CN112683326A - 一种煤堆监测*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种煤堆监测***，用于根据煤堆周围的气象情况对煤堆实时监测，其特征在于，包括：移动终端、评估服务器以及气象数据采集装置。其中，气象数据采集装置设置在煤堆旁，在煤堆形成时按照预定的采集间隔时间对气象情况进行采集得到多个气象数据并发送至评估服务器。评估服务器中的煤堆信息更新模块根据堆放时间点、堆放重量、气象关系系数、上一时间点与当前时间点内的气象数据不断更新堆放时间点以及堆放重量，直到与验收时间相对应从而得到验收计算重量输出给移动终端。本***利用实时采集到的煤堆周围的气象数据分析计算从而得到因水份变化量而引起的煤堆重量变化，实现了整个煤炭监管的透明化、智能化以及便携化。

Description

一种煤堆监测***

技术领域

本发明涉及一种煤堆监测***。

背景技术

随着新兴市场的驱动，煤炭的需求量不断上升，煤炭的贸易量和频繁程度都随之改变。而良好的煤贸市场环境是煤炭贸易量持续增长、煤炭贸易频繁程度不断加深的保障。为了努力创造公平公正的煤贸市场环境，不仅需要政府加强煤炭贸易监管，还需要企业加强煤炭贸易监督。

另外，因为煤炭贸易过程一般包括供煤企业对煤炭进行仓储、用煤企业验收煤炭并评价煤炭的质量、根据质量确定煤炭价格等几个步骤，所以无论是对供煤企业还是用煤企业来说，在该过程中对煤炭进行有力监管显得十分重要且必要。

煤炭在交易前由供煤企业堆放在露天煤场进行仓储，而暴露在空气中的煤炭重量会因各种气象因素带来的水份含量的变化而变化，例如：因下雨而导致煤炭中的水份含量增加，因环境温度过高使得煤炭中的水份蒸发从而导致水份含量减少，因湿度过大使得水份含量增加，因风力过大使得水份蒸发从而导致水份含量减少等等因各种气象因素造成的水份含量的变化从而导致煤炭重量变化。水份含量的变化不仅会引起煤炭重量的变化，还会引起煤炭热值的变化，而热值又是影像煤炭质量的主要因素，因此，水份含量变化会导致煤炭质量改变，从而出现用煤企业验收时的质量与供煤企业报告的质量不符的情况。

然而，现有的煤炭监管方式较为落后，一般通过第三方监管机构或是用煤企业派出的检验人员定期检验确定煤炭在堆放期间的重量变化、质量变化等信息。这样的监督方式不仅费时费力，还会出现误差，并且检验人员记录的数据可能会被篡改或是虚报，间接造成煤炭贸易过程的不公平。基于上述监管方式，供煤企业无法实时便捷地掌握煤炭的变化情况从而会出现因信息滞后而误报的情况进而引发与用煤企业之间的信任危机。而用煤企业因为煤炭监管过程的不透明或是检验结果无迹可寻，从而无法知道煤炭重量、质量等变化是由天气原因造成还是因为用煤企业的偷工减料造成，进而无法确定煤炭的价格完成煤炭交易。

发明内容

为解决上述问题，提供了一种能够自动实时监测煤炭在堆放过程中因水份含量变化而引起的煤炭变化并且为供煤企业以及用煤企业展示透明度较高的质量监管过程的监测***，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种煤堆监测***，用于根据煤堆周围的气象情况对煤堆实时监测，其特征在于，包括：移动终端，由用户持有；评估服务器，与移动终端通信连接；以及气象数据采集装置，设置在煤堆旁，与评估服务器通信连接，用于在煤堆形成时按照预定的采集间隔时间对气象情况进行采集得到多个气象数据并发送至评估服务器，其中，评估服务器包括煤堆信息存储模块、气象数据存储模块、系数存储模块以及煤堆信息更新模块，移动终端包括画面存储模块以及显示模块，煤堆信息存储模块存储有煤堆在堆放形成时的堆放重量以及堆放时间点，气象数据存储模块用于存储气象数据，系数存储模块存储有多个气象等级、对应的气象数据均值范围以及用于表示每个气象等级与煤堆中水份变化量关系的气象关系系数，画面存储模块存储有验收信息输入画面以及计算结果画面，显示模块显示验收信息输入画面让用户在煤堆验收时输入包括验收时间以及验收实测重量的验收信息，并在用户确认输入后将验收信息发送至评估服务器，煤堆信息更新模块将堆放时间点作为上一时间点，根据预定计算时间间隔计算得到新的时间点作为当前时间点，并将堆放重量作为上一堆放重量，根据该上一堆放重量、气象关系系数以及上一时间点与当前时间点内的气象数据计算出在当前时间点的水份变化量，并进一步基于预定的煤堆重量换算规则根据水份变化量以及上一堆放重量计算出在当前时间点时煤堆因含水量变化而对应改变后的煤堆重量作为当前堆放重量，进一步依次将当前时间点作为上一时间点、将当前堆放重量作为上一堆放重量，根据计算时间间隔计算得到新的时间点作为新的当前时间点，根据上一堆放重量、气象关系系数以及上一时间点与当前时间点之间的气象数据计算出煤堆重量作为新的当前堆放重量，直到新的当前时间点与验收时间相对应从而将新的当前堆放重量作为验收计算重量输出给移动终端，显示模块显示计算结果画面并显示验收计算重量以及验收实测重量从而让用户确定煤堆的质量。

