CN113223266A - 露天矿综合在线安全监测预警***及监测预警方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种露天矿综合在线安全监测预警***和方法，该***包括：设置于露天矿的检测模块，用于生成边坡检测信息、人车位置检测信息、环境检测信息；网络模块，用于上传上述检测信息至云服务平台；云服务平台，用于基于上述检测信息分别确定对应的边坡参数信息、人车位置参数信息、环境参数信息；安全监测预警平台，用于：分别判断上述参数信息是否达到对应的预警阈值，至少存在一者达到其对应的预警阈值，则发出警报。本发明通过对边坡、人车位置和各区域环境的监测实现了对露天矿的全面管理，有效解决了现有***存在的数据接口不统一、监测预警数据种类单一、***集成能力弱等问题，减少人员设备投入、提高经济效益。

Description

露天矿综合在线安全监测预警***及监测预警方法

技术领域

本发明涉及露天矿安全监测技术领域，特别是提供了一种露天矿综合在线安全监测预警***及监测预警方法。

背景技术

随着社会的发展，露天矿山开采逐步走向信息化、智能化，露天矿山安全隐患一直是不容忽视的问题。由于传统的露天矿山安全监测方式比较单一，只能针对单一安全事项的监测数据存储分析，且各监测方式之间相对独立，难以实现从整体上对露天矿数据进行分类分析、存储和调用，导致露天矿山安全监测***人员设备投入较多，因此研发一种集成多监测***的综合安全监测预警***显得尤为重要。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的问题，提供了一种监测预警***，有效解决监测预警***数据接口不统一、监测预警数据种类单一、监测预警***集成能力弱等问题，减少人员设备投入、提高经济效益。

本发明公开了一种露天矿综合在线安全监测预警***，包括：

设置于露天矿的检测模块，用于生成边坡检测信息、人车位置检测信息、环境检测信息；

网络模块，用于上传所述边坡检测信息、所述人车位置检测信息、所述环境检测信息至云服务平台；

所述云服务平台，用于基于所述边坡检测信息、所述人车位置检测信息、所述环境检测信息分别确定对应的边坡参数信息、人车位置参数信息、环境参数信息；

安全监测预警平台，用于：

分别判断所述边坡参数信息、所述人车位置参数信息、所述环境参数信息是否达到对应的预警阈值；

若所述边坡参数信息、所述人车位置参数信息、所述环境参数信息中至少存在一者达到其对应的所述预警阈值，则发出警报。

进一步地，该***还包括时间同步模块，用于对所述检测模块进行时间同步，并设置相同采集频率。

进一步地，所述分别判断所述边坡参数信息、人车位置参数信息、环境参数信息是否达到对应的预警阈值，包括：

分别判断所述边坡参数信息中的边坡速度参数、边坡加速度参数、边坡位移参数是否达到对应的边坡预警阈值；

基于所述人车位置参数信息中位置坐标参数、人车速度参数、安全距离参数，判断：是否处于危险位置范围阈值内、是否达到人车速度预警阈值、是否达到安全距离阈值；

分别判断所述环境参数信息中的温度参数、雨量参数、扬尘浓度参数是否达到对应的环境预警阈值。

进一步地，所述基于人车位置参数信息中位置坐标参数、人车速度参数、安全距离参数，判断：是否处于危险位置范围阈值内、是否达到人车速度预警阈值、是否达到安全距离阈值，包括：

