CN103632509A - 基于gis系统的数字、智慧矿山报警联动方法及其平台 - Google Patents

基于gis系统的数字、智慧矿山报警联动方法及其平台 Download PDF

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Abstract

本发明涉及煤炭矿山领域,具体而言,涉及基于地理信息系统(GIS)系统的数字、智慧矿山报警联动方法及其平台。该基于GIS系统的数字、智慧矿山报警联动方法,所述方法包括如下步骤:接收报警信息,所述报警信息是由报警装置发出的;通过GIS系统查找所述报警装置的地理位置信息;根据所述地理位置信息调取预先保存的所述地理位置信息对应的报警关联信息;根据所述报警信息和报警关联信息生成报警联动信息;将所述报警联动信息发送到预先指定的接收终端,接收终端可以为PC、手机等。本发明提供的基于GIS系统的数字、智慧矿山报警联动方法及其平台,大大的增加了对外发送的报警联动信息的信息量。

Description

基于GIS系统的数字、智慧矿山报警联动方法及其平台
技术领域
[0001] 本发明涉及煤炭矿山领域,具体而言,涉及基于地理信息系统(GIS)系统的数字、智慧矿山报警联动方法及其平台。
背景技术
[0002] 煤炭是现在主要的能源之一,对煤炭进行开采工作便是使用煤炭前的一个重要环节。由于煤炭开采行业的特殊性,其开采过程中事故时有发生,所以对开采环境进行监控和报警就是降低事故发生率和事故损失的一个重要途径。
[0003] 现在的数字、智慧矿山报警方法是:由系统对煤炭开采过程中的某一参数进行单独检测和报警,如瓦斯检测、矿压检测、水文检测等,且报警时,只能显示哪个检测器报警了。
[0004] 由于现有的数字、智慧矿山报警方法只能对单一的数据进行检测、分析和报警,报警时发送的信息有限,因此只能知道哪个检测装置检测出现异常,而无法知晓一些其它相关联的信息,如发出报警的检测装置的地理位置、检测数据,等等,发送的报警信息十分简单,报警的信息量很小。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供基于GIS系统的自动报警方法及其平台,以解决上述的问题。
[0006] 在本发明的实施例中提供了基于GIS系统的数字、智慧矿山报警联动方法,该方法包括如下步骤:
[0007] 接收报警信息,所述报警信息是由报警装置发出的;
[0008] 通过GIS系统查找所述报警装置的地理位置信息;
[0009] 根据所述地理位置信息调取预先保存的所述地理位置信息对应的报警关联信息;
[0010] 根据所述报警信息和报警关联信息生成报警联动信息;
[0011] 将所述报警联动信息发送到预先指定的接收终端。
[0012] 优选的,所述报警关联信息包括:
[0013] 预先存储在空间数据库的三维巷道检测数据、钻孔检测数据和煤层检测数据;
[0014] 预先存储在实时数据库的环境监测数据、生产自动化数据、人员定位数据、束管监测数据、水文监测数据、视频监控数据和调度通讯数据;
[0015] 预先存储在应用管理数据库的设备数据、通风数据、储量数据、产量数据、进尺数据、煤炭销量数据与采掘衔接数据。
[0016] 优选的,将所述报警联动信息发送到预先指定的接收终端之后,该方法进一步包括:将所述报警联动信息以二维或者三维模型方式呈现。
[0017] 优选的,所述报警联动信息进一步包括:传感器信息、人员信息、应急预案和调度电话信息。
[0018] 优选的,所述以二维或者三维模型方式呈现包括:基于GIS系统,将所述报警联动信息根据地理位置在地图中进行标注。
[0019] 优选的,还包括:通过局域网、广域网、或移动网络发布所述报警联动信息。
[0020] 优选的,将所述报警联动信息以二维或者三维模型方式呈现包括:基于所述报警联动信息对应的地理位置,进行三维漫游、三维量测、三维查询、三维实体定位;和进行二维放大、二维缩小、二维量测、二维查询与二维实体定位。