根据本发明提供的煤堆监测***，还可以具有这样的技术特征，其中，评估服务器还包括水份变化量存储模块、煤堆分层模块、平均水份计算模块以及局部水份计算模块，验收信息还包括煤堆在验收时的验收高度，系数存储模块还存储有用于描述验收高度的至少一个高度层级以及用于表示每个高度层级与水份变化量关系的高度关系系数，水份变化量存储模块用于存储在验收时间之前煤堆信息更新模块计算得到的所有水份变化量，平均水份计算模块对所有水份变化量进行预定的平均计算得到平均水份变化量，煤堆分层模块根据验收高度按照预定的分层高度对煤堆进行分层得到复数个煤堆层，局部水份计算模块根据煤堆层、高度系数以及平均水份变化量依次计算每一个煤堆层对应的水份含量的变化量从而得到复数个局部水份变化量，一旦局部水份计算模块计算得到局部水份变化量，服务侧通信模块就将局部水份变化量发送至移动终端，显示模块在显示计算结果画面时，还显示有局部水份变化量从而让用户了解煤堆每一层的质量。

根据本发明提供的煤堆监测***，还可以具有这样的技术特征，其中，评估服务器还包括总体水份计算模块以及热值换算模块，总体水份计算模块根据水份变化量存储模块中存储的所有水份变化量计算出总体水份变化量，热值换算模块基于预定的热值换算规则对总体水份变化量进行计算得到热值变化量，一旦热值换算模块计算得到热值变化量，服务侧通信模块就将热值变化量发送至移动终端，显示模块在显示计算结果画面时，还显示有热值变化量从而让用户进一步地了解煤堆的质量。

根据本发明提供的煤堆监测***，还可以具有这样的技术特征，其中，煤堆信息更新模块包括更新控制部、堆放时间更新部、气象数据均值部、气象系数检索部、水份变化量计算部、煤堆重量换算部以及验收时间判断部，煤堆信息更新模块包括如下步骤：步骤1，更新控制部将堆放时间点作为上一时间点，将堆放重量作为上一堆放重量；步骤2，更新控制部控制堆放时间更新部根据上一时间点以及计算时间间隔计算得到新的时间点作为当前时间点；步骤3，更新控制部控制气象数据均值部根据上一时间点与当前时间点内的气象数据进行计算得到气象均值；步骤4，更新控制部控制气象系数检索部根据气象均值以及气象数据均值范围确定对应的气象等级，并根据该气象等级从系数存储模块中检索到对应的气象关系系数；步骤5，更新控制部控制水份变化量计算部根据气象关系系数通过预定的水份变化量计算方法计算得到当前时间点的水份变化量；步骤6，更新控制部控制煤堆重量换算部基于水份变化量以及上一堆放重量通过煤堆重量换算规则计算出当前时间点的煤堆重量作为当前堆放重量；步骤7，更新控制部控制验收时间判断部判断当前时间点与验收时间是否相对应，在判断为否时将当前时间点作为上一时间点，将当前堆放重量作为上一堆放重量并重复步骤2至步骤7；步骤8，更新控制部在验收时间判断部判断为是时控制煤堆重量换算部将当前堆放重量作为验收计算重量发送至移动终端。

根据本发明提供的煤堆监测***，还可以具有这样的技术特征，其中，评估服务器还包括气象数据判断模块、预警信号生成模块以及服务侧通信模块，气象数据判断模块依次判断气象数据是否大于预定的气象阈值，预警信号生成模块在气象数据判断模块判断为是时就生成气象预警信号，一旦预警信号生成模块生成气象预警信号，服务侧通信模块就将气象预警信号发送至移动终端从而提醒用户对煤堆采取保护措施。

根据本发明提供的煤堆监测***，还可以具有这样的技术特征，其中，评估服务器还包括历史策略存储模块以及策略检索模块，历史策略存储模块存储有气象阈值以及超过该气象阈值时的历史策略，策略检索模块在预警信号生成模块生成预警信号时就根据气象阈值从历史策略存储模块中检索到对应的历史策略作为推荐策略，一旦策略检索模块生成推荐策略，服务侧通信模块就将推荐策略发送至移动终端从而供用户按照推荐策略对煤堆进行保护。

根据本发明提供的煤堆监测***，还可以具有这样的技术特征，还包括，煤堆测温装置，与评估服务器通信连接，用于实时监测煤堆的煤堆温度，并发送至评估服务器，其中，评估服务器还包括煤炭温度判断模块以及自燃预警生成模块，煤炭温度判断模块判断煤堆温度是否超过预定的自燃临界值，自燃预警生成模块在煤炭温度判断模块判断为是时就生成自燃预警信号，一旦自燃预警生成模块生成自燃预警信号，服务侧通信模块就将自燃预警信号发送至移动终端从而提醒用户对煤堆进行相关处理。

根据本发明提供的煤堆监测***，还可以具有这样的技术特征，其中，气象数据包括雨量数据、环境温度数据、湿度数据以及风力数据，气象等级包括与雨量数据对应的多个雨量等级、与温度数据对应的多个环境温度等级、与湿度数据对应的多个湿度等级以及与风力数据对应的多个风力等级。

