一种安全风险动态警示装置、系统和方法与流程

1.本发明涉及物联网应用技术领域、信息化技术领域，特别涉及一种安全风险动态警示装置、系统和方法。


背景技术：

2.国内大型矿山井下生产作业区域面广，下井作业人员达到了百人、千人基数；大部分矿山环境恶劣，地形复杂多变，普遍存在诸如气体中毒、粉尘爆炸、通风系统紊乱、烧伤、塌方等危险，一旦发生事故，将给矿山企业的人员和经济带来严重后果，对于矿山在井下安全管理工作无疑是一种严峻挑战。因此，如何进一步提高大型矿山井下安全风险分析及风险分析结果应用于井下安全管理的效率尤为重要。
3.目前大多数金属矿山企业井下均采用人工的方式，对井下作业区、活动区域进行风险分析辨识，通过风险分析辨识结果，人工绘制井下安全风险四色图及危险告知卡，因为井下区域点多，人工绘制将花费大量的时间，且因为数据的及时性、变动性的因素，绘制的结果因周期的影响存在一定的偏差，且绘制的风险四色图只能作为警示作用，没有把辨识结果数据进行很好的应用，这种模式已经难以满足现金属矿山井下安全管理的需求；若安全生产管理人员要抽取不同区域的辨识结果的数据，还需协调各风险辨识的人员进行参与，甚至还存在需要重新辨识重新获取现场的结果数据，仅需要一个区域的辨识数据，都可能需要矿山工厂进行大量人力投入，可想而知，基础的井下安全管理工作，已在生产经营方面对企业管理造成不可控制的趋势。人力的大量投入不仅加大了生产成本，还降低了生产利润，长期以往对矿山企业的各方面发展将造成严重的影响。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种应用于金属矿山井下的安全风险动态警示装置、系统和方法，能够进行风险动态分析方法及四色图生成。本发明的目的是这样实现的：一种安全风险动态警示系统，包括风险识别模块和四色图转换模块；风险识别模块接收采集终端采集的安全警示牌信息，进行区域风险辨识，将辨识结果数据实时传输到四色图转换模块，四色图转换模块结合实时辨识结果数据，动态生成风险四色图、重大危险源区域图；风险识别模块包括：风险分析对象划分标识模块：将井下各区域，按功能独立、大小适中、易于管理的原则，选取井下所有生产装置、存储设施或井下场所的逻辑依据，划分为多个风险分析对象，每个对象对应绑定区域定位标签id、风险辨识二维码；每个对象为独立分析的个体，同时每个个体对应一个风险等级划分模块；风险等级划分模块：结合国标的lec评价法和措施落实的结果，对单个风险分析单元进行实时评价，输出风险分析单元的风险等级；
取最高等级的辨识等级结果作为风险分析的辨识结果。
5.进一步地，所述安全警示牌包括定位标签块，展示区域风险辨识二维码，区域风险告知与警示数据。
6.进一步地，风险等级划分模块中：根据录入的措施落实结果出现的频率，选取出现概率的最高值分别对应风险分析单元进行评价的l、e、c值，按国标风险d=l*e*c 计算d值结果，平台按分级标准自动对风险分析单元定级。
7.所述分级标准：a(ⅰ级)：d值≥260；b(ⅱ级)：120≤d值《260；c(ⅲ级)：62≤d值《120；d(ⅳ级):20≤风险分值《62；d(
ⅴ
级)：1≤d值《20。
8.进一步地，四色图转换模块包括：平面图解析模块：接收辨识结果，解析出动态图稿件，压缩适配，将动态图稿件适配不同电脑分辨率进行展示；平面图标记模块：在解析出的动态图稿件上，结合安全警示牌的定位标签id，进行双向绑定，将实际的物理空间位置图在动态图进行绑定标记；平面图标签绑定模块：在已进行完成所述平面图标记的动态图稿件上，进行区域标签绑定操作，生成唯一的区域id与区域风险二维码对应，进行双层数据校验，即所述标记单元绑定的id、标签id对应uwb定位警示牌的id；平面图切图模块：在已进行完成平面图标签单元的动态图稿件上，基于区域勾勒的结果，在线切图，每个切图即完整的风险分析对象的区域图；平面图图层生成模块：在已进行完成所述平面图切图单元的动态图稿件上，将生成四个颜色的同类型的切图，作为区域图层管理；风险辨识结果数据分析模块：将平面图图层生成模块的结果，结合uwb定位标签获取的id数据、风险辨识二维码id数据，进行双向验证，实时获取到该区域最新的即风险分析对象的辨识数据；平面图颜色处理单元：获取风险辨识结果数据分析单元的辨识数据后，通过id与平面图标记模块、平面图标签绑定模块、平面图图层生成模块进行验证，将对应id的区域图换成对应颜色的图层，实时组装成最新的动态风险四色图和辨识结果为红色的重担危险源危险区域图。
