一种基于大数据平台的智慧矿山管控系统的制作方法

1.本发明属于矿山管控领域，涉及数据分析技术，具体是一种基于大数据平台的智慧矿山管控系统。


背景技术：

2.智慧矿山是以矿山数字化、信息化为前提和基础，对矿山生产、职业健康与安全、技术支持与后勤保障等进行主动感知、自动分析、快速处理，建设智慧矿山，最终实现安全矿山、无人矿山、高效矿山、清洁矿山的建设。
3.现有的智慧矿山管控系统通常是通过监控视频对井下行车、施工安全进行监控，但是由于矿山井下的路况与环境复杂，因此无法采用统一标准对行车速度进行监测预警，进而无法对矿山井下行车规范进行精准判定，另外，矿山井下的视频监控分布广、数量多、监控时间长，现有智慧矿山管控系统无法对视频监控内容通过事故发生概率进行提取，导致监控管理效率低下，在发生安全事故时的事故发现以及事故救援效率都不高。
4.针对上述技术问题，本技术提出一种解决方案。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于大数据平台的智慧矿山管控系统，用于解决现有的智慧矿山管控系统无法对矿山井下行车规范进行精准判定的问题；本发明需要解决的技术问题为：如何提供一种可以对矿山井下行车规范进行精准判定的智慧矿山管控系统。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于大数据平台的智慧矿山管控系统，包括矿山管控平台，所述矿山管控平台通信连接有车辆监管模块、安全监控模块、救援监管模块以及存储模块；所述车辆监管模块用于对矿山井下车辆进行运行监管分析：将矿山井下车辆标记为监管对象，对监管对象的行车路径进行限速标记并得到若干条限速路段与非限速路段，获取监管对象的行车速度并标记为行速值，当监管对象在非限速路段行驶时通过存储模块获取到非限速阈值，将行速值与非限速阈值进行比较并通过比较结果对非限速路段的行车速度是否满足要求进行判定；当监管对象在限速路段行驶时通过存储模块获取到限速阈值，将行速值与限速阈值进行比较并通过比较结果对限速路段的行车速度是否满足要求进行判定；所述安全监控模块用于对车辆行车安全进行监控分析：通过设置在监管对象上的声音传感器对监管对象进行鸣笛监测，在监管对象进行鸣笛时，将监管对象当前所处监管路段标记为鸣笛路段，对监管对象行驶过的监管路段中的限速路段与鸣笛路段进行对比并通过比较结果对监管对象的驾驶规范是否满足要求进行判定；所述救援监管模块用于在出现安全事故时对矿山井下救援效率进行监控分析。
7.作为本发明的一种优选实施方式，对监管对象的行车路径进行限速标记的过程包
括：将监管对象的行车路径分割为若干个监管路段，将包含有交叉路口、转弯以及下坡的监管路段标记为静态路段，将静态路段之外的监管路段标记为动态路段，对动态路段进行环境监测并得到动态路段的环境系数hj，通过存储模块获取到环境阈值hjmax，将环境系数hj与环境阈值hjmax进行比较：若环境系数hj小于环境阈值hjmax，则判定动态路段的行车环境满足要求；若环境系数hj大于等于环境阈值hjmax，则判定动态路段的行车环境不满足要求，将对应的动态路段标记为环异路段，将所有的静态路段与环异路段均标记为限速路段，将限速路段之外的监管路段标记为非限速路段。
8.作为本发明的一种优选实施方式，行速值与非限速阈值进行比较的具体过程包括：若行速值小于非限速阈值，则判定监管对象的行车速度满足要求；否则，判定监管对象的行车速度不满足要求，车辆监管模块向矿山管控平台发送行车不规范信号；行速值与限速阈值进行比较的具体过程包括：若行速值小于限速阈值，则判定监管对象的行车速度满足要求；否则，判定监管对象的行车速度不满足要求，车辆监管模块向矿山管控平台发送行车不规范信号。
9.作为本发明的一种优选实施方式，环境系数hj的获取过程包括：获取动态路段的烟气数据yq与灰尘数据hc，动态路段的烟气数据yq与灰尘数据hc的获取过程包括：在动态路段中设定若干个监测点，获取动态路段内监测点的一氧化碳浓度值、二氧化碳浓度值以及二氧化硫浓度值，将监测点一氧化碳浓度值、二氧化碳浓度值以及二氧化硫浓度值的平均值标记为监测点的烟气浓度值，将所有监测点的烟气浓度值进行求和取平均值得到动态路段的烟气数据yq，获取动态路段内监测点的灰尘浓度值，将所有监测点的灰尘浓度值进行求和取平均值得到动态路段的灰尘数据hc，通过对烟气数据yq与灰尘数据hc进行数值计算得到动态路段的环境系数hj。