发明作用与效果

根据本发明的煤堆监测***，由于气象数据是由气象数据采集装置在煤堆形成时就对煤堆周围的气象情况进行实时采集而不是根据天气预报得到，因此提高了气象数据的准确性，为后面的有关堆放重量的更新提供前提。另外，由于煤堆信息更新模块根据上一堆放重量、气象关系系数以及上一时间点与当前时间点内的气象数据计算出在当前时间点的水份变化量，因此不需要人工定时去检测煤堆中水份含量的变化情况进而确定煤堆重量，节省了人力，并且水份变化量由煤堆信息更新模块计算得到而非人工记录得到，从而使得整个煤炭质量监管过程都有迹可循，透明度较高。同时，由于煤堆信息更新模块直到新的当前时间点与验收时间相对应从而将新的当前堆放重量作为验收计算重量输出给移动终端才停止更新，因此在用煤企业在验收时可以根据验收实测重量以及验收计算重量之间的差距判断出煤炭质量的改变是否是因为偷工减料、以次充好等虚造手段造成，从而保证了验收过程的公平性。最后，由于验收实测重量会输出到移动终端，因此无论是用煤企业、供煤企业还是第三方监管机构都能随时随地查看对应结果，掌握煤堆状态信息。

本发明的煤堆监测***利用实时采集到的煤堆周围的气象数据分析计算从而得到因水份变化量而引起的煤堆重量变化、煤堆热值变化以及煤堆质量变化，实现了整个煤炭监管的透明化、智能化以及便携化。

附图说明

图1为本发明实施例的煤堆监测***的结构框图；

图2为本发明实施例的评估服务器的结构框图；

图3为本发明实施例的气象数据存储模块存储的内容表；

图4为本发明实施例的系数存储模块存储的内容表之一；

图5为本发明实施例的系数存储模块存储的内容表之二；

图6为本发明实施例的煤堆信息更新模块的结构框图；

图7为本发明实施例的煤堆监测***工作过程的流程图；

图8为本发明实施例的步骤2的子步骤的流程图；以及

图9为本发明实施例的煤堆监测***工作过程中气象预警的流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明的煤堆监测***作具体阐述。

<实施例>

本实施例中的煤堆是煤炭在供煤企业提供的露天煤堆场堆积存储形成，本实施例中的煤堆监测***是针对煤堆在煤炭贸易期间的变化的监测。

图1为本发明实施例的煤堆监测***的结构框图。

如图1所示，煤堆监测***1包括移动终端2、评估服务器3、气象数据采集装置4以及煤堆测温装置5，评估服务器3分别通过通信网络6、通信网络7以及通信网络8与移动终端2、气象数据采集装置4、煤堆测温装置5相通信连接。

其中，移动终端2由需要对煤堆监管的用户持有，该用户可以是供煤企业人员、用煤企业人员或是第三方机构检验人员。

移动终端2包括画面存储模块、显示模块以及移动侧通信模块。

画面存储模块存储有验收信息输入画面、计算结果画面以及预警画面。

显示模块会显示验收信息输入画面让用户在煤堆验收时输入包括验收时间、验收实测重量以及验收高度的验收信息，并在用户确认输入后通过移动侧通信模块将验收信息发送至评估服务器3。

评估服务器3中包含多个模块，可以实现分析与计算，具体在下文进行说明。

气象数据采集装置4设置在煤堆旁，在煤堆形成时按照预定的采集间隔时间对气象情况进行采集得到气象数据并发送至评估服务器3。

本实施例中，气象数据采集装置4为一个集成了雨雪量传感器、温湿度传感器以及风力传感器的可移动装置，该装置在煤堆形成时就被放置在煤堆周围，并在放置时开始采集煤炭周围包括雨量、环境温度、湿度以及风力相关的气象数据并按照一定的采集间隔时间依次上传气象数据。采集间隔时间为60分钟。

另外，上述气象数据采集装置4中还有定位功能，在该装置开始工作时会将煤堆的位置信息上传至评估服务器3，用户可以将该位置对应的天气预报与采集到的气象数据进行对比从而确定气象数据的真实性，杜绝弄虚作假的可能性。如果气象数据采集装置4开启后，评估服务器3未接收到煤堆的位置信息，则向移动终端2发出设备检查信号从而提醒用户对气象数据采集装置4进行检查确保其能正常工作。

煤堆测温装置5可以实时监测煤堆的煤堆温度，并发送至评估服务器3。

本实施例中，煤堆测温装置5为探温仪。

图2为本发明实施例的评估服务器3的结构框图。

如图2所示，评估服务器3包括服务侧通信模块31、煤堆信息存储模块32、气象数据存储模块33、系数存储模块34、历史策略存储模块35、煤堆信息更新模块36、水份变化量存储模块37、煤堆分层模块38、平均水份计算模块39、局部水份计算模块40、总体水分计算模块41、热值换算模块42、气象数据判断模块43、预警信号生成模块44、策略检索模块45、煤炭温度判断模块46以及自燃预警生成模块47。

