CN115619581A - 一种基于bim的非煤矿山可视化工程监测*** - Google Patents

一种基于bim的非煤矿山可视化工程监测*** Download PDF

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CN115619581A CN202211254197.2A CN202211254197A CN115619581A CN 115619581 A CN115619581 A CN 115619581A CN 202211254197 A CN202211254197 A CN 202211254197A CN 115619581 A CN115619581 A CN 115619581A
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monitoring
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孙志永
张蕾
张富乐
甘小彬
徐强
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Guangdong Blasting Engineering Co ltd
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Abstract

本发明提供了一种基于BIM的非煤矿山可视化工程监测***，包括传感执行终端、监控分站终端、数据传输终端和地面监控终端；传感执行终端用于采集井下的气体信息、环境信息和设备状态信息，用于执行控制命令；监控分站终端用于连接传感执行终端和数据传输终端，用于接收、处理、上传采集到的数据，将控制指令传递给至传感执行终端或井下的作业设备；数据传输终端用于连接监控分站终端与地面监控终端，用于传输数据；地面监控终端用于根据来自数据传输终端的信息实现BIM模型建立和监测，用于根据监测情况生成控制指令并发送至监控分站终端。本发明具有提高非煤矿山可视化工程监测***准确性和及时性的效果。

Description

一种基于BIM的非煤矿山可视化工程监测***
技术领域
本发明涉及非煤矿山监测***的技术领域，具体涉及一种基于BIM的非煤矿山可视化工程监测***。
背景技术
建筑信息模型(BIM)是建筑学、工程学及土木工程的新工具。它是来形容那些以三维图形为主、物件导向、建筑学有关的电脑辅助设计。非煤矿山可视化工程监测***是将现代技术用于煤矿生产中安全监控和管理的综合***。监测的数据主要是矿井下的环境参数及设备状态，随时掌握井下变化，建立井下井上完善的安全预警渠道。
现在已经开发出了很多非煤矿山可视化工程监测***，经过我们大量的检索与参考，发现现有技术的非煤矿山可视化工程监测***有如公开号为CN113988530A、CN102053136A、EP3094807A1、US20120281089A1、JPH05119834A所公开的非煤矿山可视化工程监测***，这些***一般包括：***采集控制终端、通讯部分和控制主机，***采集控制终端用于采集井下的环境信息；通讯部分用于连接***采集控制终端和控制主机；控制主机用于对环境信息进行监测，以解决对非煤矿山井下环境参数进行实时监测并及时进行预警等一系列技术难题。但是由于上述监测***中***采集控制终端的采集过程较为单一，采集到的井下环境信息准确性下降，通讯部分的信息传输效率较低，造成了监测***的监测准确性和及时性下降的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述非煤矿山可视化工程监测***存在的不足，提出一种基于BIM的非煤矿山可视化工程监测***。
本发明采用如下技术方案：
一种基于BIM的非煤矿山可视化工程监测***，包括传感执行终端、监控分站终端、数据传输终端和地面监控终端；所述传感执行终端用于采集井下的气体信息、环境信息和设备状态信息，用于执行来自地面监控终端的控制命令；所述监控分站终端用于连接传感执行终端和数据传输终端，用于接收、处理、上传采集到的数据，将来自地面监控终端的控制指令传递给至传感执行终端或井下的作业设备；所述数据传输终端用于连接监控分站终端与地面监控终端，用于传输数据；所述地面监控终端用于根据来自数据传输终端的信息实现BIM模型建立和监测，用于根据监测情况生成控制指令并发送至监控分站终端。
