CN105373082A - 一种基于地理信息系统的矿山安全管理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于地理信息系统的矿山安全管理方法及装置。所述矿山安全管理方法，包括：采集矿山中安装的各个设备的上报数据；将上报数据分别与每种上报数据对应的预设门限值进行比较；当上报数据中的至少一者超过对应的预设门限值时，生成告警设备的告警信息；根据告警信息中携带的位置信息和获取的矿山中的人员分布情况，确定告警区域内的各个人员分布的位置点，进而根据地理信息系统维护的矿山地图信息，并依据各个位置点的分布情况，确定告警区域到安全出口的逃生路径；根据确定的逃生路径，对告警区域内的人员进行撤离提示。上述方案，建立了一套完整的安全监测、预警和逃生系统，降低了生产安全事故，减少了人员伤亡和财产损失。

Description

一种基于地理信息系统的矿山安全管理方法及装置

技术领域

本发明涉及矿山井下安全生产领域，特别涉及一种基于地理信息系统(GIS)的矿山安全管理方法及装置。

背景技术

随着煤矿生产新技术的不断推广应用和管理水平的不断提高，矿井生产及安全综合监控，已经不只是考虑加快生产过程中某一环节的速度和效率，而是将整个生产过程作为一个整体来考虑，形成安全生产过程的综合监控。

目前在煤矿生产领域涉及的设备种类、型号非常多，各个业务子系统都是处于相互独立的状态，各成体系，整体可靠性差，信息不能互通，信息资源共享和利用效率低下，很难从系统的角度对矿山自动化安全生产进行统一管理。目前的煤矿生产领域整体的数字化水平较低，且设备类型非常多，资源共享和利用率低下，存在严重的“信息孤岛”。

在煤矿生产中每年发生的矿难事故次数很多，给生产企业和员工的生命财产造成重大的伤害，国家相关安检部门对矿山生产安全的关注度也越来越高，已经多次对此类问题发布条文法令来加强政策管理力度。尽管如此，煤矿数字化目前普遍的只能做到生产设备的数据监测，在生产安全方面还没有较大的突破。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于地理信息系统的矿山安全管理方法及装置，用以解决目前的煤矿生产领域整体的数字化水平较低，且设备类型非常多，资源共享和利用率低下，存在严重的“信息孤岛”的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种基于地理信息系统的矿山安全管理方法，包括：

采集矿山中安装的各个设备的上报数据，所述上报数据包括：设备自身的运行状态数据和/或设备采集的相关环境数据；

将所述上报数据分别与每种上报数据对应的预设门限值进行比较；

当所述上报数据中的至少一者超过对应的预设门限值时，生成告警设备的告警信息，所述告警设备为超过预设门限值的所述上报数据对应的设备，所述告警信息包含告警设备在所述地理信息系统中的位置信息以及告警覆盖的告警区域；

根据所述告警信息中携带的位置信息和获取的矿山中的人员分布情况，确定所述告警区域内的各个人员分布的位置点，进而根据地理信息系统维护的矿山地图信息，并依据各个位置点的分布情况，确定所述告警区域到安全出口的逃生路径；