煤堆信息存储模块32除了存储有煤堆在形成时的堆放重量以及堆放时间点，还存储有煤堆的品种、原始含水量等煤堆基础信息。

其中，堆放重量为煤堆体积与堆积密度的乘积，而煤堆体积由用户在煤堆形成时通过测距仪测量得到、堆积密度也是由用户在煤堆形成时利用行业常规方法测量得到，该部分数据经过多方验证后存储至煤堆信息存储模块32中。

气象数据存储模块33存储有气象数据，该气象数据为服务侧通信模块31接收到的气象数据。一旦服务侧通信模块31接收到气象数据采集装置4发送过来的气象数据，气象数据存储模块33就对气象数据进行存储。

本实施例中，气象数据包括雨量数据、环境温度数据、湿度数据以及风力数据。

图3为本发明实施例的气象数据存储模块33存储的内容表。

如图3所示，气象数据存储模块33存储有气象数据采集的时间331以及不同的气象数据包括雨量332(单位：毫米)、环境温度333(单位：摄氏度)、湿度334(单位：百分比)以及风力335(单位：米/秒)。其中，相邻两行的两个时间的差值为采集间隔时间，本实施例中，T2与T1相差60分钟。

系数存储模块34存储有预定计算时间间隔内气象数据的均值的多个均值范围、对应的气象等级以及用于表示每个气象等级与煤堆中水份变化量关系的气象关系系数。

本实施例中，计算时间间隔为24小时，气象等级为描述24小时内所采集到的气象数据反映的气象状态的范围。

其中，气象等级包括与与雨量数据对应的多个雨量等级、与温度数据对应的多个环境温度等级、与湿度数据对应的多个湿度等级以及与风力数据对应的多个风力等级。

气象关系系数包括与雨量等级对应的雨量关系系数、与环境温度等级对应的环境温度关系系数、与湿度等级对应的湿度关系系数以及与风力等级对应的风力关系系数。

图4为本发明实施例的系数存储模块34存储的内容表之一。

如图4所示，系数存储模块34中存储的雨量等级341以及其对应的雨量关系系数342，每个雨量等级都对应有一个雨量均值范围343，例如：当24小时内的雨量数量的雨量均值在0毫米至5毫米之间时，雨量等级为“1级”，雨量关系系数为“1级雨量系数”。

环境温度等级以及对应的环境温度关系系数、湿度等级以及对应的湿度关系系数、风力等级以及对应的风力关系系数的存储原理与雨量等级以及对应的雨量关系系数的存储原理相同。

图5为本发明实施例的系数存储模块34存储的内容表之二。

如图5所示，系数存储模块34还存储有用于描述验收高度的至少一个高度层级以及用于表示每个高度层级344与水份变化量关系的高度关系系数345，例如：当煤堆的验收高度为3米时，该煤堆共有2个高度层级(即1层以及2层)，而每一个高度层级都对应有一个高度关系系数，即1层对应有1层高度系数，2层对应有2层高度系数。

历史策略存储模块35存储有气象阈值以及超过该气象阈值时的历史策略。

其中，历史策略为用户根据经验总结得到的维护煤堆策略，例如，当雨量过大时，用户需要巡视煤堆中的积水情况，及时进行排水；当风力过大时，用户需要前往堆煤场查看罩在煤堆上的苫布是否被吹走等各种针对因恶劣天气而严重影响煤炭质量以及重量的补救措施。

图6为本发明实施例的煤堆信息更新模块36的结构框图。

如图6所示，煤堆信息更新模块36会对堆放重量以及堆放时间点更新，其包括更新控制部361、堆放时间更新部362、气象数据均值部363、气象系数检索部364、水份变化量计算部365、煤堆重量换算部366以及验收时间判断部367。

其中，更新控制部361将堆放时间点作为上一时间点，将堆放重量作为上一堆放重量。

堆放时间更新部362根据上一时间点以及计算时间间隔计算得到新的时间点作为当前时间点。

以图3中时间T1至时间T24的数据为例，T1为煤堆信息存储模块32中的堆放时间点，T24为与T1相隔24小时的当前时间点。

气象数据均值部363根据上一时间点与当前时间点内的气象数据进行均值计算得到气象均值。

以图3中雨量Y1至雨量Y24为例，时间T1至时间T24之内的雨量均值

为

气象系数检索部364根据气象均值以及气象数据均值范围确定对应的气象等级，并根据该气象等级从系数存储模块34中检索到对应的气象关系系数。

以图3中的雨量Y1至雨量Y24为例，假设雨量均值

处于0毫米至5毫米之间，则此时可以在从图4确定雨量等级为“1级”，雨量关系系数为“1级雨量系数”。

水份变化量计算部365根据气象关系系数通过预定的水份变化量计算方法计算得到当前时间点的水份变化量：

水份变化量＝堆放重量×气象关系系数 (2)