可选的，所述传感执行终端包括传感器模块和执行模块，所述传感器模块用于采集井下的气体信息、环境信息和设备状态信息并发送至监控分站终端，所述执行模块用于执行来自监控分站终端的控制指令；
所述监控分站终端包括接令模块和中转模块，所述接令模块用于接收来自数据传输终端的控制指令；所述中转模块用于接收来自传感器模块的气体信息、环境信息和设备状态信息并发送至数据传输终端；
所述数据传输终端包括数据收发模块、分配模块和至少一个传输通道模块，所述数据收发模块用于通过对应的传输通道模块接收来自中转模块的各种信息并发送至地面监控终端，用于将来自地面监控终端的控制指令发送至接令模块；所述分配模块用于为收发信息匹配对应的传输通道模块；
所述地面监控终端包括BIM模型搭建模块、模型更新模块、模型监测模块和控制指令管理模块，所述BIM模型搭建模块用于根据来自数据传输终端的环境信息和设备状态信息建立BIM模型，所述模型更新模块用于根据实时的气体信息、环境信息和设备状态信息更新BIM模型，所述模型监测模块用于对持续更新的BIM模型进行监测，所述控制指令管理模块用于根据监测结果生成并发送控制指令。
可选的，所述传感器模块包括照明子模块、井下拍摄子模块、设备状态检测子模块和气体检测子模块，所述照明子模块用于为井下工人提供光源；所述井下拍摄子模块用于对井下环境进行拍摄生成环境信息；所述设备状态检测子模块用于与井下作业设备连接并检测作业设备的工作状态生成设备状态信息；所述气体检测子模块用于检测井下的气体参数生成气体信息；
当所述井下拍摄子模块进行拍摄时，满足以下式子：
q(x,y)＝ζ-1[H(u,v)·F(u,v)]
Figure BDA0003889141790000021
其中，q(x,y)表示经过频率域滤波后的图像；H(u,v)表示滤波函数；ζ-1表示傅里叶反变换；F(u,v)表示f(u,v)的傅里叶变换；f(u,v)表示初始图像；
Figure BDA0003889141790000022
表示傅里叶变换；
Figure BDA0003889141790000023
Figure BDA0003889141790000031
其中，w(N*M)表示修正函数,N表示图像像素宽，M表示图像像素长；D0表示截止频率；D(u,v)表示频率平面上点(u,v)到频率平面原点(0,0)的距离；e表示数学常数；A表示修正值，根据图像曝光情况和工人经验进行设定。
可选的，所述井下拍摄子模块包括拍摄单元、滤波单元和修正值计算单元；所述拍摄单元用于对井下环境进行拍摄，生成初始图像；所述滤波单元用于对初始图像进行频率域滤波；所述修正值计算单元用于对修正值进行计算；
当所述修正值计算单元用于对修正值进行计算时，满足以下式子：
Figure BDA0003889141790000032
其中，f(B)表示符号选择函数；s(B)表示目标像素数量选择函数；Z表示对应图像的像素总数；
Figure BDA0003889141790000033
Figure BDA0003889141790000034
其中，B表示对应图像的曝光情况，B＝1表示图像的曝光情况属于曝光过度；
B＝0表示图像的曝光情况属于曝光不足；Q1表示对应图像中曝光过度的像素总数；Q2表示对应图像中曝光不足的像素总数。
可选的，井下工作区域被工人预先划分为至少两个分区，所述设备状态检测子模块包括分区设备状态检测单元、分区信息生成单元和设备状态信息整合单元；所述分区设备状态检测单元用于对井下分区内的设备进行工作状态检测，生成分区设备实时工作信息；所述分区信息生成单元用于根据分区设备实时工作信息生成分区信息；所述设备状态信息整合单元用于将各个分区信息整合成井下的设备状态信息；
当所述分区信息生成单元工作时，满足以下式子：
Figure BDA0003889141790000035
Figure BDA0003889141790000036