根据确定的所述逃生路径，对所述告警区域内的人员进行撤离提示。

进一步地，所述根据显示的所述逃生路径，对所述告警区域内的人员进行撤离提示具体为：

获取所述告警区域内的人员分布清单；

根据确定的所述逃生路径，对所述分布清单上的人员进行撤离提示。

进一步地，所述矿山安全管理方法，还包括：

根据所述告警信息显示所述告警设备的位置以及告警覆盖的告警区域。

进一步地，在所述根据确定的所述逃生路径，对所述告警区域内的人员进行撤离提示的步骤之前还包括：

根据所述告警信息获取由视频监控装置采集的所述告警区域内的视频信息并显示。

进一步地，所述矿山安全管理方法，还包括：

根据所述告警信息获取告警区域内的人员分布信息并进行显示。

进一步地，所述人员分布信息由人员定位装置进行实时采集得到。

本发明实施例提供一种基于地理信息系统的矿山安全管理装置，包括：

数据采集模块，用于采集矿山中安装的各个设备的上报数据，所述上报数据包括：设备自身的运行状态数据和/或设备采集的相关环境数据；

比较模块，用于将所述上报数据分别与每种上报数据对应的预设门限值进行比较；

告警生成模块，当所述上报数据中的至少一者超过对应的预设门限值时，生成告警设备的告警信息，所述告警设备为超过预设门限值的所述上报数据对应的设备，所述告警信息包含告警设备在所述地理信息系统中的位置信息以及告警覆盖的告警区域；

路径确定模块，用于根据所述告警信息中携带的位置信息和获取的矿山中的人员分布情况，确定所述告警区域内的各个人员分布的位置点，进而根据地理信息系统维护的矿山地图信息，并依据各个位置点的分布情况，确定所述告警区域到安全出口的逃生路径；

提示模块，用于根据确定的所述逃生路径，对所述告警区域内的人员进行撤离提示。

进一步地，所述提示模块包括：

获取单元，用于获取所述告警区域内的人员分布清单；

提示单元，用于根据确定的所述逃生路径，对所述分布清单上的人员进行撤离提示。

进一步地，所述矿山安全管理装置，还包括：

第一显示模块，用于根据所述告警信息显示所述告警设备的位置以及告警覆盖的告警区域。

进一步地，所述矿山安全管理装置，还包括：

第二显示模块，用于根据所述告警信息获取由视频监控装置采集的所述告警区域内的视频信息并显示。

进一步地，所述矿山安全管理装置，还包括：

第三显示模块，用于根据所述告警信息获取告警区域内的人员分布信息并进行显示。

本发明的有益效果是：

上述方案，通过采集各个设备的上报数据，在所述上报数据中的任意一数据超过规定的预设门限时，便生成相应设备的告警信息，然后依据得到的告警信息生成告警区域到安全出口的最佳逃生路径，在告警表明危险发生时，依据所述最佳逃生路径，指挥矿井下告警区域内的人员进行撤离，通过此种方法，建立了一套完整的安全监测、预警和逃生系统，降低了生产安全事故，减少了人员伤亡和财产损失。

附图说明

图1表示本发明实施例的所述矿山安全管理方法的总体流程图；

图2表示本发明实施例的所述矿山安全管理装置的模块示意图；

图3表示本发明实施例一的矿山安全管理系统架构图。

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，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。

本发明针对现有的煤矿生产领域整体的数字化水平较低，且设备类型非常多，资源共享和利用率低下，存在严重的“信息孤岛”的问题，提供一种基于地理信息系统的矿山安全管理方法及装置。

如图1所示，本发明实施例的所述矿山安全管理方法，包括：

步骤10，采集矿山中安装的各个设备的上报数据；

应当说明的是，所述上报数据包括：设备自身的运行状态数据和/或设备采集的相关环境数据；

步骤20，将所述上报数据分别与每种上报数据对应的预设门限值进行比较；

步骤30，当所述上报数据中的至少一者超过对应的预设门限值时，生成告警设备的告警信息；

应当说明的是，所述告警设备为超过预设门限值的所述上报数据对应的设备，所述告警信息包含告警设备在所述地理信息系统中的位置信息以及告警覆盖的告警区域；

步骤40，根据所述告警信息中携带的位置信息和获取的矿山中的人员分布情况，确定所述告警区域内的各个人员分布的位置点，进而根据地理信息系统维护的矿山地图信息，并依据各个位置点的分布情况，确定所述告警区域到安全出口的逃生路径；