9.进一步地，双向验证是在所述平面图标记模块、平面图标签绑定模块，会将井下现场实际的uwb定位标签id和风险二维码标签的id进行图片区域绑定，所述双向验证即验证平台api采集上来的id数据分别与平面图标记模块、平面图标签模块，进行绑定的id数据进行判等匹配，匹配成功即验证成功，验证成功则将实时获取到该区域最新的即风险分析对象的辨识数据。
10.进一步地，四色图转换模块还包括平面图存储单元：将井下平面图存储到虚拟空间区域，原稿件存储在实际文件空间区域，实现平面图文件的原稿与动态图稿件的数据隔离。
11.本发明还涉及的安全风险动态警示装置，包括四色图转换装置，四色图处理装置对各区域进行风险辨识形成辨识结果数据进行处理，输出动态风险四色图；四色图转换装置包括ui层、service层、数据传输层；
数据传输层接收识别的辨识结果数据，对传输的数据进行数据校验；service层包括解析引擎、图层引擎；解析引擎：通过restful接口获取动态图稿件，通过压缩适配技术，将动态图稿件通过文件适配处理，适配不同电脑分辨率，统一输出为png格式图进行展示；将文件解析的png格式图标，转换成标准的svg格式文件，结合所述uwb定位安全警示牌的定位标签id，利用js语法进行双向绑定定位标签id，并存储到缓存库redis中；从缓存中读取文件标记服务处理过的svg格式文件，结合所述uwb定位安全警示牌的风险辨识二维码id，利用js语法进行双向绑定二维码id，并存储到缓存库redis中；从缓存中读取文件标签服务处理完成的svg格式文件，根据勾勒出的所负责区域的区域分析单元轮廓，每个轮廓切图即完整的风险分析对象的区域图；图层引擎进行红色图层、橙色图层、黄色图层、蓝色图层、平面图颜色处理；获取解析引擎文件切图服务的勾勒图形，自动生成四个颜色的同轮廓图层，轮廓图层对应绑定标签id、定位id、区域id 、图层颜色，组装成json格式数据存储到缓存；所述平面图颜色处理：即所述的平面图处理单元，通过数据校验的json格式数据和所述图层服务的缓存存储的各图层json数据，通过各id进行校验，同id的数据将通过颜色值进行比对，相同的则进行图层的替换，并动态生成最新的svg格式文件。
12.进一步地，所述数据校验具体是：终端定位获取uwb定位安全警示牌的定位标签id，终端扫码获取风险辨识二维码，与解析引擎的平面图标记、标签获取id进行关联验证，验证成功的数据将持久化到mysql，同时输出json格式的api数据。
13.本发明还涉及的安全风险动态警示方法，按以下进行：接收采集终端采集的安全警示牌信息，进行区域风险辨识，将辨识结果数据实时传输到四色图转换模块，四色图转换模块结合实时辨识结果数据，动态生成风险四色图、重大危险源区域图；将井下各区域逻辑划分为多个风险分析对象，每个对象对应绑定区域定位标签id、风险辨识二维码；每个对象为独立分析的个体，同时每个个体对应一个风险等级划分模块；结合国标的lec评价法和措施落实的结果，对单个风险分析单元进行实时评价，输出风险分析单元的风险等级；取最高等级的辨识等级结果作为风险分析的辨识结果；接收辨识结果，解析出动态图稿件，通过压缩适配，将动态图稿件适配不同电脑分辨率进行展示；在解析出的动态图稿件上，结合安全警示牌的定位标签id，进行双向绑定，将实际的物理空间位置图在动态图进行绑定标记；在已进行完成所述平面图标记的动态图稿件上，进行区域标签绑定操作，生成唯一的区域id与区域风险二维码对应，进行双层数据校验，即所述标记单元绑定的id、标签id对应uwb定位警示牌的id；在已进行完成平面图标签单元的动态图稿件上，基于区域勾勒的结果，实现在线切图，每个切图即完整的风险分析对象的区域图；
在已进行完成所述平面图切图单元的动态图稿件上，将生成四个颜色的同类型的切图，作为区域图层管理；将平面图图层生成模块的结果，结合uwb定位标签获取的id数据、风险辨识二维码id数据，进行双向验证，验证成功则将实时获取该区域最新的即风险分析对象的辨识数据；将对应id的区域图换成对应颜色的图层，实时组装成最新的动态风险四色图和辨识结果为红色的重担危险源危险区域图。