其中，Wi(Pi)表示第i个分区的分区信息等级评定函数；Pi表示第i个分区的设备评分；C1和C2表示等级评定阈值，由工人根据实际情况设定；Xi表示在同一预设周期内第i个分区中出现过设备异常状态的设备总数；Tj表示在同一预设周期内第i个分区中第j个出现过设备异常状态的设备处于设备异常状态的时长；J表示在同一预设周期内第i个分区中出现过设备异常状态的设备总数；K表示时间数值转换系数；所述分区信息包括分区信息等级和分区内的设备状态信息。
可选的，所述气体检测子模块包括气体信息整合单元和分区气体检测单元；所述分区气体检测单元用于安装于对应的分区并对分区内的气体进行检测，生成分区气体数据；所述气体信息整合单元用于对各个分区的分区气体数据进行整合，生成气体信息；
所述分区气体检测单元包括校对子单元和至少两个分区气体检测子单元；所述分区气体检测子单元用于均匀式分布于对应的分区内，用于检测气体并生成局部气体数据；所述局部气体数据包括局部气体类型和局部气体浓度；所述校对子单元用于对各个局部气体数据进行计算，生成分区气体数据；
当所述校对子单元计算时，满足以下式子：
Figure BDA0003889141790000041
Figure BDA0003889141790000042
其中，Yi表示第i个分区的任一种气体浓度数值；L表示第i个分区中分区气体检测子单元的总数；yl表示第i个分区中第l个分区气体检测子单元的同类型气体的气体浓度数值；d(yl)表示浓度值筛选函数；
Figure BDA0003889141790000043
表示第i个分区中各个分区气体检测子单元的同类型气体的气体浓度平均值。
一种基于BIM的非煤矿山可视化工程监测方法，应用于如上述的一种基于BIM的非煤矿山可视化工程监测***，所述监测方法包括：
S1，采集井下的气体信息、环境信息和设备状态信息；
S2，根据井下的气体信息、环境信息和设备状态信息实现BIM模型建立和监测；
S3，根据监测情况生成控制指令并发送至监控分站终端；
S4，将来自地面监控终端的控制指令传递给至传感执行终端或井下的作业设备；
S5，执行来自地面监控终端的控制命令。
本发明所取得的有益效果是：
1、传感执行终端、监控分站终端、数据传输终端和地面监控终端的设置有利于采集井下的气体信息、环境信息和设备状态信息，进而为井下建立BIM模型，通过实时更新的BIM模型对矿井进行监测，提高了监测准确性；监控分站终端通过数据传输终端与地面监控终端保持稳定便捷的连接，提高了传输效率，从而提高了监测***的监测准确性和及时性；
2、传感器模块和执行模块的设置有利于更准确、更快速地采集井下的气体信息、环境信息和设备状态信息并发送至监控分站终端，更准确、更快速地执行来自监控分站终端的控制指令，实现及时监测和避险；接令模块和中转模块的设置有利于更顺利和更稳定地管理数据传输以及指令执行，使得***更加高效；数据收发模块、分配模块和至少一个传输通道模块的设置有利于提供传输通道的选择，进而保持数据传输稳定性；BIM模型搭建模块、模型更新模块、模型监测模块和控制指令管理模块的设置有利于优化BIM模型的建立、更新和监测等过程，从而进一步提高监测***的监测准确性和及时性；
3、照明子模块、井下拍摄子模块、设备状态检测子模块和气体检测子模块的设置配合频率域滤波算法，有利于优化环境信息中的图像，以便于提高BIM模型可视化的准确性，再通过修正值计算算法进一步优化了频率域滤波算法，从而使得BIM模型更加准确更加便于用以监测井下情况；
4、井下工作区域被工人预先划分为至少两个分区，而且分区设备状态检测单元、分区信息生成单元和设备状态信息整合单元的设置配合等级评定算法，有利于细化环境信息，进而提高精度和准确性，准确的等级评定有利于更好地进行监测；
5、校对子单元和至少两个分区气体检测子单元的设置配合浓度校对算法，有利于提高气体信息的准确性，从而进一步提高监测***的准确性；
6、分配分值计算子模块和分配信息生成子模块的设置配合分配分值算法，有利于更合理更快捷地分配传输通道，一方面有利于保持BIM模型更新的稳定性、及时性和准确性，另一方面有利于实现控制指令传输的及时性，从而提高了监测***的安全性和及时性。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中曝光不足直方图的应用示意图；