[0021] 在本发明的实施例中还提供了基于GIS系统的数字、智慧矿山报警联动平台,该平台包括如下部分:
[0022] 报警装置:发出报警信息;
[0023] 数据服务器:接收报警信息;根据所述地理位置信息调取预先保存的所述地理位置信息对应的报警关联信息;根据所述报警信息和报警关联信息生成报警联动信息;将所述报警联动信息发送到预先指定的接收终端。
[0024] 优选的,所述数据服务器还包括:空间数据库、实时数据库和应用管理数据库;
[0025] 空间数据库:存储三维巷道检测数据、钻孔检测数据和煤层检测数据;
[0026] 实时数据库:存储环境监测数据、生产自动化数据、人员定位数据、束管监测数据、水文监测数据、视频监控数据和调度通讯数据;
[0027] 应用管理数据库:存储设备数据、通风数据、储量数据、产量数据、进尺数据、煤炭销量数据与采掘衔接数据。
[0028] 优选的,还包括显示装置:将所述报警联动信息以二维或者三维模型方式呈现。
[0029] 本发明实施例提供的基于GIS系统的数字、智慧矿山报警联动方法及其平台,与现有技术中对煤炭开采过程中的某一参数进行单独检测和报警相比,通过在接收到报警信息后,通过GIS系统查找发出报警的检测装置的地理位置,并调取与地理位置相关联的信息,在生成相应的报警联动信息后,再对外进行联动报警,大大的增加了对外发送的报警联动信息的信息量。
附图说明
[0030] 图1示出了本发明实施例的基于GIS系统的矿山自动报警方法的基本流程图;
[0031] 图2示出了本发明实施例的基于GIS系统的矿山自动报警平台的整体架构图。
具体实施方式
[0032] 下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0033] 实施例1:本发明实施例1提供了基于GIS系统的数字、智慧矿山报警联动方法的基本流程,如图1所示,包括如下步骤:
[0034] SlOl接收报警信息;
[0035] S102通过GIS系统查找报警装置的地理位置信息;
[0036] S103根据地理位置信息调取预先保存的地理位置信息对应的报警关联信息;
[0037] S104根据报警信息和报警关联信息生成报警联动信息;
[0038] S105将报警联动信息发送到预先指定的接收终端。[0039] 本方法首先需要在环境检测装置中预先设置一个合理的阈值范围,当环境检测装置在检测到的环境值落到预先设置的阈值范围时,发出报警信息。其中环境检测装置可以是瓦斯检测装置、水文检测装置、矿压检测装置、温度检测装置或其他对矿山环境进行检测的设备。阈值范围并不是固定值,是根据具体的工作环境情况和使用者的需求,在环境检测装置工作前设置的。
[0040] 服务器在接收到环境检测装置发送的报警信息之后,通过GIS系统查找报警装置的地理位置信息。地理信息系统(GIS)是空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。而后,根据地理位置信息调取预先保存的地理位置信息对应的报警关联信息。与地理位置信息对应的报警关联信息包括:预定的救援路线、报警电话、负责人的联系方式、人员信息、视频信息、监测数据等。再根据报警信息和报警关联信息生成报警联动信息,报警联动信息为将相互关联的数据和信息汇总、分析后,再整理成符合规定或要求的信息。而之前的类似技术中只能根据接收到报警信息,将相应的警报发送到指定的接收终端,甚至只能由控制室接收,却无法发送出去,或者由人工操作进行发送。本发明所提供的方法可以将不同种类和不同类型的信息从数据库中调取出来。当然,由于信息的类型不同,还可能导致无法直接读取相关联的信息,本方法中还相应的包括在接收或储存信息时将信息转换成统一的格式。之后再由相应的组件按照要求整理成需要的信息。将报警联动信息发送到预先指定的接收终端,其中接收终端可以是PC、手机等,使用接收终端的人可以为:救援决策者、救援专家、相关的救灾技术人员、受灾人群等。
