CN104809586A - 一种安全监控尾矿库的信息化智能管理专家系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种安全监控尾矿库的信息化智能管理专家系统，包括以下几部分：1）尾矿库在线监测设施专项设计，2）尾矿库在线监测设备安装，3）尾矿库在线管理软件开发，4）尾矿库管理部门在线监管，5）软件系统权限分类。在尾矿库A至尾矿库N中安装位移、浸润线监测设备（1）和视频监控设备（2），将采集的数据经企业终端（3）储存转换，并通过internet传输到省级信息中心服务器（4），省级监管终端（5）、市级监管终端（6）、县级监管终端（7）将通过internet全时监控尾矿库运行状态，中及服务机构专家终端（8）通过系统实时诊断和开具处方。本发明实现了尾矿库安全监管工作的规范化、科学化、信息化、实时化，大幅度提高尾矿库管理工作的效率，降低管理成本及事故率。
Description
技术领域
本发明属于尾矿库安全监控技术领域，具体涉及一种尾矿库的安全监控信息化智能管理专家系统，可为政府监管、中介机构技术服务、企业提供实时、动态地进行尾矿库的监管工作，特别适合各级政府主管部门在尾矿库监管中应用。
背景技术
安全生产事关广大人民群众根本利益，事关改革发展和稳定的大局。近几年来，尾矿库引发的灾难引起了各级政府主管部门的高度重视。各级政府相继出台了一系列加强尾矿库监管工作的政策、文件和强制措施。
在我国，尾矿库数量多、分布广，大部分尾矿库的管理是采用人工观测、上报的管理模式。信息化管理技术在尾矿库安全监管领域的应用仍处于起步阶段，绝大部分尾矿库的运营管理仍采用传统的管控模式，不仅观测精度受人员的经验及天气等自然因素的限制，不能进行全日实时的预警，只能反映尾矿坝的外观状态，无法对关键的坝体内部进行持续的微观检测，并且人工不定期检测方式的实时性较差，手段较为单一，不能实时、直观、精确地反映出不同季节、不同时期尾矿库区情况。安全监管往往靠突击检查的形式进行，由于管理手段落后、监管不及时，往往会导致尾矿库险库、危库数量及事故率偏高，后期治理费用大，尾矿库失事后的代价惨重等后果，严重威胁尾矿库下游人民生命财产安全，对矿业的健康发展非常不利。
随着先进而成熟的传感器技术、信号传输技术，以及网络技术和软件技术的发展，使得尾矿坝在线检测、信号同步传输、坝体负荷分析、趋势预报成为可能，实现了尾矿库从宏观、微观相结合的全方位监测影响尾矿库及坝体安全的各种关键技术指标，从而对尾矿库的安全检测与评估更全面、更直接、也更有权威。如《现代矿业》2012年3月发表的“尾矿库安全监控信息化系统建设与实施”一文中，介绍了一种尾矿库安全监控信息化系统，构建了尾矿库安全监测自动化系统、库区视频监控系统、尾矿库区安全监测信息管理系统，提高了尾矿坝安全监测手段和尾矿坝安全监测管理水平，但该尾矿库安全监控信息化系统属于单个尾矿库监测数据采集和录入功能，对政府监管和使用单位无预先判断功能，严重制约尾矿库的安全监管效果。
而且，现有的尾矿库监控、管理平台（系统）主要是侧重于对尾矿库基本信息的管理或尾矿库运行状态的监控，大部分监控系统设计的功能均较为单一；不能实现在政府主管部门协调下的统一管理，无法实现政府行业主管部门、技术服务机构、企业之间的实时互动，无法保证尾矿库管理的及时性等。
本发明利用信息化手段，采用互联网和远程视频技术对尾矿库进行实时、动态和全方位监控及管理，是基于现代传感器技术、通讯技术、计算机技术、系统集成技术的尾矿库信息化安全监控专家系统。该系统可以在多种模式下运行：在线智能化专家管理模式、人机对话智能专家模式（无在线监测尾矿库）、智能处方专家模式等，可以实现政府机关管理部门、安全监管部门、技术服务机构及企业等相关部门对尾矿库进行统一协调管理，实现尾矿库安全监管工作的规范化、科学化、信息化、实时化，大幅度提高尾矿库管理工作的效率，降低管理成本及事故率。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有尾矿库监控系统不能实现在政府主管部门协调下的统一管理，无法实现政府行业主管部门、技术服务机构、企业之间的实时互动，无法保证尾矿库管理的及时性等问题，而提供一种安全监控尾矿库的信息化智能管理专家系统。
为实现本发明的上述目的，本发明种安全监控尾矿库的信息化智能管理专家系统采用以下技术方案：