基于位置坐标参数确定人车区域位置；

获取所述人车区域位置对应的所述速度预警阈值和所述安全距离阈值；

判断所述人车速度参数是否达到所述速度预警阈值；

判断所述安全距离参数是否达到所述安全距离阈值。

进一步地，确定并提示达到所述预警阈值的所述边坡参数信息/所述人车位置参数信息/所述环境参数信息在所述露天矿中对应的位置区域；

向所述位置区域对应的警报模块发出警报信息，用于提示所述位置区域的人员疏散撤离。

本发明还公开了一种露天矿综合在线安全监测预警方法，包括：

获取设置于露天矿的检测模块生成的边坡检测信息、人车位置检测信息、环境检测信息；

基于所述边坡检测信息、所述人车位置检测信息、所述环境检测信息分别确定对应的边坡参数信息、人车位置参数信息、环境参数信息；

分别判断所述边坡参数信息、所述人车位置参数信息、所述环境参数信息是否达到对应的预警阈值；

若所述边坡参数信息、所述人车位置参数信息、所述环境参数信息中至少存在一者达到其对应的所述预警阈值，则发出警报。

进一步地，所述获取设置于露天矿的检测模块生成的边坡检测信息、人车位置检测信息、环境检测信息，包括：

在对所述检测模块完成时间同步的情况下，通过移动网络获取具有相同采集频率的所述边坡检测信息、所述人车位置检测信息和所述环境检测信息。

进一步地，所述分别判断所述边坡参数信息、人车位置参数信息、环境参数信息是否达到对应的预警阈值，包括：

分别判断所述边坡参数信息中的边坡速度参数、边坡加速度参数、边坡位移参数是否达到对应的边坡预警阈值；

基于所述人车位置参数信息中位置坐标参数、人车速度参数、安全距离参数，判断：是否处于危险位置范围阈值内、是否达到人车速度预警阈值、是否达到安全距离阈值；

分别判断所述环境参数信息中的温度参数、雨量参数、扬尘浓度参数是否达到对应的环境预警阈值。

进一步地，所述基于人车位置参数信息中位置坐标参数、人车速度参数、安全距离参数，判断：是否处于危险位置范围阈值内、是否达到人车速度预警阈值、是否达到安全距离阈值，包括：

基于位置坐标参数确定人车区域位置；

获取所述人车区域位置对应的所述速度预警阈值和所述安全距离阈值；

判断所述人车速度参数是否达到所述速度预警阈值；

判断所述安全距离参数是否达到所述安全距离阈值。

进一步地，所述若所述边坡参数信息、所述人车位置参数信息、所述环境参数信息中至少存在一者达到其对应的预警阈值，则发出警报，还包括：

确定并提示达到所述预警阈值的所述边坡参数信息/所述人车位置参数信息/所述环境参数信息在露天矿中对应的位置区域；

向所述位置区域对应的警报模块发出警报信息，用于提示所述位置区域的人员疏散撤离。

本发明至少具有以下有益效果：

本发明通过对边坡、人车位置和各区域环境的监测实现了对露天矿的全面管理，基于预设的预警阈值判断各项参数是否符合正常标准，一旦出现危险情况，远端的工作人员能够通过安全监测预警平台及时掌握情况，进而快速组织后续处理工作，有效解决了现有***数据接口不统一、监测预警数据种类单一、监测预警***集成能力弱等问题，减少人员设备投入、提高经济效益。

本发明的其他有效果将在具体实施方式部分详细说明。

附图说明

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。

图1是本发明优选实施例公开的露天矿综合在线安全监测预警***的***原理图。

图2是本发明优选实施例公开的露天矿综合在线安全监测预警***的连接结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图1和图2所示，本发明公开了一种露天矿综合在线安全监测预警***，包括：

(1)设置于露天矿的检测模块，用于生成边坡检测信息、人车位置检测信息、环境检测信息。针对不同的监测对象和区域，检测模块可以包括若干设置在对应位置的检测设备，例如，监测边坡的GNSS接收机R30型、雷达接收机等边坡检测设备，监测人员车辆位置的GPS接收设备，煤田火区无线传感器网络检测节点***等温度检测设备、无线雨量传感器QS1501等雨量检测设备、LD-5多参数扬尘传感器等扬尘浓度检测设备。本领域技术人员应当理解上述公开的检测设备并非穷举。各检测设备在检测时能够产生检测信号(电信号)，这些电信号按照类别可归类为边坡检测信息、人车位置检测信息、环境检测信息。

(2)网络模块，检测模块与网络模块电连接，用于上传所述边坡检测信息、所述人车位置检测信息、所述环境检测信息至云服务平台。优选的，露天矿中可以设置一个用于上传的网络模块，其分别与检测模块的各检测设备通过无线通信的方式连接，用于接收所产生的个各检测信息，并通过4G移动网络、GPRS网络等集中上传至云服务平台；另一种方式，检测模块的各检测设备分别单独连有一个网络模块，各网络模块之间相对独立，检测设备生成的检测信号直接通过其对应的网络模块上传。

(3)所述云服务平台，用于基于所述边坡检测信息、所述人车位置检测信息、所述环境检测信息分别确定对应的边坡参数信息、人车位置参数信息、环境参数信息，即将检测模块生成的信号转换为可识别的具体参数。优选的，云服务平台可以采用现有的百度云、阿里云、腾讯云等，云服务平台具有数据处理和存储的能力，应用成熟的云服务平台降低了***对本地运算硬件的要求，节约了实施成本。