[0041] 较好的,发送报警信息的报警装置是在检测到的环境数据落入预先设置的阈值范围时发出的,也可以在报警装置中设置多个阈值范围,多个阈值范围是相邻的,使检测到的不合理数值可以只落入一个阈值范围。并设置多个报警的方式,每个阈值范围只对应报警方式,使检测到环境数据落入不同阈值范围时,发送到服务器的报警信息是不同的。使服务器在接收到报警信息之后可以根据报警信息的报警方式来初步区分救援的紧迫性。如,将阈值范围按照与合理阈值的差值大小,按照规律分成阶梯式的级别,对应不同的阈值范围,设置相应的报警级别。服务器接收到不同报警级别的信息之后可以根据紧急的程度大小来合理安排报警的流程。
[0042] 发送的报警信息可以根据接收终端的级别的不同,发送不同的对应级别的报警信息,如:低等的信息为救援线路、逃生线路,发送给受灾的群众;中等的信息为救援线路、逃生线路、报警电话和紧急营救方案,发送给进行实地救援的士兵;高等的信息在中等的信息基础之上还添加了负责人的联系方式、人员信息和视频信息等,发送给进行救援的领导。也可以按照指定的接收终端的身份不同,发送不同种类的救援信息到不同的接收终端,如:将第一类救援信息发送给救援指挥人员,第一类救援信息包括受灾地的领导名称和电话、受灾地的范围和程度等。将第二类救援信息发送给受灾人群,第二类救援信息包括逃生线路、受灾者所处的位置和紧急联系方式等。
[0043] 较好的,首先在矿山内部的指定位置安放检测装置,检测装置可以是各种类型的检测器,检测器由数据探测器和数据分析器构成。进行检测工作的还可以是各种类型的视频监控装置,如人员、管束、装置等。在接收到报警信息后,根据需要,调取检测装置所检测到的信息,并对调取到的信息进行分析和整理。最后,将经过分析和整理后的信息发送到指定的终端,或者通过网络对外发布。
[0044] 当然,除了在接收到报警信息时可以调取检测装置所检测到的信息,还可以在其他任何时候根据需要,对检测到的信息进行调取,并使用GIS系统,将调取到的信息进行建模,或者直接把视频信息在GIS系统界面上直观的显示出来。如:将定位信息、检测数据等在GIS系统中进行标注,使使用者更加直观、快捷的了解各个检测点的状态,也可以通过此种方式,在事故发生时,辅助决策者进行救援的规划。在此基础之上,还可以通过建立的模型,进行更多的应用,如:距离测量、地理信息查询与处理等。并可以再次基础上,提前输入某些固定的响应或反馈方式,在接收到报警信息后,系统可以根据已经输入的方式,直接将相关信息进行整理并对外界发布,以实现完全自动化的数字、智慧矿山报警。
[0045] 实施例2:如图2所示,本发明实施例2提供了基于GIS系统的数字、智慧矿山报警联动平台的整体架构图,在实施例1的基础上包括如下步骤:
[0046] 报警关联信息包括:
[0047] 预先存储在空间数据库的三维巷道检测数据、钻孔检测数据和煤层检测数据;同时生成矿山专题图形,并包括遥感影像的数据组织与管理
[0048] 预先存储在实时数据库的环境监测数据、生产自动化数据、人员定位数据、束管监测数据、水文监测数据、视频监控数据和调度通讯数据;
[0049] 预先存储在应用管理数据库的设备数据、通风数据、储量数据、产量数据、进尺数据、煤炭销量数据与采掘衔接数据。
[0050] 数据与模型集成平台包括空间数据库、实时数据库与应用管理数据库,数据与模型集成平台是本发明所提供的基于GIS系统的数字、智慧矿山报警联动平台的一个组成部分。
[0051] 预先存储在空间数据库、实时数据库和应用管理数据库中的数据是由检测装置,经遍布在井上井下的千兆光纤网络和高速无线网络及各安全生产子系统传送到数据库并存储起来的。