14.进一步地，双向验证是在所述平面图标记模块、平面图标签绑定模块，会将井下现场实际的uwb定位标签id和风险二维码标签的id进行图片区域绑定，所述双向验证即验证平台api采集上来的id数据分别与平面图标记模块、平面图标签模块，进行绑定的id数据进行判等匹配，匹配成功即验证成功，验证成功则将实时获取到该区域最新的即风险分析对象的辨识数据。
15.本发明结合金属矿山行业的井下安全风险分析数据处理现状，通过此发明所述的井下安全风险动态分析方法及四色图生成的方法、系统及装置，解决传统金属矿山行业井下危险区域点多、人工绘制风险四色图花费大量的时间、风险辨识分析数据存在时间周期偏差、还需协调各风险辨识的人员进行参与绘图等问题；间接的为金属矿山企业减少人力资源的投入，降低了生产成本，将有效的人力放在现场安全管理，而不是办公室绘图管理，提升了井下安全管理的效率，同时还可将辨识的数据提供给各管理驾驶舱，便于统一调度，统一应急物资、应急人员的实时调配，有效的增加的井下安全应急管控措施的执行力，降低了井下安全事故的发生。
16.本发明在装置方面，将原有井下安全警示牌进行利用，简单、快速的加装uwb定位标签、风险辨识二维码，形成井下标准的uwb定位安全警示牌，帮助企业降低改造成本；在技术方面，在研发四色图转换装置时，常遇到页面突然关闭页面、断电等客观因素重新打开页面时，需重新启用装置流程，针对这个问题，装置进行了改进，基于传统的canvas的绘图转换压缩能力，引入《area》标签技术，并将每次用户进行区域勾勒的坐标数据存储到缓存redis中，每次的坐标数据均从redis中读取，这样解决上述问题，保存了历史勾勒的画面。
附图说明
17.图1为本发明实施例的系统框图；图2为本发明实施例的四色图生成的装置原理结构示意图；图3为本发明实施例的uwb定位安全警示牌；图4为本发明实施例动态生成ui层所示风险四色图。
具体实施方式
18.下面将结合本技术实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
19.除非另外定义，本技术实施例中使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词
语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。“上”、“下”、“左”、“右”、“横”以及“竖”等仅用于相对于附图中的部件的方位而言的，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中的部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
20.如图1所示，本实施例的应用于金属矿山井下的安全风险动态警示系统，包括4个区域的终端、风险识别模块和四色图转换模块。
21.如图1所示，本实施例实施前置条件是，井下的多个区域均部署网络覆盖或蓝牙覆盖，每个区域有对应有ip段划分或蓝牙信号，通过整个流程的处理，将对各区域进行风险辨识形成辨识结果数据，通过四色图转换模块的处理，最终和输出动态风险四色图。
22.风险识别模块接收采集终端采集的安全警示牌信息，进行区域风险辨识，将辨识结果数据实时传输到四色图转换模块，四色图转换模块结合实时辨识结果数据，动态生成风险四色图、重大危险源区域图。
23.本实施例包括4个区域终端：井下各区域1-n负责人利用手持终端，扫uwb定位安全警示牌加装的二维码即全文所述的风险辨识二维码，并与定位标签块配合使用完成定位操作。
24.本实施例的uwb定位安全警示牌：主要是对现有井下警示牌进行加装uwb定位标签、风险辨识二维码，作为风险区域辨识的切入点和唯一标识装置。
25.本实施例的井下风险分析对象：即上文所述的各风险区域，作为风险辨识的主要对象之一的基础数据。
26.本实施例的风险识别模块包括：风险分析对象划分标识模块：将井下各区域，按功能独立、大小适中、易于管理的原则，选取井下所有生产装置、存储设施或井下场所的逻辑依据，划分为多个风险分析对象，每个对象对应绑定区域定位标签id、风险辨识二维码。