1）尾矿库在线监测设施专项设计：针对不同尾矿库所在位置的具体气象、水文地质条件、尾矿的特征、库容和安全等级，确定尾矿库自动化监测设施设计方案，设计位移、浸润线监测设备的传感器和视频监控设备的合理个数和安装部位；
2）尾矿库在线监测设备安装：在尾矿库A至尾矿库N中安装位移、浸润线监测设备和视频监控设备，将采集的数据经企业终端储存转换，并通过internet自动传输到省级信息中心服务器；
3）尾矿库在线管理软件开发：系统管理软件包括以下管理模块：①尾矿库基本信息模块，②在线监测数据管理模块，③人机对话智能专家系统模块，④智能专家处方支撑功能模块，⑤尾矿库统计分析模块，⑥尾矿库隐患排查整治管理模块，⑦尾矿库应急救援系统模块，⑧尾矿库运行状态显示模块；
4）尾矿库管理部门在线监管：建立省级监管终端、市级监管终端、县级监管终端、专家终端，省级监管终端、市级监管终端、县级监管终端通过internet全时监控尾矿库运行状态，在需要帮助时专家终端通过系统实时诊断并开具处方；
5）软件系统权限分类：该软件系统共分为省厅（局）、地市、区县、企业、尾矿库和专家六类角色，用户的权限基于角色分配。
所述的尾矿库在线管理软件开发采用分层分布的架构，硬件及软件系统均采用模块化、开放式结构设计，系统内部的通讯完全采用数字信号的传输。系统的关键技术方案通过以下几个软件模块来实现，各管理模块的技术方案、功能为：
①尾矿库基本信息模块：用于尾矿库基本信息的管理，对于尾矿库的基本信息，实行分级管理，各负其责的责任制管理；
尾矿库基本信息如：企业名称、企业法人代表、安全许可证编号、安全管理负责人、联系人、联系电话、邮箱、地址等。
②在线监测数据管理模块：包括尾矿坝沉降及位移监测、浸润线监测、库水位监测、尾水水质监测、干滩长度监测、实时视频信息监测，以用于全时尾矿库的生产管理及位移、防洪安全管理，自动智能化给出判断值，给出安全警戒线；
③人机对话智能专家系统模块：采用人机对话模式，将采集的尾矿库基本参数迅速建模分析，给出安全稳定性初步判断值，提出尾矿库安全管理的建议值；
尾矿库基本参数为：坝体位移、浸润线埋深、干滩长度等关键参数。
④智能专家处方支撑功能模块：将尾矿库各种病害进行系统分析，对访问系统的使用单位提出的安全病害问题，先采用人机对话模式进行初步判断，再按照模糊数学计算方法进行分类，调用常见病害处置大数据库给出尾矿库安全管理的处方；在尾矿库出现险情发出报警的同时，提供实时的在线咨询服务；
⑤尾矿库统计分析模块：能够根据输入的检索关键词进行分类统计分析，便于各级管理部门使用；
检索关键词如：四等库、险库、马鞍山市等。
⑥尾矿库隐患排查整治管理模块：对监控系统、视频巡查或现场检查中发现的问题、隐患，可对问题及隐患排查、整治情况进行跟踪，并将各种情况记录在案；
⑦尾矿库应急救援系统模块：根据上载于系统的尾矿库应急救援预案，确定尾矿库失事后的主要风险及灾害因素，第一时间启动应急救援；
⑧尾矿库运行状态显示模块：将所有实现监控功能的尾矿库的运行状态显示于各终端，对于不同安全度的尾矿库，采用蓝、黄、橙、红四种不同的预警色显示，当出现险情时，能够采用声、光、电及短信自动报警。
本发明一种安全监控尾矿库的信息化管理专家系统通过以上关键软件模块的开发来实现以下效果：
（1）采用信息化技术对尾矿库进行动态监测、实时管理，能够大幅度地提高监管工作效率，降低管理成本，并且能够将尾矿库的管理工作由“事后整改治理”变为“事前预防控制”，实现尾矿库本质化安全。
（2）由政府主管部门主导，政府行业主管部门、技术服务机构、企业三位一体在线管理功能，具有高度集约化的特点，在管理系统投入运营以后，可以实现政府行业主管部门、技术服务机构、企业的“无缝衔接”；
（3）实现尾矿库安全监管工作的规范化、科学化、信息化、实时化，大幅度提高尾矿库管理工作的效率，能够及时发现安全隐患并采取合理有效的技术措施，及时将隐患消除在萌芽状态，降低管理成本及事故率；
（4）重要安全参数的自动化监控功能，系统实现了从数据采集、数据传输、数据存储与分析、到信息发布与报警的自动化功能，在万一发生安全事故时能够在第一时间启动应急救援预案，将事故损失降到最低。
（5）该系统在安徽省实施以后，通过主动管理，尾矿库的正常库所占的比例已由60%左右提高到90%以上，并大幅度地降低尾矿库的后期整治费用，具有很好的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明一种安全监控尾矿库的信息化智能管理专家系统示意图。
附图标记为：1-位移、浸润线监测设备；2-视频监控设备；3-企业终端；4-省级信息中心服务器；5-省级监管终端；6-市级监管终端；7-市级监管终端；8-专家终端。