[0052] 空间数据库、实时数据库和应用管理数据库为整个系统提供数据与模型,包括数据组织与管理、模型组织与管理。
[0053] 三个数据库除了储存相应的数据,还会根据需要,将储存进数据库的数据建立三维模型,如在3DMAX9.0 (基于PC系统的三维动画渲染和制作软件)软件平台上建立建筑物、道路、植被、传感器等的实体模型。
[0054] 由于不同厂家制作的报警装置或环境检测装置的规格不同,使得检测到并发送的信息格式是不同的,在数据储存过程中,由于接收到的信息的类型不同,还可能导致读取已储存的信息之后,无法直接将读取到的信息生成报警联动信息,甚至根本无法使用接收到并储存的信息,所以在储存信息之前还应加入对信息进行格式转换的过程。本方法中还包括对应的在储存信息时将信息转换成统一的格式,使需要读取已储存的信息时,能够直接对信息进行使用,不需要经过繁琐的编译环节,导致延误了最佳救援时间。
[0055] 本发明所提供的基于GIS系统的数字、智慧矿山报警联动平台还包括数据与Web服务器平台。数据与Web服务器平台包括,数据服务器、Web服务器和硬件防火墙。数据服务器用于将空间数据、实时数据、管理数据储存到指定的数据库中。Web服务器用于对基于GIS系统的数字、智慧矿山报警联动平台进行部署。硬件防火墙用于对数据传输的过程进行控制、过滤。
[0056] 对储存起来的信息进行建模,可以直观的反映出需要进行检测的矿山的实体情形,并在建模的基础之上可以将数据嵌入到规定的模型点位,使得对数据的管理更加科学和统筹,并为其他功能进行服务。
[0057] 将报警联动信息发送到预先指定的接收终端之后,该方法进一步包括:将报警联动信息以二维或者三维模型方式呈现。在发布报警联动信息之后,参与报警协调工作的相关人员,如决策者、相关领导等需要直观的观察到发出报警信息的报警装置相关位置,此时需要将埋藏在地表以下的矿山实体(如:巷道、工作面、构造、作业设备、人员等)及其状态基于地理空间位置构建三维虚拟环境平台以虚拟现实环境方式展现在技术人员、业务管理人员、管理决策人员以及相关领导面前。还可以使用GIS系统,进行三维场景的实时操作,实时根据收集到信息快速真实再现矿山的三维景观,并以图形或动画的形式显示出来。除了将储存到数据库中的信息在系统内部进行建模,还可以将矿山中的各种信息以2D或3D的形式展现在使用者面前。不仅在报警发生后,系统能够在使用者面前,以2D或3D的形式展现出来,还可以根据需要,随时将数据库中的信息调取出来,或者将矿山各个检测点的信息所示调用,并将调用到的信息以2D或3D的形式展现出来。
[0058] 报警联动信息进一步包括:传感器信息、人员信息、应急预案和调度电话信息。报警联动信息中除了包含报警装置所发送的相关信息,还应包含其他预先制定好的信息,如传感器信息、人员信息、应急预案和调度电话信息。根据需要,报警联动信息中包含使用GIS系统可以获得的其他信息,如,根据需要,快捷的获取各种地物、矿山的相关信息。
[0059] 以三维模型方式呈现包括:基于GIS系统,将报警联动信息根据地理位置在地图中进行标注。在2DGIS与3DGIS平台上再嵌入所有相关信息,如监测传感器、自动化设备、人员定位管理、视频监控管理、束管监控管理、矿压监控管理、储量动态管理、掘进、回采等。通过使用GIS系统,使本发明所提供的平台组成一个意义更加广泛的、多维的数字化矿山与基于物联网的智慧化矿山控制平台,进而构建煤矿安全生产专题应用与智慧化决策应用。并且通过对检测到的信息进行储存、标注和分析,进而使系统根据获取到的数据,实时监控灾情的基本情况、进程和态势,并根据灾情发生地周围的相关信息预测灾情的发展趋势,辅助决策者做出判断,从而实现生产过程自动化、安全监控数字化、企业管理信息化、信息管理集约化、安全管理智慧化。
[0060] 信息交互和数据传输是实现上述功能的必不可少的环节,通过局域网、广域网、或移动网络发布报警联动信息。在本发明所提供的基于GIS系统的数字、智慧矿山报警联动平台中还包括网络支撑与应用平台,主要功能为向局域网、广域网与移动互联网的应用提供网络支撑。