图3为本发明中曝光过度直方图的应用示意图；
图4为本发明中一种基于BIM的非煤矿山可视化工程监测方法的方法流程示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸描绘，事先声明。以下实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
实施例一。
本实施例提供了一种基于BIM的非煤矿山可视化工程监测***。结合图1所示，一种基于BIM的非煤矿山可视化工程监测***，包括传感执行终端、监控分站终端、数据传输终端和地面监控终端；所述传感执行终端用于采集井下的气体信息、环境信息和设备状态信息，用于执行来自地面监控终端的控制命令；所述监控分站终端用于连接传感执行终端和数据传输终端，用于接收、处理、上传采集到的数据，将来自地面监控终端的控制指令传递给至传感执行终端或井下的作业设备；所述数据传输终端用于连接监控分站终端与地面监控终端，用于传输数据；所述地面监控终端用于根据来自数据传输终端的信息实现BIM模型建立和监测，用于根据监测情况生成控制指令并发送至监控分站终端。
可选的，所述传感执行终端包括传感器模块和执行模块，所述传感器模块用于采集井下的气体信息、环境信息和设备状态信息并发送至监控分站终端，所述执行模块用于执行来自监控分站终端的控制指令；
所述监控分站终端包括接令模块和中转模块，所述接令模块用于接收来自数据传输终端的控制指令；所述中转模块用于接收来自传感器模块的气体信息、环境信息和设备状态信息并发送至数据传输终端；
所述数据传输终端包括数据收发模块、分配模块和至少一个传输通道模块，所述数据收发模块用于通过对应的传输通道模块接收来自中转模块的各种信息并发送至地面监控终端，用于将来自地面监控终端的控制指令发送至接令模块；所述分配模块用于为收发信息匹配对应的传输通道模块；
所述地面监控终端包括BIM模型搭建模块、模型更新模块、模型监测模块和控制指令管理模块，所述BIM模型搭建模块用于根据来自数据传输终端的环境信息和设备状态信息建立BIM模型，所述模型更新模块用于根据实时的气体信息、环境信息和设备状态信息更新BIM模型，所述模型监测模块用于对持续更新的BIM模型进行监测，所述控制指令管理模块用于根据监测结果生成并发送控制指令。
可选的，所述传感器模块包括照明子模块、井下拍摄子模块、设备状态检测子模块和气体检测子模块，所述照明子模块用于为井下工人提供光源；所述井下拍摄子模块用于对井下环境进行拍摄生成环境信息；所述设备状态检测子模块用于与井下作业设备连接并检测作业设备的工作状态生成设备状态信息；所述气体检测子模块用于检测井下的气体参数生成气体信息；
当所述井下拍摄子模块进行拍摄时，满足以下式子：
q(x,y)＝ζ-1[H(u,v)·F(u,v)]
Figure BDA0003889141790000071
其中，q(x,y)表示经过频率域滤波后的图像；H(u,v)表示滤波函数；ζ-1表示傅里叶反变换；F(u,v)表示f(u,v)的傅里叶变换；f(u,v)表示初始图像；
Figure BDA0003889141790000072
表示傅里叶变换；
Figure BDA0003889141790000073
Figure BDA0003889141790000074
其中，w(N*M)表示修正函数，N表示图像像素宽，M表示图像像素长；D0表示截止频率；D(u,v)表示频率平面上点(u,v)到频率平面原点(0,0)的距离；e表示数学常数；A表示修正值，根据图像曝光情况和工人经验进行设定。
可选的，所述井下拍摄子模块包括拍摄单元、滤波单元和修正值计算单元；所述拍摄单元用于对井下环境进行拍摄，生成初始图像；所述滤波单元用于对初始图像进行频率域滤波；所述修正值计算单元用于对修正值进行计算；
当所述修正值计算单元用于对修正值进行计算时，满足以下式子：
Figure BDA0003889141790000081
其中，f(B)表示符号选择函数；s(B)表示目标像素数量选择函数；Z表示对应图像的像素总数；
Figure BDA0003889141790000082
Figure BDA0003889141790000083