(4)安全监测预警平台，其能够分别判断所述边坡参数信息、所述人车位置参数信息、所述环境参数信息是否达到对应的预警阈值。其中，预警阈值可以是预先确定并存储在安全监测预警平台的。安全监测预警平台可以通过互联网连接云服务平台，并调用云服务平台处理得到的边坡参数信息、人车位置参数信息和环境参数信息。若所述边坡参数信息、所述人车位置参数信息、所述环境参数信息中至少存在一者达到其对应的所述预警阈值，则发出警报，其中，所述边坡参数信息、所述人车位置参数信息、所述环境参数信息中可以包括若干项目的具体参数，例如，环境参数信息中包括的项目有：露天矿中火区及其它区域的温度参数、雨量参数、扬尘浓度参数等等，这些项目分别对应有各自的预警阈值，当任一项目的具体参数达到对应的预警阈值，即上述的参数信息达到对应预警阈值，表明可能/已经存在安全风险，需要及时处理或疏散人群，具体项目类型及检测设备(如传感器)可以基于实际需求确定，本文不再一一列举。

优选的，对于不同参数信息可以采用不同的对比判断规则，这些判断规则及对应的预警阈值可以是预先确定并存储在安全监测预警平台的。安全监测预警平台包括可采用现有型号的处理器和存储器，以实现对数据/信息的处理及存储。本发明可以现有任意的警报方式，如警示灯闪烁、蜂鸣器发声等。

在本发明的一些实施例中，还包括时间同步模块，用于对所述检测模块进行时间同步，并设置相同采集频率，保证所述边坡参数信息、所述人车位置参数信息、所述环境参数信息的采集来自于同一时刻，避免了数据不同步带来的误差，加强了综合预警能力。优选的，可以基于TPSN协议对各检测设备进行时间同步，并设置相同的采集间隔，使得各检测设备能够实现数据的同步采集。

在本发明的一些实施例中，安全监测预警平台具体用于判断所述边坡参数信息、所述人车位置参数信息、所述环境参数信息中的各项目的具体参数。

对于所述边坡参数信息，分别判断其中包括的边坡速度参数、边坡加速度参数、边坡位移参数是否达到对应的边坡预警阈值。

对于所述环境参数信息，分别判断其中包括的温度参数、雨量参数、扬尘浓度参数是否达到对应的环境预警阈值。上述的三类参数的具体数量可以有多个，分别用于反映露天矿中各区域的温度、雨量和扬尘浓度，例如，可以在露天矿的火区设置-130～1000℃高温煤田火区无线传感器网络监测节点，以监测火区温度。

对于所述人车位置参数信息，可以将人员车辆定位设备放置在人员或车辆上来检测位置，并基于采集的坐标、时间和预先确定的危险区域的坐标来获取位置坐标参数、人车速度参数、安全距离参数，并判断：是否处于危险位置范围阈值内、是否达到人车速度预警阈值、是否达到安全距离阈值。

进一步地，对于所述人车位置参数信息的判断方式如下：

首先，基于位置坐标参数确定人车区域位置；然后，获取所述人车区域位置对应的所述速度预警阈值和所述安全距离阈值，由于不同区域位置对应的速度预警阈值和安全距离阈值不同，因此需要先确定检测设备(如GPS接收机等)所在区域位置，然后确定该区域位置对应的速度预警阈值和安全距离阈值；最后，判断所述人车速度参数是否达到所述速度预警阈值，以及判断所述安全距离参数是否达到所述安全距离阈值。

在本发明的一些实施例中，随着露天矿中各区域的状态发生改变，除了要考虑到个区域本身的特性，安全监测预警平台还可以基于该区域当前状态来调取相匹配的预警阈值，具体的，可以先确定人员或车辆所在区域以及该区域对应的边坡参数信息和/或环境参数信息，包括但不限于该区域其中某项目的参数超过预警阈值时，确定该区域为的状态为正常/危险状态，然后，根据该区域的正常/危险状态，选择调用对应的预警阈值，并与上述的人车位置参数信息进行比较。例如，安全监测预警平台通过数据处理判断露天矿的雨量参数超过对应的预警阈值(参数信息的获取及与预警阈值的判断详见上文)，车辆所在区域的路面湿滑，为保证行驶安全，车辆在该区域行驶时，相对于无雨状态下应当保持更低的速度，安全监测预警平台分别存储有当前车辆所在区域处于无雨和雨量超过预警阈值两种不同状态分别对应的两个人车速度预警阈值，安全监测预警平台根据该区域的实际状态调用与之匹配的人车速度预警阈值。进一步地，对于预警阈值的预存和选择还可以参考多个反映人车所在区域状态的项目参数，例如，扬尘浓度过高和雨量较大都可能影响车辆的安全形势，因此针对车辆所在区域的人车速度预警阈值需要同时参考环境参数信息中的雨量参数和扬尘浓度参数，在安全监测预警平台中预设上述两种参数信息所有可能出现的状况分别对应的人车速度预警阈值，实际监测中，安全监测平台能够基于获取的各参数信息确定该区域的状态，并选择调用其状态对应的预警阈值进行比较判断。当然也存在一些情况，人车所在区域的某个或某些状态的不同，并不影响人车安全，因此也不必预设置多个预警阈值。又因为各检测设备之间时间同步且采集频率相同，保证了各参数信息之间的精准同步，增加了基于人车所在区域的状态来调用预警阈值的操作可靠性。