煤堆重量换算部366基于水份变化量以及上一堆放重量通过煤堆重量换算规则计算出当前时间点的煤堆重量作为当前堆放重量。

验收时间判断部367判断当前时间点与验收时间是否相对应，在判断为否时将当前时间点作为上一时间点，将当前堆放重量作为上一堆放重量。

本实施例中，当前时间点与验收时间是否相对应是指当前时间点是否晚于验收时间。

当验收时间判断部367判断为否时，更新控制部361就控制上述各个部再次进行煤堆信息更新直到验收时间判断部367判断为是时停止。

当验收时间判断部367判断为是时，更新控制部361就控制煤堆重量换算部366将当前堆放重量作为验收计算重量发送至移动终端2。

水份变化量存储模块37用于存储在验收时间之前煤堆信息更新模块36计算得到的所有水份变化量。

平均水份计算模块39对所有水份变化量进行预定的平均计算得到平均水份变化量。

煤堆分层模块38根据验收高度按照预定的分层高度对煤堆进行分层得到复数个煤堆层。

本实施例中，分层高度设为2米。

局部水份计算模块40根据煤堆层、高度系数以及平均水份变化量依次计算每一个煤堆层对应的水份含量的变化量从而得到复数个局部水份变化量，并通过服务侧通信模块31发送至移动终端2。具体地计算公式为：

局部水份变化量＝高度系数×平均水份变化量 (3)

总体水分计算模块41根据水份变化量存储模块37中存储的所有水份变化量计算出总体水份变化量。

热值换算模块42基于预定的热值换算规则对总体水份变化量进行计算得到热值变化量，并通过服务侧通信模块31发送至移动终端2。

气象数据判断模块43依次判断气象数据是否大于预定的气象阈值。

本实施例中，气象阈值是指煤堆周围的瞬时雨量或是瞬时风力达到严重影响煤炭重量以及质量需要人工维护煤堆的阈值。气象阈值包括雨量阈值、风力阈值等。

预警信号生成模块44在气象数据判断模块43判断为是时就生成气象预警信号，并通过服务侧通信模块31发送至移动终端2。

策略检索模块45在预警信号生成模块44生成预警信号时就根据气象阈值从历史策略存储模块35中检索到对应的历史策略作为推荐策略，并通过服务侧通信模块31发送至移动终端2。

具体地，当雨量大于雨量阈值时，策略检索模块45检索到的推荐策略为巡视积水并联系排水；

当风力大于风力阈值时，策略检索模块45检索到的推荐策略为巡视苫布。

煤炭温度判断模块46判断煤堆温度是否超过预定的自燃临界值。

本实施例中，自燃临界值为50摄氏度。

自燃预警生成模块47在煤炭温度判断模块46判断为是时就生成自燃预警信号，并通过服务侧通信模块31发送至移动终端2。

当移动侧通信模块接收到验收计算重量、局部水份变化量以及热值变化量时，显示模块显示计算结果画面并显示验收计算重量、验收实测重量、局部水份变化量以及热值变化量从而让用户了解煤堆在堆放期间的重量以及质量的变化情况。

另外，显示模块在显示计算结果画面时还显示有每个堆放时间点的水份变化量、堆放重量、每个计算时间间隔内的气象数据以及对应的天气预报数据。

当移动侧通信模块接收到气象预警信号或是自燃预警信号时，显示模块显示预警画面并发出对应的气象预警或是自然预警从而提醒用户采取对应措施。

以图3中时间T1的气象数据为例，假如雨量Y1大于雨量阈值时，移动终端2会显示一个含有雨量预警提示框以及对应的推荐策略，让用户派遣巡检人员前往对应的煤堆处查看积水量是否超标，是否需要联系人员进行排水，防止因为积水过多而严重降低煤堆质量。

假如风力F1大于风力阈值时，移动终端2会显示一个含有风力预警提示框以及对应的推荐策略，让用户派遣巡检人员前往对应的煤堆处查看煤堆上罩着的苫布有没有完全覆盖煤堆，从而降低因为风力太大而带来的煤炭损失。

假设T1时刻煤堆温度大于50摄氏度时，移动终端2会显示一个含有自燃预警提示框并发出警报声提醒用户立马前往煤堆进行降温处理。

图7为本发明实施例的煤堆监测***工作过程的流程图。

如图7所示，煤堆监测***1工作过程包括如下步骤：

步骤S1-1，气象数据采集装置4在煤堆形成时按照预定的采集间隔时间对气象情况进行采集得到多个气象数据并发送至评估服务器3，然后进入步骤S1-2，

步骤S1-2，显示模块显示验收信息输入画面让用户在煤堆验收时输入包括验收时间以及验收实测重量的验收信息，并在用户确认输入后将验收信息发送至评估服务器3，然后进入步骤S1-3；

步骤S1-3，煤堆信息更新模块36根据堆放时间点、预定的计算时间间隔、气象数据以及气象关系系数更新堆放时间点以及堆放重量直到当前时间点与验收时间相对应，将当前堆放重量作为验收计算重量发送至移动终端2，然后进入步骤S1-4；

步骤S1-4，平均水份计算模块39对煤堆信息更新模块36中更新得到的所有水份变化量平均计算得到平均水份变化量，然后进入步骤S1-5；

步骤S1-5，煤堆分层模块38将煤堆划分为复数个煤堆层，然后进入步骤S1-6；

步骤S1-6，局部水份计算模块40根据煤堆层、高度系数以及平均水份变化量计算每一个煤堆层对应的水份含量的变化量从而得到复数个局部水份变化量并发送至移动终端2，然后进入步骤S1-7；