27.每个单元为独立分析的个体，同时每个个体对应一个风险等级划分模块；每个风险分析单元应制定相应的风险管理措施，风险管理措施为矿山安全管理部门专业人员进行定制和录入系统，对单个单元进行风险管控，作为风险管控措施结果执行的参考数据之一。
28.风险等级划分模块：结合国标的lec评价法和措施落实的结果，对单个风险分析单元进行实时评价，具体的：措施落实结果为事故发生的可能性、暴露于危险环境的频繁程度、发生事故产生的后果，由现场井下负责人在日常安全检查过程中登记到平台，由平台根据结果出现的频率，选取出现概率的最高值分别对应风险分析单元进行评价的l、e、c值，按国标风险d=l*e*c 计算d值结果，平台按分级标准自动对风险分析单元定级。
29.所述分级标准：a(ⅰ级)：d值≥260；b(ⅱ级)：120≤d值《260；c(ⅲ级)：62≤d值《120；d(ⅳ级)20≤风险分值《62；d(
ⅴ
级)：1≤d值《20。
30.输出风险分析单元的风险等级；取最高等级的辨识等级结果作为风险分析的辨识结果。
31.区域负责人手持终端进行定位、扫码后，终端将显示风险分析对象、风险分析、风险管控措施的信息数据，区域负责人将按风险管控措施进行现场检查，检查措施是否落实到位，在结合国标lec算法，在线生成风险分析单元的最终的风险等级，待所有单元均检查完后，将按该区域内所有单元风险等级最高者作为风险分析对象（风险区域）的风险等级（辨识结果）。
32.四色图转换模块包括：平面图解析模块：接收辨识结果，解析出动态图稿件，通过压缩适配，将动态图稿件适配不同电脑分辨率进行展示；利用传统的canvas 的绘图转换压缩能力，使用js获取运行电脑的分辨率参数，将参数传入canvas 调整动态图稿的分辨率，来压缩适配。
33.平面图标记模块：在解析出的动态图稿件上，结合安全警示牌的定位标签id，进行双向绑定，将实际的物理空间位置图在动态图进行绑定标记；平面图标签绑定模块：在已进行完成所述平面图标记的动态图稿件上，进行区域标签绑定操作，生成唯一的区域id与区域风险二维码对应，进行双层数据校验，即所述标记单元绑定的id、标签id对应uwb定位警示牌的id；平面图切图模块：在已进行完成平面图标签单元的动态图稿件上，进行区域勾勒，实现在线切图，每个切图即完整的风险分析对象的区域图；区域勾勒是指利用js的《area》标签技术，用户进行鼠标移动到指定的作用区域进行勾勒，平台会将此区域鼠标移动点击的坐标点自动存储到缓存resdis，一旦点击完毕，即完成该区域的模拟切图，平台将从resdis获取坐标数据，传入canvas中实现在线切图，每个切图即完整的风险分析对象的区域图。
34.平面图图层生成模块：在已进行完成所述平面图切图单元的动态图稿件上，将生成四个颜色的同类型的切图，作为区域图层管理；风险辨识结果数据分析模块：将平面图图层生成模块的结果，结合uwb定位标签获取的id数据、风险辨识二维码id数据，进行双向验证，验证成功则将实时获取该区域最新的即风险分析对象的辨识数据。双向验证是指：在所述平面图标记模块、平面图标签绑定模块，会将井下现场实际的uwb定位标签id和风险二维码标签的id进行图片区域绑定，所述双向验证即验证平台api采集上来的id数据分别与平面图标记模块、平面图标签模块，进行绑定的id数据进行判等匹配，匹配成功即验证成功，验证成功则将实时获取到该区域最新的即风险分析对象的辨识数据。
35.平面图颜色处理单元：获取风险辨识结果数据分析单元的辨识数据后，通过id与平面图标记模块、平面图标签绑定模块、平面图图层生成模块进行验证，将对应id的区域图换成对应颜色的图层，实时组装成最新的动态风险四色图和辨识结果为红色的重担危险源危险区域图。
36.四色图转换模块还包括平面图存储单元：将井下平面图存储到虚拟空间区域，原稿件存储在实际文件空间区域，实现平面图文件的原稿与动态图稿件的数据隔离。
37.如图2所示，本实施还涉及安全风险动态警示装置，包括四色图转换装置，四色图处理装置对各区域进行风险辨识形成辨识结果数据进行处理，输出动态风险四色图。
38.四色图转换装置包括：ui层、service层、数据传输层3个层级构造。
39.其中，s100：数据传输层是用来接收各风险区域负责人，通过井下风险辨识模块所