在本发明的一些实施例中，为了更及时的提醒危险区域的人员，避免人工操作带来的信息延迟，本发明还可以才露天矿各检测设备对应区域设置警报模块，用于通过声音、灯光等方式提示相关人员进行疏散撤离。所述安全监测预警平台，还用于：确定并提示达到所述预警阈值的所述边坡参数信息/所述人车位置参数信息/所述环境参数信息在所述露天矿中对应的位置区域；向所述位置区域对应的警报模块发出警报信息/指令，警报模块据此来发出警报。

本发明还公开了一种露天矿综合在线安全监测预警方法，该方法能够应用于上述公开的所述露天矿综合在线安全监测预警***，该方法具体包括：

S1：获取设置于露天矿的检测模块生成的边坡检测信息、人车位置检测信息、环境检测信息；

S2：基于所述边坡检测信息、所述人车位置检测信息、所述环境检测信息分别确定对应的边坡参数信息、人车位置参数信息、环境参数信息；

S3：分别判断所述边坡参数信息、所述人车位置参数信息、所述环境参数信息是否达到对应的预警阈值；

S4：若所述边坡参数信息、所述人车位置参数信息、所述环境参数信息中至少存在一者达到其对应的所述预警阈值，则发出警报。

在本发明的一些实施例中，所述获取设置于露天矿的检测模块生成的边坡检测信息、人车位置检测信息、环境检测信息，包括：

在对所述检测模块完成时间同步的情况下，通过移动网络获取具有相同采集频率的所述边坡检测信息、所述人车位置检测信息和所述环境检测信息。

在本发明的一些实施例中，所述分别判断所述边坡参数信息、人车位置参数信息、环境参数信息是否达到对应的预警阈值，包括：

分别判断所述边坡参数信息中的边坡速度参数、边坡加速度参数、边坡位移参数是否达到对应的边坡预警阈值；

基于所述人车位置参数信息中位置坐标参数、人车速度参数、安全距离参数，判断：是否处于危险位置范围阈值内、是否达到人车速度预警阈值、是否达到安全距离阈值；

分别判断所述环境参数信息中的温度参数、雨量参数、扬尘浓度参数是否达到对应的环境预警阈值。

在本发明的一些实施例中，所述基于人车位置参数信息中位置坐标参数、人车速度参数、安全距离参数，判断：是否处于危险位置范围阈值内、是否达到人车速度预警阈值、是否达到安全距离阈值，包括：

基于位置坐标参数确定人车区域位置；

获取所述人车区域位置对应的所述速度预警阈值和所述安全距离阈值；

判断所述人车速度参数是否达到所述速度预警阈值；

判断所述安全距离参数是否达到所述安全距离阈值。

在本发明的一些实施例中，所述若所述边坡参数信息、所述人车位置参数信息、所述环境参数信息中至少存在一者达到其对应的预警阈值，则发出警报，还包括：

确定并提示达到所述预警阈值的所述边坡参数信息/所述人车位置参数信息/所述环境参数信息在露天矿中对应的位置区域；

向所述位置区域对应的警报模块发出警报信息，用于提示所述位置区域的人员疏散撤离。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种露天矿综合在线安全监测预警***，其特征在于，包括：

