基于智慧矿山的安全预警方法、系统及相关装置与流程

本发明涉及矿山安全，具体而言，涉及一种基于智慧矿山的安全预警方法、系统及相关装置。

背景技术：

1、矿产资源是人类赖以生存和社会发展的重要物质基础，为社会建设做出巨大贡献，但在矿山的开发工作中，仍存在较多的安全风险隐患，因此，实现对矿山安全风险的预警分析，则显得至关重要。

2、智慧矿山是建立在数字化、信息化、虚拟化、智能化、集成化基础上，综合考虑生产、管理、经营、安全、效益、环境和资源等各类因素，并运用计算机、网络、通信、虚拟仿真、自动控制及监测等技术对矿山各类信息资源进行全面、高效、有序管理的系统，涵盖了矿山企业生产经营的全过程。建立智慧矿山，既可以实现安全管理的数字化，为打造本质安全型矿山提供信息保障，也可以实现生产管理的精细化，为打造高产高效矿山提供决策手段。

3、目前，智慧矿山还主要集中在矿山作业中局部的某一个环节出发，未贯穿全流程，也未能将无法实现矿山安全风险分析的多维度预警监测，故无法对矿山存在的安全风险进行超前的预警，难以及时制定合理的预警控制操作，更难以保证矿山工作的稳定运行。

4、因此，现有技术中存在无法实现对矿山安全风险分析的多维度预警监测的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种基于智慧矿山的安全预警方法、系统及相关装置，以解决现有技术中存在的无法实现对矿山安全风险分析的多维度预警监测的技术问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种基于智慧矿山的安全预警方法，包括如下步骤：采集矿山基础信息，其中所述基础信息包括地理信息、生态信息和运维信息；基于所述基础信息构建样本数据库；基于所述样本数据库搭建安全状态预警模型；基于所述运维信息和安全状态预警模型获得预警信息。

3、在一些实施方式中，所述采集矿山基础信息，包括：利用三维激光扫描仪对矿区地形地貌进行三维实景数据采集，获取高精度的三维点云数据；利用无人机对矿区环境数据进行采集，获得生态信息；采集井下作业过程中的运维信息。

4、在一些实施方式中，所述基于所述样本数据库搭建安全状态预警模型包括如下步骤：对所述基础信息进行预处理，所述预处理至少包括对所述基础信息进行清洗和标准化处理；基于所述预处理后的基础信息获得矿用特征子集；基于所述矿用特征子集搭建安全状态预警模型，所述安全状态预警模型包括机械事故预警模型、工作面冒顶预警模型、人员违规行为识别模型、瓦斯超限预警模型和协同预警模型。

5、在一些实施方式中，所述基于所述运维信息和安全状态预警模型获得预警信息包括：设置安全阈值信息，并将运维信息、安全阈值信息输入所述安全状态预警模型获得预警信息，将所述预警信息进行可视化展示。

6、在一些实施方式中，所述安全预警方法还包括：构建可视化平台，将所述预警信息和基础信息进行可视化展示。

7、在一些实施方式中，所述安全预警方法还包括：基于预警信息判定危险级别，并构建人员最佳避险线路。

8、根据本发明的另一方面，本发明还提供一种基于智慧矿山的安全预警装置，包括：采集模块，用于采集矿山基础信息，其中所述基础信息包括地理信息、生态信息和运维信息；构建模块，用于基于所述基础信息构建样本数据库；搭建模块，用于基于所述样本数据库搭建安全状态预警模型；获取模块，用于基于所述运维信息和安全状态预警模型获得预警信息。

9、根据本发明的另一方面，本发明还提供一种智慧矿山安全预警系统，包括中央预警单元，所述中央预警单元通信连接有数据采集组件、信息展示平台和监测组件，所述数据采集组件用于采集地理信息、生态信息和运维信息，并将其发送至监测组件；所述监测组件用于实时获取矿山的地理信息、生态信息和运维信息，并进行矿山风险预测分析，据此生成地理信息预警信号、生态信息预警信号或运维信息预警信号，并将其发送至中央预警单元，中央预警单元接收各类型风险判定信号，并将各类型风险判定信号进行安全风险综合预测分析处理，生成综合预警信息，并将综合预警信息发送至信息展示平台进行显示说明。