步骤S1-7，总体水份计算模块根据所有水份变化量计算出总体水份变化量，然后进入步骤S1-8；

步骤S1-8，热值换算模块42基于预定的热值换算规则对总体水份变化量进行计算得到热值变化量并发送至移动终端2，然后进入步骤S1-9；

步骤S1-9，显示模块显示计算结果画面，并显示验收计算重量、验收实测重量、局部水份变化量以及热值变化量从而让用户了解煤堆整体以及局部的质量，然后进入结束状态。

图8为本发明实施例的步骤S1-3的子步骤的流程图。

如图8所示，步骤S1-3还包括如下子步骤：

步骤S1-3-1，更新控制部361将堆放时间点作为上一时间点，将堆放重量作为上一堆放重量，然后进入步骤S1-3-2；

步骤S1-3-2，更新控制部361控制堆放时间更新部362根据上一时间点以及计算时间间隔计算得到新的时间点作为当前时间点，然后进入步骤S1-3-3；

步骤S1-3-3，更新控制部361控制气象数据均值部363根据上一时间点与当前时间点内的气象数据进行计算得到气象均值，然后进入步骤S1-3-4；

步骤S1-3-4，更新控制部361控制气象系数检索部364根据气象均值以及气象数据均值范围确定对应的气象等级，并根据该气象等级从系数存储模块34中检索到对应的气象关系系数，然后进入步骤S1-3-5；

步骤S1-3-5，更新控制部361控制水份变化量计算部365根据气象关系系数以及上一堆放重量通过预定的水份变化量计算方法计算得到当前时间点的水份变化量，然后进入步骤S1-3-6；

步骤S1-3-6，更新控制部361控制煤堆重量换算部366基于水份变化量以及上一堆放重量通过煤堆重量换算规则计算出当前时间点的煤堆重量作为当前堆放重量，然后进入步骤S1-3-7；

步骤S1-3-7，更新控制部361控制验收时间判断部367判断当前时间点与验收时间是否相对应，在判断为否时将当前时间点作为上一时间点，将当前堆放重量作为上一堆放重量并重复步骤S1-3-2至步骤S1-3-7，判断为是时进入步骤S1-3-8；

步骤S1-3-8，更新控制部361控制煤堆重量换算部366将当前堆放重量作为验收计算重量发送至移动终端2，然后进入步骤S1-4。

图9为本发明实施例的煤堆监测***工作过程中气象预警的流程图。

如图9所示，在每次步骤S1-1中气象数据采集装置4获取气象数据并发送至评估服务器3时，就进行如下的气象预警工作：

步骤S2-1，气象数据判断模块43判断气象数据是否大于预定的气象阈值，判断为否时进入结束状态，判断为是时进入步骤S2-2；

步骤S2-2，预警信号生成模块44在气象数据判断模块43判断为是时就生成气象预警信号，然后进入步骤S2-3；

步骤S2-3，策略检索模块45根据气象阈值从历史策略存储模块35中检索到对应的历史策略作为推荐策略，然后进入步骤S2-4；

步骤S2-4，显示模块显示预警画面并显示气象预警信号以及推荐策略提醒用户对煤堆进行维护，然后进入结束状态。

实施例作用与效果

根据本实施例提供的煤堆监测***1，由于气象数据是由气象数据采集装置4在煤堆形成时就对煤堆周围的气象情况进行实时采集而不是根据天气预报得到，因此提高了气象数据的准确性，为后面的有关堆放重量的更新提供前提。

另外，在实施例中，由于煤堆信息更新模块36根据上一堆放重量、气象关系系数以及上一时间点与当前时间点内的气象数据计算出在当前时间点的水份变化量，因此不需要人工定时去检测煤堆中水份含量的变化情况进而确定煤堆重量，节省了人力，并且水份变化量由煤堆信息更新模块36计算得到而非人工记录得到，从而使得整个煤炭质量监管过程都有迹可循，透明度较高。

另外，在实施例中，由于煤堆信息更新模块36直到新的当前时间点与验收时间相对应从而将新的当前堆放重量作为验收计算重量输出给移动终端2才停止更新，因此在用煤企业在验收时可以根据验收实测重量以及验收计算重量之间的差距判断出煤炭质量的改变是否是因为偷工减料、以次充好等虚造手段造成，从而保证了验收过程的公平性。

另外，在实施例中，由于验收实测重量会被输出至移动终端2，因此无论是用煤企业、供煤企业还是第三方监管机构都能随时随地查看对应结果，掌握煤堆状态信息。

另外，在实施例中，由于平均水份计算模块39对煤堆形成时至验收时内的所有水份变化量求取均值得到平均水份变化量，进一步地局部水份计算模块40根据煤堆层、高度系数以及平均水份变化量依次计算每一个煤堆层对应的水份含量的变化量从而得到复数个局部水份变化量并通过服务侧通信模块31发送至移动终端2，因此用户在煤堆验收时不仅能够知道煤堆的整体质量，还能在无需人工检测的情况下就能知道煤堆每一层煤堆层的质量，例如暴露在最上面的煤炭的质量以及压在底部的煤炭的质量。

另外，在实施例中，由于总体水份计算模块根据所有水份变化量计算出总体水份变化量，进一步地热值换算模块42基于预定的热值换算规则对总体水份变化量进行计算得到热值变化量，因此用户可以直接通过热值这一项表示煤炭质量的指标明确煤堆的质量情况。