设置于露天矿的检测模块，用于生成边坡检测信息、人车位置检测信息、环境检测信息；

网络模块，用于上传所述边坡检测信息、所述人车位置检测信息、所述环境检测信息至云服务平台；

所述云服务平台，用于基于所述边坡检测信息、所述人车位置检测信息、所述环境检测信息分别确定对应的边坡参数信息、人车位置参数信息、环境参数信息；

安全监测预警平台，用于：

分别判断所述边坡参数信息、所述人车位置参数信息、所述环境参数信息是否达到对应的预警阈值；

若所述边坡参数信息、所述人车位置参数信息、所述环境参数信息中至少存在一者达到其对应的所述预警阈值，则发出警报。

2.根据权利要求1所述的露天矿综合在线安全监测预警***，其特征在于，该***还包括时间同步模块，用于对所述检测模块进行时间同步，并设置相同采集频率。

3.根据权利要求1所述的露天矿综合在线安全监测预警***，其特征在于，所述分别判断所述边坡参数信息、人车位置参数信息、环境参数信息是否达到对应的预警阈值，包括：

分别判断所述边坡参数信息中的边坡速度参数、边坡加速度参数、边坡位移参数是否达到对应的边坡预警阈值；

基于所述人车位置参数信息中位置坐标参数、人车速度参数、安全距离参数，判断：是否处于危险位置范围阈值内、是否达到人车速度预警阈值、是否达到安全距离阈值；

分别判断所述环境参数信息中的温度参数、雨量参数、扬尘浓度参数是否达到对应的环境预警阈值。

4.根据权利要求3所述的露天矿综合在线安全监测预警***，其特征在于，所述基于人车位置参数信息中位置坐标参数、人车速度参数、安全距离参数，判断：是否处于危险位置范围阈值内、是否达到人车速度预警阈值、是否达到安全距离阈值，包括：

基于位置坐标参数确定人车区域位置；

获取所述人车区域位置对应的所述速度预警阈值和所述安全距离阈值；

判断所述人车速度参数是否达到所述速度预警阈值；

判断所述安全距离参数是否达到所述安全距离阈值。

5.根据权利要求4所述的露天矿综合在线安全监测预警***，其特征在于，所述获取所述人车区域位置对应的所述速度预警阈值和所述安全距离阈值，包括：

基于所述人车区域位置及其对应的所述边坡参数信息和/或所述环境参数信息确定所述速度预警阈值和所述安全距离阈值。

6.一种露天矿综合在线安全监测预警方法，其特征在于，包括：

获取设置于露天矿的检测模块生成的边坡检测信息、人车位置检测信息、环境检测信息；

基于所述边坡检测信息、所述人车位置检测信息、所述环境检测信息分别确定对应的边坡参数信息、人车位置参数信息、环境参数信息；

分别判断所述边坡参数信息、所述人车位置参数信息、所述环境参数信息是否达到对应的预警阈值；

若所述边坡参数信息、所述人车位置参数信息、所述环境参数信息中至少存在一者达到其对应的所述预警阈值，则发出警报。

7.根据权利要求6所述的露天矿综合在线安全监测预警方法，其特征在于，所述获取设置于露天矿的检测模块生成的边坡检测信息、人车位置检测信息、环境检测信息，包括：

在对所述检测模块完成时间同步的情况下，通过移动网络获取具有相同采集频率的所述边坡检测信息、所述人车位置检测信息和所述环境检测信息。

8.根据权利要求6所述的露天矿综合在线安全监测预警方法，其特征在于，所述分别判断所述边坡参数信息、人车位置参数信息、环境参数信息是否达到对应的预警阈值，包括：

分别判断所述边坡参数信息中的边坡速度参数、边坡加速度参数、边坡位移参数是否达到对应的边坡预警阈值；

基于所述人车位置参数信息中位置坐标参数、人车速度参数、安全距离参数，判断：是否处于危险位置范围阈值内、是否达到人车速度预警阈值、是否达到安全距离阈值；

分别判断所述环境参数信息中的温度参数、雨量参数、扬尘浓度参数是否达到对应的环境预警阈值。

9.根据权利要求8所述的露天矿综合在线安全监测预警方法，其特征在于，所述基于人车位置参数信息中位置坐标参数、人车速度参数、安全距离参数，判断：是否处于危险位置范围阈值内、是否达到人车速度预警阈值、是否达到安全距离阈值，包括：

基于位置坐标参数确定人车区域位置；

获取所述人车区域位置对应的所述速度预警阈值和所述安全距离阈值；

判断所述人车速度参数是否达到所述速度预警阈值；

判断所述安全距离参数是否达到所述安全距离阈值。

10.根据权利要求9所述的露天矿综合在线安全检测预警方法，其特征在于，所述获取所述人车区域位置对应的所述速度预警阈值和所述安全距离阈值，包括：

基于所述人车区域位置及其对应的所述边坡参数信息和/或所述环境参数信息确定所述速度预警阈值和所述安全距离阈值。

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