其中，B表示对应图像的曝光情况，B＝1表示图像的曝光情况属于曝光过度；B＝0表示图像的曝光情况属于曝光不足；Q1表示对应图像中曝光过度的像素总数；Q2表示对应图像中曝光不足的像素总数。结合图2所示，曝光不足是指图像的直方图中50％或以上的像素的像素值偏离正常曝光色阶位于阴影色阶和黑色色阶；结合图3所示，曝光过度是指图像的直方图中50％或以上的像素的像素值偏离正常曝光色阶位于高光色阶和白色色阶。
可选的，井下工作区域被工人预先划分为至少两个分区，所述设备状态检测子模块包括分区设备状态检测单元、分区信息生成单元和设备状态信息整合单元；所述分区设备状态检测单元用于对井下分区内的设备进行工作状态检测，生成分区设备实时工作信息；所述分区信息生成单元用于根据分区设备实时工作信息生成分区信息；所述设备状态信息整合单元用于将各个分区信息整合成井下的设备状态信息；
当所述分区信息生成单元工作时，满足以下式子：
Figure BDA0003889141790000084
Figure BDA0003889141790000085
其中，Wi(Pi)表示第i个分区的分区信息等级评定函数；Pi表示第i个分区的设备评分；C1和C2表示等级评定阈值，由工人根据实际情况设定；Xi表示在同一预设周期内第i个分区中出现过设备异常状态的设备总数；Tj表示在同一预设周期内第i个分区中第j个出现过设备异常状态的设备处于设备异常状态的时长；J表示在同一预设周期内第i个分区中出现过设备异常状态的设备总数；K表示时间数值转换系数；所述分区信息包括分区信息等级和分区内的设备状态信息；分区信息等级用于展示于BIM模型中，为监测提供参考，对应不同的等级实施预设的与对应等级适配的监测方案。预设周期由工人根据经验设定，可以是但不限于：5秒、10秒和1分钟等。
可选的，所述气体检测子模块包括气体信息整合单元和分区气体检测单元；所述分区气体检测单元用于安装于对应的分区并对分区内的气体进行检测，生成分区气体数据；所述气体信息整合单元用于对各个分区的分区气体数据进行整合，生成气体信息；
所述分区气体检测单元包括校对子单元和至少两个分区气体检测子单元；所述分区气体检测子单元用于均匀式分布于对应的分区内，用于检测气体并生成局部气体数据；所述局部气体数据包括局部气体类型和局部气体浓度；所述校对子单元用于对各个局部气体数据进行计算，生成分区气体数据；
当所述校对子单元计算时，满足以下式子：
Figure BDA0003889141790000091
Figure BDA0003889141790000092
其中，Yi表示第i个分区的任一种气体浓度数值；L表示第i个分区中分区气体检测子单元的总数；yl表示第i个分区中第l个分区气体检测子单元的同类型气体的气体浓度数值；d(yl)表示浓度值筛选函数；
Figure BDA0003889141790000093
表示第i个分区中各个分区气体检测子单元的同类型气体的气体浓度平均值。基于分区气体检测子单元检测气体的类型数量，校对子单元依次对各种类型的气体进行上述计算，得到同一分区内各种类型气体校对后的气体浓度数值。
一种基于BIM的非煤矿山可视化工程监测方法，结合图4所示，应用于如上述的一种基于BIM的非煤矿山可视化工程监测***，所述监测方法包括：
S1，采集井下的气体信息、环境信息和设备状态信息；
S2，根据井下的气体信息、环境信息和设备状态信息实现BIM模型建立和监测；
S3，根据监测情况生成控制指令并发送至监控分站终端；
S4，将来自地面监控终端的控制指令传递给至传感执行终端或井下的作业设备；
S5，执行来自地面监控终端的控制命令。
实施例二。
本实施例包含了实施例一的全部内容，提供了一种基于BIM的非煤矿山可视化工程监测***，所述分配模块包括分配分值计算子模块和分配信息生成子模块；所述分配分值计算子模块用于根据各个传输通道模块的传输情况计算出对应的分配分值；所述分配信息生成子模块用于根据各个分配分值生成分配信息并根据分配信息为收发信息匹配对应的传输通道模块。所述传输通道模块包括通道接收子模块、通道发送子模块和传输线路，所述通道接收子模块用于接收信息，所述通道发送子模块用于发送信息，所述通道接收子模块和通道发送子模块均与传输线路其中一端连接。所述传输线路用于连接地面监控终端。