10.作为本发明的一种优选实施方式，对监管对象行驶过的监管路段中的限速路段与鸣笛路段进行对比的具体过程包括：若限速路段与鸣笛路段完全重合，则判定监管对象的行车安全性满足要求；若存在有不与鸣笛路段重合的限速路段，则判定监管对象的驾驶规范不满足要求，安全监控模块向矿山管控平台发送行车不规范信号；若存在有不与限速路段重合的鸣笛路段，则将对应的鸣笛路段标记为事故路段，截取监管对象经过事故路段时间段的视频录像并发送至矿山管控平台，矿山管控平台接收到视频录像后将视频录像发送至管理人员的手机终端。
11.作为本发明的一种优选实施方式，救援监管模块在出现安全事故时对矿山井下救援效率进行监控分析的具体过程包括：获取安全事故的就位数据jw以及物资数据wz，通过对就位数据jw以及物资数据wz进行数值计算得到安全事故的救援系数jy；通过存储模块获取到救援阈值jymax，将救援系数jy与救援阈值jymax进行比较：若救援系数jy小于救援阈值jymax，则判定安全事故的救援效率满足要求；若救援系数jy大于等于救援阈值jymax，则判定安全事故的救援效率不满足要求，救援监管模块向矿山管控平台发送救援不合格信号，矿山管控平台接收到救援不合格信号后将救援不合格信号发送至管理人员的手机终端。
12.作为本发明的一种优选实施方式，安全事故的就位数据jw与物资数据wz的获取过程包括：将安全事故的发生时间标记为开始时间，获取安全事故发生后专用电机车、行人车以及机车司机到达井底车场的时间并分别标记为机车时间、行人车时间以及司机时间，将
机车时间、行人车时间以及司机时间与开始时间的差值分别标记为机车时长、行人车时长以及司机时长，将机车时长、行人车时长以及司机时长进行求和取平均值得到就位数据jw，将救援物资到达井口的时间与开始时间的差值标记为物资数据wz。
13.作为本发明的一种优选实施方式，该基于大数据平台的智慧矿山管控系统的工作方法，包括以下步骤：步骤一：对矿山井下车辆进行运行监管分析：将矿山井下车辆标记为监管对象，对监管对象的行车路径进行限速标记并得到若干条限速路段与非限速路段，分别在限速路段与非限速路段对监管对象进行行驶速度监测；步骤二：对车辆行车安全进行监控分析：通过设置在监管对象上的声音传感器对监管对象进行鸣笛监测，在监管对象进行鸣笛时，将监管对象当前所处监管路段标记为鸣笛路段，对监管对象行驶过的监管路段中的限速路段与鸣笛路段进行对比；步骤三：在出现安全事故时对矿山井下救援效率进行监控分析：获取安全事故的就位数据jw以及物资数据wz并进行数值计算得到救援系数jy，通过救援系数jy的数值大小对安全事故的救援效率是否满足要求进行判定。
14.本发明具备下述有益效果：1、通过车辆监管模块可以对矿山井下车辆进行运行监管分析，通过结合井下路况结构与行车环境进行综合分析对限速路段与非限速路段进行标记，标记完成后采用不同标准对监管对象的行车规范进行反馈，从而提高井下行车安全性，降低事故发生的概率；2、通过安全监控模块可以结合行车规范对车辆行车安全进行监控分析，通过监管对象在监管路段上的鸣笛情况对事故发生概率进行反馈，由于井下行车视线较暗、噪声较大，因此在司机在行车路径中发现任何障碍物都会进行鸣笛预警，而车辆驶过之后，司机并不能清楚判断障碍物是否是工作人员，也无法对车辆两侧是否发生碰撞进行判断，在非限速路段进行鸣笛时，将对应时段对应区域的监控视频进行提取，由管理人员核查监控视频并判定是否出现安全事故，从而在出现安全事故时及时进行预警；3、通过救援监管模块可以在出现安全事故时对矿山井下救援效率进行监控分析，通过对各车辆就位时间与物资抵达井底时间进行数值计算得到救援系数，从而通过救援系数对救援效率是否合格进行判定，从而对各部门救援效率进行监督。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本发明实施例一的系统框图；图2为本发明实施例二的方法流程图。
具体实施方式
