矿用安全逃生路径规划方法及系统与流程

本发明涉及矿井灾害防治，尤其涉及矿用安全逃生路径规划方法及系统。

背景技术：

1、现有的避灾路线生成方式首先是通过人工标注的方式，获取煤矿井下矢量无向巷道图与巷道交汇点信息、矢量拓扑关系；其次，基于矢量无向巷道图，通过路径规划算法计算人员位置到避灾位置的最短路径；最后生成并发布避灾路线。

2、然而现有避灾路线生成方式存在以下缺点：首先是通过人工标注的方式，获得煤矿井下矢量无向巷道图与巷道交汇点信息、矢量拓扑关系，存在成本高、效率低、出错率高等问题；其次是基于矢量无向巷道图，通过路径规划算法计算最短路径时，未考虑灾害类型与对应的避灾方式，避灾路线与避灾方式脱节，极有可能给出错误的避灾路线。

技术实现思路

1、本发明至少一个方面和优点将在下面的描述中部分地被阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本公开的主题来获取。

2、根据本发明的第一个方面，矿用安全逃生路径规划方法，包括：

3、根据灾害类型，确定和巷道对应的加权有向矩阵；

4、根据加权有向矩阵，确定通行代价最小的路径作为逃生路径；

5、所述加权有向矩阵基于巷道可达图获得，所述巷道可达图包括若干个节点，节点间之间通过关系连接，所述节点和巷道内地物对应，所述关系为节点之间巷道的属性；

6、所述加权有向矩阵还包括灾害位点，所述灾害位点被配置于和灾害位点欧氏距离最短的巷道内。

7、根据本发明的一个实施例，所述巷道可达图的获取过程包括：

8、根据煤矿井下工作面矿图，获得巷道信息；

9、根据地理信息模型，获得和巷道关联的地物作为图数据库的节点，地物之间巷道的属性作为节点之间的关系。

10、根据本发明的一个实施例，所述巷道可达图的获取过程还包括：

11、基于地物之间的物联网设备，获得地物之间的环境信息；

12、基于环境信息确定地物之间的联系的安全性，且响应于安全性为风险，更新地物之间的关系及关系属性。

13、根据本发明的一个实施例，所述加权有向矩阵的计算过程包括：

14、根据巷道底板高程信息，获得井下工作面的等高线模型；

15、基于等高线模型和井下gis信息，获得和巷道对应的坡度信息；

16、基于灾害类型和坡度信息，确定节点之间关系和灾害类型对应的风险属性。

17、根据本发明的一个实施例，响应于灾害类型为水灾，所述风险属性根据节点之间的高程差、水平欧氏距离、坡度系数和灾害类型获得。

18、根据本发明的一个实施例，响应于灾害类型为瓦斯灾害，所述风险属性根据节点之间的高程差、风流方向、水平欧氏距离、坡度系数和灾害类型获得。

19、根据本发明的一个实施例，所述通行代价为基于路径规划算法获得的起始点和目标点之间的风险属性之和。

20、根据本发明的一个实施例，所述路径规划算法为dijkstra算法。

21、根据本发明的一个实施例，所述巷道信息和巷道底板高程点信息通过cnn网络对煤矿井地图识别获得。

22、根据本发明的一个实施例，所述巷道可达图的获取过程还包括对节点间的关系进行空间识别，获得空间交汇点；基于空间交汇点更新巷道可达图。

23、根据本发明的第二个方面，矿用安全逃生路径规划系统，包括：

24、加权有向矩阵获取单元，用于根据灾害类型，确定和巷道对应的加权有向矩阵；

25、逃生路径获取单元，用于根据加权有向矩阵，确定通行代价最小的路径作为逃生路径；

26、所述加权有向矩阵基于巷道可达图获得，所述巷道可达图包括若干个节点，节点间之间通过关系连接，所述节点和巷道内地物对应，所述关系为节点之间巷道的属性；

27、所述加权有向矩阵还包括灾害位点，所述灾害位点被配置于和灾害位点欧氏距离最短的巷道内。

28、本发明实施例中，根据灾害类型，确定和巷道对应的加权有向矩阵；根据加权有向矩阵，确定通行代价最小的路径作为逃生路径；加权有向矩阵基于巷道可达图获得，巷道可达图包括若干个节点，节点间之间通过关系连接，节点和巷道内地物对应，关系为节点之间巷道的属性；加权有向矩阵还包括灾害位点，灾害位点被配置于和灾害位点欧氏距离最短的巷道内。与现有技术相比，本发明实施例可以实现煤矿发生灾害时，提供避灾路线生成方法，为井下各个区域的工作人员提供实时、准确、智能的避灾指引。

技术特征：

1.矿用安全逃生路径规划方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的矿用安全逃生路径规划方法，其特征在于，所述巷道可达图的获取过程包括：

3.如权利要求2所述的矿用安全逃生路径规划方法，其特征在于，所述巷道可达图的获取过程还包括：

4.如权利要求2所述的矿用安全逃生路径规划方法，其特征在于，所述加权有向矩阵的计算过程包括：

5.如权利要求4所述的矿用安全逃生路径规划方法，其特征在于，响应于灾害类型为水灾，所述风险属性根据节点之间的高程差、水平欧氏距离、坡度系数和灾害类型获得。

6.如权利要求4所述的矿用安全逃生路径规划方法，其特征在于，响应于灾害类型为瓦斯灾害，所述风险属性根据节点之间的高程差、风流方向、水平欧氏距离、坡度系数和灾害类型获得。

7.如权利要求4所述的矿用安全逃生路径规划方法，其特征在于，所述通行代价为基于路径规划算法获得的起始点和目标点之间的风险属性之和。

8.如权利要求7所述的矿用安全逃生路径规划方法，其特征在于，所述路径规划算法为dijkstra算法。

9.如权利要求4所述的矿用安全逃生路径规划方法，其特征在于，所述巷道信息和巷道底板高程信息通过cnn网络对煤矿井地图识别获得。

10.如权利要求2所述的矿用安全逃生路径规划方法，其特征在于，所述巷道可达图的获取过程还包括对节点间的关系进行空间识别，获得空间交汇点；

11.矿用安全逃生路径规划系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及矿井灾害防治技术领域，具体而言，提供了矿用安全逃生路径规划方法及系统，根据灾害类型，确定和巷道对应的加权有向矩阵；根据加权有向矩阵，确定通行代价最小的路径作为逃生路径;加权有向矩阵基于巷道可达图获得，巷道可达图包括若干个节点，节点间之间通过关系连接，节点和巷道内地物对应，关系为节点之间巷道的属性；加权有向矩阵还包括灾害位点，灾害位点被配置于和灾害位点欧氏距离最短的巷道内。与现有技术相比，本发明实施例可以实现煤矿发生灾害时，提供避灾路线生成方法，为井下各个区域的工作人员提供实时、准确、智能的避灾指引。

技术研发人员：李爽,韩世锋,黄晨晨,虎东成,贺超,王楚
受保护的技术使用者：江苏中矿安华科技发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17