识别的辨识结果数据，该传输层同时还对传输的数据进行数据校验。
40.数据校验是通过uwb定位安全警示牌的定位标签id（终端定位获取）、风险辨识二维码（终端扫码获取），与装置解析引擎（平面图标记、标签获取id）进行关联验证，验证成功的数据将持久化到mysql，同时输出json格式的api数据（id+红、橙、黄、蓝）；s200： service层包括解析引擎、图层引擎。
41.解析引擎包括文件存储、文件解析处理、文件适配处理、文件标记处理、文件标签处理、文件切图处理的服务。
42.文件存储：将平面图数据进行双向存储，动态图存入虚拟空间库里（临时文件）、原稿平面图存储在业务表库里，主要通过minio service进行对象存储来保存海量的图片，通过mysql存储基本配置信息，通过restful接口输出文件原稿、动态稿数据；文件解析、文件适配处理：通过restful接口获取动态图稿件，通过压缩适配，将动态图稿件通过文件适配处理，适配不同电脑分辨率，统一输出为png格式图进行展示。
43.文件标记处理：将文件解析的png格式图标，转换成标准的svg格式文件，结合所述uwb定位安全警示牌的定位标签id，利用js语法进行双向绑定定位标签id，并存储到缓存库redis中。
44.文件标签处理：从缓存中读取文件标记服务处理过的svg格式文件，结合所述uwb定位安全警示牌的风险辨识二维码id，利用js语法进行双向绑定二维码id，并存储到缓存库redis中。
45.文件切图处理：从缓存中读取文件标签服务处理完成的svg格式文件，由区域负责人勾勒所负责区域的区域分析单元轮廓，每个轮廓切图即完整的风险分析对象的区域图。
46.图层引擎包括红色图层、橙色图层、黄色图层、蓝色图层、平面图颜色处理；图层服务（例如可以是红、橙、黄、蓝）：获取解析引擎文件切图服务的勾勒图形，自动生成四个颜色的同轮廓图层，轮廓图层对应绑定标签id、定位id、区域id 、图层颜色，组装成json格式数据存储到缓存；平面图颜色处理：即所述的平面图处理单元，通过获取s100所述的json格式数据和所述红、橙、黄、蓝图层服务的缓存存储的各图层json数据，通过各id进行校验，同id的数据将通过颜色值进行比对，相同的则进行图层的替换，并动态生成最新的svg格式文件。
47.s300：将动态生成最新的svg格式文件，通过svg转png，可在线展示适配的风险四色图、重大危险源危险区域图，同时s100与s200所述的json数据，s300所述的图片数据，均可通过s300层提供api给金属矿山各安全管理或生产管理驾驶舱进行全面应用。
48.基于上述装置，本实施例的应用于金属矿山井下的安全风险动态警示方法，利用平面图解析引擎、图层引擎，负责从api读取实时现场风险辨识结果数据，并对数据通过定位标签id、风险辨识二维码id、区域id进行验证处理，将验证通过后的辨识结果数据持久化到mysql，同时将api的id+红橙、黄、蓝json数据格式给到服务层的图层引擎，根据id动态替换原始图层svg代码，最终动态生成井下风险四色图、重大危险源危险区域图，过程如下：第一步、将井下区域负责人手持终端进行扫码、定位后进行井下风险辨识操作，形成区域的风险等级颜色数据，通过api接口传输到四色图转换装置。
49.第二步、通过解析引擎将上传的井下平面图进行解析，形成可动态替换图层的svg\html格式文件；同时通过图层引擎生成标准的四个色块的图层svg\html格式数据。
50.第三步、通过服务层的运用与数据输出，结合生成的id+红、橙、黄、蓝数据，动态生成ui层所示的井下风险四色图、重大危险源危险区域图。
51.如图3所示，本实施例的uwb定位安全警示牌：包括加装定位标签器(带唯一标识的id)、风险编写二维码图片（带唯一标识id）、风险告知与警示的信息内容；由矿山安全管理人员指定井下电工工种，利用打孔工具，在原有警示牌进行加装风险辨识二维码图牌、uwb定位标签器。
52.如图4所示，本实施例的动态生成ui层所示风险四色图，图所示的规则或不规则的正方形、长方形、矩形等图层位置，将动态变化展示四个色调，例如可以是红、橙、黄、蓝。
53.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。