17.下面将结合实施例对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普
通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
18.实施例一如图1所示，一种基于大数据平台的智慧矿山管控系统，包括矿山管控平台，所述矿山管控平台通信连接有车辆监管模块、安全监控模块、救援监管模块以及存储模块。
19.所述车辆监管模块用于对矿山井下车辆进行运行监管分析：将矿山井下车辆标记为监管对象，对监管对象的行车路径进行限速标记并得到若干条限速路段与非限速路段，对监管对象的行车路径进行限速标记的过程包括：将监管对象的行车路径分割为若干个监管路段，将包含有交叉路口、转弯以及下坡的监管路段标记为静态路段，将静态路段之外的监管路段标记为动态路段，对动态路段进行环境监测：获取动态路段的烟气数据yq与灰尘数据hc，动态路段的烟气数据yq与灰尘数据hc的获取过程包括：在动态路段中设定若干个监测点，获取动态路段内监测点的一氧化碳浓度值、二氧化碳浓度值以及二氧化硫浓度值，将监测点一氧化碳浓度值、二氧化碳浓度值以及二氧化硫浓度值的平均值标记为监测点的烟气浓度值，将所有监测点的烟气浓度值进行求和取平均值得到动态路段的烟气数据yq，获取动态路段内监测点的灰尘浓度值，将所有监测点的灰尘浓度值进行求和取平均值得到动态路段的灰尘数据hc，通过公式hj=α1*yq+α2*hc得到动态路段的环境系数hj，环境系数是一个反应监管对象在监管路段中行驶环境好坏程度的数值，环境系数的数值越大，则表示监管对象在监管路段中行驶环境越差；其中α1与α2均为比例系数，通过存储模块获取到环境阈值hjmax，将环境系数hj与环境阈值hjmax进行比较：若环境系数hj小于环境阈值hjmax，则判定动态路段的行车环境满足要求；若环境系数hj大于等于环境阈值hjmax，则判定动态路段的行车环境不满足要求，将对应的动态路段标记为环异路段，将所有的静态路段与环异路段均标记为限速路段，将限速路段之外的监管路段标记为非限速路段；获取监管对象的行车速度并标记为行速值，当监管对象在非限速路段行驶时通过存储模块获取到非限速阈值，将行速值与非限速阈值进行比较：若行速值小于非限速阈值，则判定监管对象的行车速度满足要求；否则，判定监管对象的行车速度不满足要求，车辆监管模块向矿山管控平台发送行车不规范信号；当监管对象在限速路段行驶时通过存储模块获取到限速阈值，将行速值与限速阈值进行比较：若行速值小于限速阈值，则判定监管对象的行车速度满足要求；否则，判定监管对象的行车速度不满足要求，车辆监管模块向矿山管控平台发送行车不规范信号；对矿山井下车辆进行运行监管分析，通过结合井下路况结构与行车环境进行综合分析对限速路段与非限速路段进行标记，标记完成后采用不同标准对监管对象的行车规范进行反馈，从而提高井下行车安全性，降低事故发生的概率。
20.所述安全监控模块用于对车辆行车安全进行监控分析：通过设置在监管对象上的声音传感器对监管对象进行鸣笛监测，在监管对象进行鸣笛时，将监管对象当前所处监管路段标记为鸣笛路段，对监管对象行驶过的监管路段中的限速路段与鸣笛路段进行对比：若限速路段与鸣笛路段完全重合，则判定监管对象的行车安全性满足要求；若存在有不与鸣笛路段重合的限速路段，则判定监管对象的驾驶规范不满足要求，安全监控模块向矿山管控平台发送行车不规范信号；若存在有不与限速路段重合的鸣笛路段，则将对应的鸣笛路段标记为事故路段，截取监管对象经过事故路段时间段的视频录像并发送至矿山管控平台，矿山管控平台接收到视频录像后将视频录像发送至管理人员的手机终端；结合行车规
范对车辆行车安全进行监控分析，通过监管对象在监管路段上的鸣笛情况对事故发生概率进行反馈，由于井下行车视线较暗、噪声较大，因此在司机在行车路径中发现任何障碍物都会进行鸣笛预警，而车辆驶过之后，司机并不能清楚判断障碍物是否是工作人员，也无法对车辆两侧是否发生碰撞进行判断，在非限速路段进行鸣笛时，将对应时段对应区域的监控视频进行提取，由管理人员核查监控视频并判定是否出现安全事故，从而在出现安全事故时及时进行预警。