10、根据本发明的另一方面，本发明还提供一种存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述任一项所述基于智慧矿山的安全预警方法的步骤。

11、根据本发明的另一方面，本发明还提供一种电子设备，至少包括存储器、处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器在执行所述存储器上的计算机程序时实现前述任一项所述基于智慧矿山的安全预警方法的步骤。

12、应用本发明的技术方案，通过采集矿山基础信息，其中所述基础信息包括地理信息、生态信息和运维信息；基于所述基础信息构建样本数据库；基于所述样本数据库搭建安全状态预警模型；基于所述运维信息和安全状态预警模型获得预警信息；实现了煤矿安全生产数据的全面感知与智能分析，通过搭建采-掘-运-通业务协同预警模型，实现了各业务环节的安全风险的联合研判与协同预警，大幅提升了预警的时效性和准确性；通过建立集数据处理、模型训练、预警发布于一体的数据协同智能预警平台，实现了数据流、业务流、告警流的全流程闭环管理，为煤矿安全生产提供了新型智慧管控手段；通过对生产、人员、生态环境等本底数据的精细化管理，以及相应预警模型的实时加载，形成了基于时空大数据分析的安全预警新模式，实现了由事后处置向事前预警的转变。

技术特征：

1.一种基于智慧矿山的安全预警方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于智慧矿山的安全预警方法，其特征在于，所述采集矿山基础信息，包括：

3.根据权利要求1所述的基于智慧矿山的安全预警方法，其特征在于，所述基于所述样本数据库搭建安全状态预警模型包括如下步骤：

4.根据权利要求1所述的基于智慧矿山的安全预警方法，其特征在于，所述基于所述运维信息和安全状态预警模型获得预警信息包括：

5.根据权利要求1所述的基于智慧矿山的安全预警方法，其特征在于，所述安全预警方法还包括：

6.根据权利要求5所述的基于智慧矿山的安全预警方法，其特征在于，所述方法还包括：基于预警信息判定危险级别，并构建人员最佳避险线路。

7.一种基于智慧矿山的安全预警装置，其特征在于，包括：

8.一种智慧矿山安全预警系统，其特征在于，包括中央预警单元，所述中央预警单元通信连接有数据采集组件、信息展示平台和监测组件，所述数据采集组件用于采集地理信息、生态信息和运维信息，并将其发送至监测组件；所述监测组件用于实时获取矿山的地理信息、生态信息和运维信息，并进行矿山风险预测分析，据此生成地理信息预警信号、生态信息预警信号或运维信息预警信号，并将其发送至中央预警单元，中央预警单元接收各类型风险判定信号，并将各类型风险判定信号进行安全风险综合预测分析处理，生成综合预警信息，并将综合预警信息发送至信息展示平台进行显示说明。

9.一种存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的基于智慧矿山的安全预警方法的步骤。

10.一种电子设备，至少包括存储器、处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器在执行所述存储器上的计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的基于智慧矿山的安全预警方法的步骤。

技术总结
本发明提供了一种基于智慧矿山的安全预警方法、系统及相关装置，该安全预警方法包括如下步骤：采集矿山基础信息，其中基础信息包括地理信息、生态信息和运维信息；基于基础信息构建样本数据库；基于样本数据库搭建安全状态预警模型；基于运维信息和安全状态预警模型获得预警信息；该基于智慧矿山的安全预警方法、系统及相关装置实现了煤矿安全生产数据的全面感知与智能分析，通过搭建业务协同预警模型，实现了各业务环节的安全风险的联合研判与协同预警，提升了预警的时效性和准确性；通过建立集数据处理、模型训练、预警发布于一体的数据协同智能预警平台，实现了数据流、业务流、告警流的全流程闭环管理，为煤矿安全生产提供了智慧管控手段。

技术研发人员：杨洋,马昆,刘涛,丁凯,祝振洲,徐有,张有军,刘旭东
受保护的技术使用者：国家能源集团宁夏煤业有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/23