所述分配分值计算子模块计算时，满足以下式子：
G＝m(freq)*(μ1*H1+μ2*H2-μ3*V)
Figure BDA0003889141790000101
其中，G表示对应传输通道模块的分配分值，m(freq)表示分值调节函数；H1表示监控分站终端接收到信息时对应传输通道模块中通道接收子模块的处理占用率；H2表示监控分站终端接收到信息时对应传输通道模块中通道发送子模块的处理占用率；V表示对应传输通道模块中传输线路的使用时长；μ1和μ2表示占用率转换系数；μ3表示时长转换系数；μ1、μ2和μ3均由工人根据实际情况设定；freq表示对应传输通道模块当天被选用的总次数。
每当监控分站终端接收到信息，分配分值计算子模块立刻对各个传输通道模块进行分配分值计算，进而得到各个传输通道模块的分配分值，进而将信息分配至分配分值G最大的传输通道模块，即按照G的大小顺序进行优先分配。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的保护范围内，此外，随着技术发展其中的元素是可以更新的。

Claims (7)

1.一种基于BIM的非煤矿山可视化工程监测***，其特征在于，包括传感执行终端、监控分站终端、数据传输终端和地面监控终端；所述传感执行终端用于采集井下的气体信息、环境信息和设备状态信息，用于执行来自地面监控终端的控制命令；所述监控分站终端用于连接传感执行终端和数据传输终端，用于接收、处理、上传采集到的数据，将来自地面监控终端的控制指令传递给至传感执行终端或井下的作业设备；所述数据传输终端用于连接监控分站终端与地面监控终端，用于传输数据；所述地面监控终端用于根据来自数据传输终端的信息实现BIM模型建立和监测，用于根据监测情况生成控制指令并发送至监控分站终端。
2.如权利要求1所述的一种基于BIM的非煤矿山可视化工程监测***，其特征在于，所述传感执行终端包括传感器模块和执行模块，所述传感器模块用于采集井下的气体信息、环境信息和设备状态信息并发送至监控分站终端，所述执行模块用于执行来自监控分站终端的控制指令；
所述监控分站终端包括接令模块和中转模块，所述接令模块用于接收来自数据传输终端的控制指令；所述中转模块用于接收来自传感器模块的气体信息、环境信息和设备状态信息并发送至数据传输终端；
所述数据传输终端包括数据收发模块、分配模块和至少一个传输通道模块，所述数据收发模块用于通过对应的传输通道模块接收来自中转模块的各种信息并发送至地面监控终端，用于将来自地面监控终端的控制指令发送至接令模块；所述分配模块用于为收发信息匹配对应的传输通道模块；
所述地面监控终端包括BIM模型搭建模块、模型更新模块、模型监测模块和控制指令管理模块，所述BIM模型搭建模块用于根据来自数据传输终端的环境信息和设备状态信息建立BIM模型，所述模型更新模块用于根据实时的气体信息、环境信息和设备状态信息更新BIM模型，所述模型监测模块用于对持续更新的BIM模型进行监测，所述控制指令管理模块用于根据监测结果生成并发送控制指令。
3.如权利要求2所述的一种基于BIM的非煤矿山可视化工程监测***，其特征在于，所述传感器模块包括照明子模块、井下拍摄子模块、设备状态检测子模块和气体检测子模块，所述照明子模块用于为井下工人提供光源；所述井下拍摄子模块用于对井下环境进行拍摄生成环境信息；所述设备状态检测子模块用于与井下作业设备连接并检测作业设备的工作状态生成设备状态信息；所述气体检测子模块用于检测井下的气体参数生成气体信息；
当所述井下拍摄子模块进行拍摄时，满足以下式子：
q(x,y)＝ζ-1[H(u,v)·F(u,v)]
Figure FDA0003889141780000021
其中，q(x,y)表示经过频率域滤波后的图像；H(u,v)表示滤波函数；ζ-1表示傅里叶反变换；F(u,v)表示f(u,v)的傅里叶变换；f(u,v)表示初始图像；
Figure FDA0003889141780000022
表示傅里叶变换；
Figure FDA0003889141780000023
Figure FDA0003889141780000024