[0061] 将报警联动信息以二维或者三维模型方式呈现还包括:基于报警联动信息对应的地理位置,进行三维漫游、三维量测、三维查询、三维实体定位;和进行二维放大、二维缩小、二维量测、二维查询与二维实体定位。通过使用2DGIS系统和3DGIS系统还可以进行对已经生成的二维或三维模型进行相应的使用,获取需要的数据,或根据需要进行各种模拟操作。此部分功能由基本功能组件层完成。
[0062] 储存到空间数据库、实时数据库和应用管理数据库中的数据需要有相应的装置对其进行检测和管理,专业功能组件主要包括环境监测监控、生产自动化监控、人员定位管理、设备管理与定位、水文监测管理、综合报警管理等。当然,具有发出报警信息的报警装置也是由相应的检测组件构成的。
[0063] 对储存的数据还需要由对数据进行处理和分析的部件构成,数据组件层主要负责数据挖掘、数据融合、数据处理与数据接口,主要是将不同类型的数据进行转化、分析和整理,并根据系统需要做出相应的动作。
[0064] 对整理好的数据还需要向外界发布,此时需要应用组件层进行工作,应用组件层主要包括WebGIS (指基于Internet平台,客户端应用软件采用网络协议,运用在Internet上的地理信息系统。一般由多主机,多数据库和多个客户端以分布式连接在Internet上而组成)、3DWebGIS、报表控件、报警数据交互联动。数据展示基础平台包括,数据组件层、基本功能组件层、专业功能组件层与应用组件层。数据展示基础平台是本发明所提供的基于GIS系统的数字、智慧矿山报警联动平台的一个组成部分。
[0065] 最后,在对数据进行挖掘、融合与处理后,还应由相应的系统对挖掘、融合与处理后的数据进行应用,在本发明中,由数据应用系统平台完成此功能,数据应用系统平台包括数字、智慧矿山之综合集成管理信息系统实现此功能。在将相应的数据和信息储存并嵌入到2D和3D的模型中,并由此实现对矿山的专业综合管理与集成应用,即数字、智慧矿山综合集成管理信息系统(2D+3D)。显而易见的,在上述功能的基础上还可以加入综合报警联动处理的功能,即:在对数据进行挖掘、融合与处理后,将处理后的数据、预先存储的数据和相关的报警信息进行联动,并发送到预先指定的终端,也就是数字、智慧矿山综合集成管理信息系统(2D+3D+报警联动)。当然,在上述功能的基础之上,还可以加入,对网络的使用,主要体现在,将数据通过局域网、广域网、或移动网络进行对外界的发布,也就是数字、智慧矿山综合集成管理信息系统(2D+3D+报警联动+移动应用)。
[0066] 实施例3:本发明实施例3提供了基于GIS系统的数字、智慧矿山报警联动平台,该平台包括,
[0067] 报警装置,发出报警信息;
[0068] 数据服务器,接收报警信息;通过GIS系统查找报警装置的地理位置信息;根据地理位置信息调取预先保存的地理位置信息对应的报警关联信息;根据报警信息和报警关联信息生成报警联动信息;将报警联动信息发送到预先指定的接收终端。
[0069] 数据服务器包括:空间数据库、实时数据库和应用管理数据库;
[0070] 空间数据库:存储三维巷道检测数据、钻孔检测数据和煤层检测数据;
[0071] 实时数据库:存储环境监测数据、生产自动化数据、人员定位数据、束管监测数据、水文监测数据、视频监控数据和调度通讯数据;
[0072] 应用管理数据库:存储设备数据、通风数据、储量数据、产量数据、进尺数据、煤炭销量数据与采掘衔接数据。
[0073] 还包括显示装置:将警联动信息以二维或者三维模型方式呈现。
[0074] 本发明通过基于GIS系统与监控系统联动,将检测到的数据及相关联的信息基于GIS系统进行标注,并把检测信息基于GIS系统直观的显示出来,使使用者更加直观和快捷的了解到矿山各个位置的状态,并可以实现快速导航空间实体的位置。在此基础上,在矿山中发生灾情的时候由此平台快速的将与报警点相关联的信息获