另外，在实施例中，由于气象数据判断模块43依次判断气象数据是否大于预定的气象阈值，进一步地预警信号生成模块44在气象数据判断模块43判断为是时就生成气象预警信号并通过服务侧通信模块31发送至移动终端2，因此，在天气恶劣的情况下用户可以及时对煤堆进行维护。

另外，在实施例中，由于策略检索模块45在预警信号生成模块44生成预警信号时就根据气象阈值从历史策略存储模块35中检索到对应的历史策略作为推荐策略，因此，即使用户对天气恶劣的情况下煤堆的维护措施不了解的情况下也能采取最快以及最高效的措施及时补救损失。

另外，在实施例中，由于煤堆测温装置5实时监测煤堆的煤堆温度并发送至评估服务器3，进一步地煤炭温度判断模块46判断煤堆温度是否超过预定的自燃临界值，自燃预警生成模块47在煤炭温度判断模块46判断为是时就生成自燃预警信号，因此对于煤炭存储中时常出现的自燃现象起到预警作用，让用户能够及时采取措施杜绝严重的安全隐患。

上述实施例仅用于举例说明本发明的具体实施方式，而本发明不限于上述实施例的描述范围。

在上述实施例中，煤堆监测***1监测的煤堆是露天煤堆场中的煤堆，对应的气象数据采集装置4的采集间隔时间为60分钟，在本发明的其他方案中，也可以针对诸如煤炭装船、卸船等场景下的需要暴露在空气中一定时间的煤堆进行监测，同时，对于场景的不同，采集间隔时间也进行适应性地调整，例如针对煤炭装卸船场景，采集间隔时间为20分钟。

在上述实施例中，煤堆测温装置5与气象数据采集装置4是单独分开的，在本发明的其他方案中，也可以集成在同一装置中。

在上述实施例中，策略检索模块45检索到的推荐策略为煤堆场场景下的常用策略，在本发明的其他方案中，也可以针对不同的应用场景进行适应性地调整，例如在煤炭装卸船场景中，雨量大于雨量阈值时，推荐策略为关闭船舱盖并停止作业。

Claims (8)

1.一种煤堆监测***，用于根据煤堆周围的气象情况对煤堆实时监测，其特征在于，包括：

移动终端，由用户持有；

评估服务器，与所述移动终端通信连接；以及

气象数据采集装置，设置在所述煤堆旁，与所述评估服务器通信连接，用于在所述煤堆形成时按照预定的采集间隔时间对所述气象情况进行采集得到多个气象数据并发送至所述评估服务器，

其中，所述评估服务器包括煤堆信息存储模块、气象数据存储模块、系数存储模块以及煤堆信息更新模块，

所述移动终端包括画面存储模块以及显示模块，

所述煤堆信息存储模块存储有所述煤堆在堆放形成时的堆放重量以及堆放时间点，

所述气象数据存储模块用于存储所述气象数据，

所述系数存储模块存储有多个气象等级、对应的气象数据均值范围以及用于表示每个所述气象等级与所述煤堆中水份变化量关系的气象关系系数，

所述画面存储模块存储有验收信息输入画面以及计算结果画面，

所述显示模块显示所述验收信息输入画面让所述用户在所述煤堆验收时输入包括验收时间以及验收实测重量的验收信息，并在所述用户确认输入后将所述验收信息发送至所述评估服务器，

所述煤堆信息更新模块将所述堆放时间点作为上一时间点，根据预定计算时间间隔计算得到新的时间点作为当前时间点，并将所述堆放重量作为上一堆放重量，根据该上一堆放重量、所述气象关系系数以及所述上一时间点与所述当前时间点内的所述气象数据计算出在所述当前时间点的水份变化量，并进一步基于预定的煤堆重量换算规则根据所述水份变化量以及所述上一堆放重量计算出在所述当前时间点时所述煤堆因含水量变化而对应改变后的煤堆重量作为当前堆放重量，进一步依次将所述当前时间点作为上一时间点、将所述当前堆放重量作为上一堆放重量，根据所述计算时间间隔计算得到新的时间点作为新的当前时间点，根据所述上一堆放重量、所述气象关系系数以及所述上一时间点与所述当前时间点之间的所述气象数据计算出煤堆重量作为新的当前堆放重量，直到所述新的当前时间点与所述验收时间相对应从而将所述新的当前堆放重量作为验收计算重量输出给所述移动终端，