其中，w(N*M)表示修正函数,N表示图像像素宽，M表示图像像素长；D0表示截止频率；D(u,v)表示频率平面上点(u,v)到频率平面原点(0,0)的距离；e表示数学常数；A表示修正值，根据图像曝光情况和工人经验进行设定。
4.如权利要求3所述的一种基于BIM的非煤矿山可视化工程监测***，其特征在于，所述井下拍摄子模块包括拍摄单元、滤波单元和修正值计算单元；所述拍摄单元用于对井下环境进行拍摄，生成初始图像；所述滤波单元用于对初始图像进行频率域滤波；所述修正值计算单元用于对修正值进行计算；
当所述修正值计算单元用于对修正值进行计算时，满足以下式子：
Figure FDA0003889141780000025
其中，f(B)表示符号选择函数；s(B)表示目标像素数量选择函数；Z表示对应图像的像素总数；
Figure FDA0003889141780000026
Figure FDA0003889141780000027
其中，B表示对应图像的曝光情况，B＝1表示图像的曝光情况属于曝光过度；B＝0表示图像的曝光情况属于曝光不足；Q1表示对应图像中曝光过度的像素总数；Q2表示对应图像中曝光不足的像素总数。
5.如权利要求4所述的一种基于BIM的非煤矿山可视化工程监测***，其特征在于，井下工作区域被工人预先划分为至少两个分区，所述设备状态检测子模块包括分区设备状态检测单元、分区信息生成单元和设备状态信息整合单元；所述分区设备状态检测单元用于对井下分区内的设备进行工作状态检测，生成分区设备实时工作信息；所述分区信息生成单元用于根据分区设备实时工作信息生成分区信息；所述设备状态信息整合单元用于将各个分区信息整合成井下的设备状态信息；
当所述分区信息生成单元工作时，满足以下式子：
Figure FDA0003889141780000031
Figure FDA0003889141780000032
其中，Wi(Pi)表示第i个分区的分区信息等级评定函数；Pi表示第i个分区的设备评分；C1和C2表示等级评定阈值，由工人根据实际情况设定；Xi表示在同一预设周期内第i个分区中出现过设备异常状态的设备总数；Tj表示在同一预设周期内第i个分区中第j个出现过设备异常状态的设备处于设备异常状态的时长；J表示在同一预设周期内第i个分区中出现过设备异常状态的设备总数；K表示时间数值转换系数；所述分区信息包括分区信息等级和分区内的设备状态信息。
6.如权利要求5所述的一种基于BIM的非煤矿山可视化工程监测***，其特征在于，所述气体检测子模块包括气体信息整合单元和分区气体检测单元；所述分区气体检测单元用于安装于对应的分区并对分区内的气体进行检测，生成分区气体数据；所述气体信息整合单元用于对各个分区的分区气体数据进行整合，生成气体信息；
所述分区气体检测单元包括校对子单元和至少两个分区气体检测子单元；所述分区气体检测子单元用于均匀式分布于对应的分区内，用于检测气体并生成局部气体数据；所述局部气体数据包括局部气体类型和局部气体浓度；所述校对子单元用于对各个局部气体数据进行计算，生成分区气体数据；
当所述校对子单元计算时，满足以下式子：
Figure FDA0003889141780000033
Figure FDA0003889141780000041
其中，Yi表示第i个分区的任一种气体浓度数值；L表示第i个分区中分区气体检测子单元的总数；yl表示第i个分区中第l个分区气体检测子单元的同类型气体的气体浓度数值；d(yl)表示浓度值筛选函数；
Figure FDA0003889141780000042
表示第i个分区中各个分区气体检测子单元的同类型气体的气体浓度平均值。
7.一种基于BIM的非煤矿山可视化工程监测方法，应用于如权利要求6所述的一种基于BIM的非煤矿山可视化工程监测***，其特征在于，所述监测方法包括：
S1，采集井下的气体信息、环境信息和设备状态信息；
S2，根据井下的气体信息、环境信息和设备状态信息实现BIM模型建立和监测；
S3，根据监测情况生成控制指令并发送至监控分站终端；
S4，将来自地面监控终端的控制指令传递给至传感执行终端或井下的作业设备；
S5，执行来自地面监控终端的控制命令。
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