21.所述救援监管模块用于在出现安全事故时对矿山井下救援效率进行监控分析：获取安全事故的就位数据jw以及物资数据wz，安全事故的就位数据jw与物资数据wz的获取过程包括：将安全事故的发生时间标记为开始时间，获取安全事故发生后专用电机车、行人车以及机车司机到达井底车场的时间并分别标记为机车时间、行人车时间以及司机时间，将机车时间、行人车时间以及司机时间与开始时间的差值分别标记为机车时长、行人车时长以及司机时长，将机车时长、行人车时长以及司机时长进行求和取平均值得到就位数据jw，将救援物资到达井口的时间与开始时间的差值标记为物资数据wz，通过公式jy=β1*jw+α2*wz得到安全事故的救援系数jy，其中α1与α2均为比例系数，且α1＞α2＞1；通过存储模块获取到救援阈值jymax，将救援系数jy与救援阈值jymax进行比较：若救援系数jy小于救援阈值jymax，则判定安全事故的救援效率满足要求；若救援系数jy大于等于救援阈值jymax，则判定安全事故的救援效率不满足要求，救援监管模块向矿山管控平台发送救援不合格信号，矿山管控平台接收到救援不合格信号后将救援不合格信号发送至管理人员的手机终端；在出现安全事故时对矿山井下救援效率进行监控分析，通过对各车辆就位时间与物资抵达井底时间进行数值计算得到救援系数，从而通过救援系数对救援效率是否合格进行判定，从而对各部门救援效率进行监督。
22.实施例二如图2所示，一种基于大数据平台的智慧矿山管控方法，包括以下步骤：步骤一：对矿山井下车辆进行运行监管分析：将矿山井下车辆标记为监管对象，对监管对象的行车路径进行限速标记并得到若干条限速路段与非限速路段，分别在限速路段与非限速路段对监管对象进行行驶速度监测，提高井下行车安全性，降低事故发生的概率；步骤二：对车辆行车安全进行监控分析：通过设置在监管对象上的声音传感器对监管对象进行鸣笛监测，在监管对象进行鸣笛时，将监管对象当前所处监管路段标记为鸣笛路段，对监管对象行驶过的监管路段中的限速路段与鸣笛路段进行对比，在非限速路段进行鸣笛时，将对应时段对应区域的监控视频进行提取，由管理人员核查监控视频并判定是否出现安全事故；步骤三：在出现安全事故时对矿山井下救援效率进行监控分析：获取安全事故的就位数据jw以及物资数据wz并进行数值计算得到救援系数jy，通过救援系数jy的数值大小对安全事故的救援效率是否满足要求进行判定，从而对各部门救援效率进行监督。
23.一种基于大数据平台的智慧矿山管控系统，工作时，对矿山井下车辆进行运行监管分析：将矿山井下车辆标记为监管对象，对监管对象的行车路径进行限速标记并得到若干条限速路段与非限速路段，分别在限速路段与非限速路段对监管对象进行行驶速度监测；对车辆行车安全进行监控分析：通过设置在监管对象上的声音传感器对监管对象进行鸣笛监测，在监管对象进行鸣笛时，将监管对象当前所处监管路段标记为鸣笛路段，对监管
对象行驶过的监管路段中的限速路段与鸣笛路段进行对比并通过比对结果对监控视频进行提取。
24.以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
25.上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；如：公式hj=α1*yq+α2*hc；由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的环境系数；将设定的环境系数和采集的样本数据代入公式，任意两个公式构成二元一次方程组，将计算得到的系数进行筛选并取均值，得到α1与α2的取值分别为4.48和3.15；系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于系数的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据初步设定对应的环境系数；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可，如环境系数与烟气数据的数值成正比。
26.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
27.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。