[0075] 取,并对外发布报警信息,从而提高了报警的速度和扩大了报警的信息量。[0076] 显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本发明的各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合◦
[0077] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于GIS系统的数字、智慧矿山报警联动方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤: 接收报警信息,所述报警信息是由报警装置发出的; 通过GIS系统查找所述报警装置的地理位置信息; 根据所述地理位置信息调取预先保存的所述地理位置信息对应的报警关联信息; 根据所述报警信息和报警关联信息生成报警联动信息; 将所述报警联动信息发送到预先指定的接收终端。
2.如权利要求1所述的基于GIS系统的数字、智慧矿山报警联动方法,其特征在于,所述报警关联信息包括: 预先存储在空间数据库的三维巷道检测数据、钻孔检测数据和煤层检测数据; 预先存储在实时数据库的环境监测数据、生产自动化数据、人员定位数据、束管监测数据、水文监测数据、视频监控数据和调度通讯数据; 预先存储在应用管理数据库的设备数据、通风数据、储量数据、产量数据、进尺数据、煤炭销量数据与采掘衔接数据。
3.如权利要求1所述的基于GIS系统的数字、智慧矿山报警联动方法,其特征在于,将所述报警联动信息发送到预先指定的接收终端之后,该方法进一步包括:将所述报警联动信息以二维或者三维模型方式呈现。
4.如权利要求1所述 的基于GIS系统的数字、智慧矿山报警联动方法,其特征在于,所述报警联动信息进一步包括:传感器信息、人员信息、应急预案和调度电话信息。
5.如权利要求3所述的基于GIS系统的数字、智慧矿山报警联动方法,其特征在于,所述以二维或者三维模型方式呈现包括:基于GIS系统,将所述报警联动信息根据地理位置在地图中进行标注。
6.如权利要求1所述的基于GIS系统的数字、智慧矿山报警联动方法,其特征在于,还包括:通过局域网、广域网、或移动网络发布所述报警联动信息。
7.如权利要求5所述的基于GIS系统的数字、智慧矿山报警联动方法,其特征在于,将所述报警联动信息以二维或者三维模型方式呈现还包括:基于所述报警联动信息对应的地理位置,进行三维漫游、三维量测、三维查询、三维实体定位;和进行二维放大、二维缩小、二维量测、二维查询与二维实体定位。
8.基于GIS系统的数字、智慧矿山报警联动平台,其特征在于,所述平台包括: 报警装置,发出报警信息; 数据服务器,接收报警信息;通过GIS系统查找所述报警装置的地理位置信息;根据所述地理位置信息调取预先保存的所述地理位置信息对应的报警关联信息;根据所述报警信息和报警关联信息生成报警联动信息;将所述报警联动信息发送到预先指定的接收终端。
9.如权利要求8所述的基于GIS系统的数字、智慧矿山报警联动平台,其特征在于,所述数据服务器包括:空间数据库、实时数据库和应用管理数据库; 空间数据库:存储三维巷道检测数据、钻孔检测数据和煤层检测数据; 实时数据库:存储环境监测数据、生产自动化数据、人员定位数据、束管监测数据、水文监测数据、视频监控数据和调度通讯数据; 应用管理数据库:存储设备数据、通风数据、储量数据、产量数据、进尺数据、煤炭销量数据与采掘衔接数据。
10.如权利要求8所述的基于GIS系统的数字、智慧矿山报警联动平台, 其特征在于,还包括显示装置:将所述报警联动信息以二维或者三维模型方式呈现。
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