具体实施方式
为进一步描述本发明，下面结合附图和实施例对本发明一种安全监控尾矿库的信息化智能管理专家系统作进一步详细说明。
由图1所示的本发明一种安全监控尾矿库的信息化智能管理专家系统结构联系示意图看出，其实施方式如下：
在尾矿库A至尾矿库N中安装位移、浸润线监测设备1和视频监控设备2，将采集的数据经企业终端3储存转换，并通过internet传输到省级信息中心服务器4，省级监管终端5、市级监管终端6、县级监管终端7将通过internet全时监控尾矿库运行状态，在需要帮助时，中及服务机构专家终端8通过系统实时诊断和开具处方。
该系统采用分层分布的架构，硬件及软件系统均采用模块化、开放式结构设计，以方便系统升级以及与其它系统的连接。
该系统管理软件主要包括以下管理模块：尾矿库基本信息模块、在线监测数据管理模块、人机对话智能专家系统模块、智能专家处方支撑功能模块、尾矿库统计分析模块、尾矿库隐患排查整治管理模块、尾矿库应急救援系统模块、尾矿库运行状态显示模块等。
Claims (3)
1.一种安全监控尾矿库的信息化智能管理专家系统，其特征在于采用以下技术方案：
1）尾矿库在线监测设施专项设计：针对不同尾矿库所在位置的具体气象、水文地质条件、尾矿的特征、库容和安全等级，确定尾矿库自动化监测设施设计方案，设计位移、浸润线监测设备（1）的传感器和视频监控设备（2）的合理个数和安装部位；
2）尾矿库在线监测设备安装：在尾矿库A至尾矿库N中安装位移、浸润线监测设备（1）和视频监控设备（2），将采集的数据经企业终端（3）储存转换，并通过internet自动传输到省级信息中心服务器（4）；
3）尾矿库在线管理软件开发：系统管理软件包括以下管理模块：①尾矿库基本信息模块，②在线监测数据管理模块，③人机对话智能专家系统模块，④智能专家处方支撑功能模块，⑤尾矿库统计分析模块，⑥尾矿库隐患排查整治管理模块，⑦尾矿库应急救援系统模块，⑧尾矿库运行状态显示模块；
4）尾矿库管理部门在线监管：建立省级监管终端（5）、市级监管终端（6）、县级监管终端（7）、专家终端（8），省级监管终端（5）、市级监管终端（6）、县级监管终端（7）通过internet全时监控尾矿库运行状态，在需要帮助时专家终端（8）通过系统实时诊断并开具处方；
5）软件系统权限分类：该软件系统共分为省厅（局）、地市、区县、企业、尾矿库和专家六类角色，用户的权限基于角色分配。
2.如权利要求1所述的一种安全监控尾矿库的信息化智能管理专家系统，其特征在于所述的管理模块的技术方案、功能为：
①尾矿库基本信息模块：用于尾矿库基本信息的管理，对于尾矿库的基本信息，实行分级管理，各负其责的责任制管理；
②在线监测数据管理模块：包括尾矿坝沉降及位移监测、浸润线监测、库水位监测、尾水水质监测、干滩长度监测、实时视频信息监测，以用于全时尾矿库的生产管理及位移、防洪安全管理，自动智能化给出判断值，给出安全警戒线；
③人机对话智能专家系统模块：采用人机对话模式，将采集的尾矿库基本参数迅速建模分析，给出安全稳定性初步判断值，提出尾矿库安全管理的建议值；
④智能专家处方支撑功能模块：将尾矿库各种病害进行系统分析，对访问系统的使用单位提出的安全病害问题，先采用人机对话模式进行初步判断，再按照模糊数学计算方法进行分类，调用常见病害处置大数据库给出尾矿库安全管理的处方；在尾矿库出现险情发出报警的同时，提供实时的在线咨询服务；
⑤尾矿库统计分析模块：能够根据各种检索条件进行统计分析，便于各级管理部门使用；
⑥尾矿库隐患排查整治管理模块：对监控系统、视频巡查或现场检查中发现的问题、隐患，可对问题及隐患排查、整治情况进行跟踪，并将各种情况记录在案；
⑦尾矿库应急救援系统模块：根据上载于系统的尾矿库应急救援预案，确定尾矿库失事后的主要风险及灾害因素，第一时间启动应急救援；
⑧尾矿库运行状态显示模块：将所有实现监控功能的尾矿库的运行状态显示于各终端，对于不同安全度的尾矿库，采用蓝、黄、橙、红四种不同的预警色显示，当出现险情时，能够采用声、光、电及短信自动报警。
3.如权利要求1或2所述的一种安全监控尾矿库的信息化智能管理专家系统，其特征在于：所述的尾矿库在线管理软件开发采用分层分布的架构，硬件及软件系统均采用模块化、开放式结构设计，系统内部的通讯完全采用数字信号的传输。
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