所述显示模块显示所述计算结果画面并显示所述验收计算重量以及验收实测重量从而让所述用户确定所述煤堆的质量。

2.根据权利要求1所述的煤堆监测***，其特征在于：

其中，所述评估服务器还包括水份变化量存储模块、煤堆分层模块、平均水份计算模块以及局部水份计算模块，

所述验收信息还包括所述煤堆在验收时的验收高度，

所述系数存储模块还存储有用于描述所述验收高度的至少一个高度层级以及用于表示每个所述高度层级与所述水份变化量关系的高度关系系数，

所述水份变化量存储模块用于存储在所述验收时间之前所述煤堆信息更新模块计算得到的所有所述水份变化量，

所述平均水份计算模块对所有所述水份变化量进行预定的平均计算得到平均水份变化量，

所述煤堆分层模块根据所述验收高度按照预定的分层高度对所述煤堆进行分层得到复数个煤堆层，

所述局部水份计算模块根据所述煤堆层、所述高度系数以及所述平均水份变化量依次计算每一个所述煤堆层对应的所述水份含量的变化量从而得到复数个局部水份变化量，

一旦所述局部水份计算模块计算得到所述局部水份变化量，所述服务侧通信模块就将所述局部水份变化量发送至所述移动终端，

所述显示模块在显示所述计算结果画面时，还显示有所述局部水份变化量从而让所述用户了解所述煤堆每一层的质量。

3.根据权利要求2所述的煤堆监测***，其特征在于：

其中，所述评估服务器还包括总体水份计算模块以及热值换算模块，

所述总体水份计算模块根据所述水份变化量存储模块中存储的所有所述水份变化量计算出总体水份变化量，

所述热值换算模块基于预定的热值换算规则对所述总体水份变化量进行计算得到热值变化量，

一旦所述热值换算模块计算得到所述热值变化量，所述服务侧通信模块就将所述热值变化量发送至所述移动终端，

所述显示模块在显示所述计算结果画面时，还显示有所述热值变化量从而让所述用户进一步地了解所述煤堆的质量。

4.根据权利要求1所述的煤堆监测***，其特征在于：

其中，所述煤堆信息更新模块包括更新控制部、堆放时间更新部、气象数据均值部、气象系数检索部、水份变化量计算部、煤堆重量换算部以及验收时间判断部，

所述煤堆信息更新模块包括如下步骤：

步骤1，所述更新控制部将所述堆放时间点作为所述上一时间点，将所述堆放重量作为上一堆放重量；

步骤2，所述更新控制部控制所述堆放时间更新部根据所述上一时间点以及所述计算时间间隔计算得到新的时间点作为当前时间点；

步骤3，所述更新控制部控制所述气象数据均值部根据所述上一时间点与所述当前时间点内的所述气象数据进行计算得到气象均值；

步骤4，所述更新控制部控制所述气象系数检索部根据所述气象均值以及所述气象数据均值范围确定对应的气象等级，并根据该气象等级从所述系数存储模块中检索到对应的气象关系系数；

步骤5，所述更新控制部控制所述水份变化量计算部根据所述气象关系系数通过预定的水份变化量计算方法计算得到所述当前时间点的水份变化量；

步骤6，所述更新控制部控制所述煤堆重量换算部基于所述水份变化量以及所述上一堆放重量通过所述煤堆重量换算规则计算出所述当前时间点的所述煤堆重量作为当前堆放重量；

步骤7，所述更新控制部控制所述验收时间判断部判断所述当前时间点与所述验收时间是否相对应，在判断为否时将所述当前时间点作为上一时间点，将所述当前堆放重量作为上一堆放重量并重复所述步骤2至所述步骤7；

步骤8，所述更新控制部在所述验收时间判断部判断为是时控制所述煤堆重量换算部将所述当前堆放重量作为所述验收计算重量发送至所述移动终端。

5.根据权利要求1所述的煤堆监测***，其特征在于：

其中，所述评估服务器还包括气象数据判断模块、预警信号生成模块以及服务侧通信模块，

所述气象数据判断模块依次判断所述气象数据是否大于预定的气象阈值，

所述预警信号生成模块在所述气象数据判断模块判断为是时就生成气象预警信号，

一旦所述预警信号生成模块生成所述气象预警信号，所述服务侧通信模块就将所述气象预警信号发送至所述移动终端从而提醒所述用户对所述煤堆采取保护措施。

6.根据权利要求5所述的煤堆监测***，其特征在于：

其中，所述评估服务器还包括历史策略存储模块以及策略检索模块，

所述历史策略存储模块存储有所述气象阈值以及超过该气象阈值时的历史策略，

所述策略检索模块在所述预警信号生成模块生成所述预警信号时就根据所述气象阈值从所述历史策略存储模块中检索到对应的所述历史策略作为推荐策略，

一旦所述策略检索模块生成所述推荐策略，所述服务侧通信模块就将所述推荐策略发送至所述移动终端从而供所述用户按照所述推荐策略对所述煤堆进行保护。

7.根据权利要求1所述的煤堆监测***，其特征在于，还包括：

煤堆测温装置，与所述评估服务器通信连接，用于实时监测所述煤堆的煤堆温度，并发送至所述评估服务器，

其中，所述评估服务器还包括煤炭温度判断模块以及自燃预警生成模块，

所述煤炭温度判断模块判断所述煤堆温度是否超过预定的自燃临界值，

所述自燃预警生成模块在所述煤炭温度判断模块判断为是时就生成自燃预警信号，

一旦所述自燃预警生成模块生成所述自燃预警信号，所述服务侧通信模块就将所述自燃预警信号发送至所述移动终端从而提醒所述用户对所述煤堆进行相关处理。

8.根据权利要求1所述的煤堆监测***，其特征在于：

其中，所述气象数据包括雨量数据、环境温度数据、湿度数据以及风力数据，

所述气象等级包括与所述雨量数据对应的多个雨量等级、与所述温度数据对应的多个环境温度等级、与所述湿度数据对应的多个湿度等级以及与所述风力数据对应的多个风力等级。

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