану безпеки та оптичного або акустичного відображення цієї інформації на індикаторі (51). 8. Спосіб здійснення орієнтованої на безпеку комунікації у підземній споруді, в якому встановлені в кількох вузлових точках підземні мережеві комп'ютери утворюють комунікаційну мережу і в нормальному режимі з'єднані з комп'ютерним блоком центральної системи, в якому принаймні один мережевий комп'ютер розпізнає аварійний випадок внаслідок втрати з'єднання з комп'ютерним блоком центральної системи і після цього ініціює перехід в аварійний режим, який відрізняється тим, що принаймні один мережевий комп'ютер в аварійному випадку перебирає на себе принаймні одну мережеву функцію комп'ютерного блока центральної системи, та що принаймні одну прикладну функцію для аварійного випадку активізують принаймні на одному з підземних мережевих комп'ютерів, причому принаймні один мережевий комп'ютер (20; 27; 28; 29) приймає і, в разі необхідності, обробляє інформацію стосовно параметрів довкілля за допомогою принаймні одного датчика, з'єднаного з ним безпосередньо або через окремий блок реєстрації, зокрема для ініціювання зміни статусу, та передає її в мережу. 9. Спосіб за пунктом 9, в якому аварійний режим ініціюють на підставі інформації принаймні одного датчика та/або інформації стосовно статусу, або в ручному режимі, зокрема шляхом відокремлення певної кількості мережевих блоків від надземної мережі. 10. Комунікаційний елемент для формування тимчасових комунікаційних структур, зокрема для застосування з комунікаційною мережею за будь-яким із пунктів 1-9, який відрізняється тим, що комунікаційний кабель (105) намотаний на кабельний барабан (101), причому один кінець кабелю (105) з'єднаний з кабельним барабаном (101), і причому втулка і бічні елементи кабельного барабана (101) мають вивід для підключення принаймні одного іншого комунікаційного кабелю (105) і внутрішнього електроживлення для вбудованого в кабельний барабан (101) блока керування та антени блока бездротової комунікації. 15 UA 105043 C2 16 UA 105043 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 17