步骤50，根据确定的所述逃生路径，对所述告警区域内的人员进行撤离提示。

应当说明的是，所述逃生路径为在告警范围内某一起点到安全出口的路径，此路径能满足告警范围内的人员在最短的时间内到达安全出口，此路径可以为多条。

本发明上述方案，通过采集各个设备的上报数据，在所述上报数据中的任意一数据超过规定的预设门限时，便生成相应设备的告警信息，然后依据得到的告警信息生成告警区域到安全出口的最佳逃生路径，在告警表明危险发生时，依据所述最佳逃生路径，指挥矿井下告警区域内的人员进行撤离，通过此种方法，建立了一套完整的安全监测、预警和逃生系统协助矿山的安全管理人员进行安全管理，降低了生产安全事故，减少了人员伤亡和财产损失。

应当说明的是，为了清楚的知道告警发生的区域与范围，所述矿山安全管理方法，还包括：

根据所述告警信息在GIS监控图上显示所述告警设备的位置以及告警覆盖的告警区域。

为了防止有误报警的情况产生，在步骤50之前，还包括：根据所述告警信息获取由视频监控装置采集的所述告警区域内的视频信息并显示。

通过视频信息辅助判断危险的发生情况，避免了误报警而造成人员的时间与精力的浪费。

应当说明的是，所述GIS监控图上实时显示告警区域内的人员分布信息，所述人员分布信息由人员定位装置进行实时采集得到。

具体地，所述步骤50具体为：

步骤51，获取地理信息系统中所述告警区域内的人员分布清单；

步骤52，根据确定的所述逃生路径，对所述分布清单上的人员进行撤离提示。

通过获取告警区域的人员清单，并结合GIS监控图上实时显示告警区域内的人员分布信息，在确定危险无法避免时，对告警区域内没有进行撤离的人员进行撤离提示，此种方式，能最大可能的保证在危险发生前，告警区域内无滞留人员，最大可能的保证了人员的安全。

如图2所示，本发明实施例提供一种基于地理信息系统的矿山安全管理装置，包括：

数据采集模块1，用于采集矿山中安装的各个设备的上报数据，所述上报数据包括：设备自身的运行状态数据和/或设备采集的相关环境数据；

比较模块2，用于将所述上报数据分别与每种上报数据对应的预设门限值进行比较；

告警生成模块3，当所述上报数据中的至少一者超过对应的预设门限值时，生成告警设备的告警信息，所述告警设备为超过预设门限值的所述上报数据对应的设备，所述告警信息包含告警设备在所述地理信息系统中的位置信息以及告警覆盖的告警区域；

路径确定模块4，用于根据所述告警信息中携带的位置信息和获取的矿山中的人员分布情况，确定所述告警区域内的各个人员分布的位置点，进而根据地理信息系统维护的矿山地图信息，并依据各个位置点的分布情况，确定所述告警区域到安全出口的逃生路径；

提示模块5，用于根据确定的所述逃生路径，对所述告警区域内的人员进行撤离提示。

具体地，所述提示模块5包括：

获取单元51，用于获取地理信息系统中所述告警区域内的人员分布清单；

提示单元52，用于根据确定的所述逃生路径，对所述分布清单上的人员进行撤离提示。

具体地，所述矿山安全管理装置，还包括：

第一显示模块，用于根据所述告警信息显示所述告警设备的位置以及告警覆盖的告警区域。

具体地，所述矿山安全管理装置，还包括：

第二显示模块，用于根据所述告警信息获取由视频监控装置采集的所述告警区域内的视频信息并显示。

具体地，所述矿山安全管理装置，还包括：

第三显示模块，用于根据所述告警信息获取告警区域内的人员分布信息并进行显示。

需要说明的是，该装置实施例是与上述方法对应的装置，上述方法的所有实现方式均适用于该装置实施例中，也能达到与上述方法相同的技术效果。

下面以具体的实施例对本发明进行详细的说明。

如图3所示，基于地理信息系统的矿山安全管理系统包括以下模块：

人员定位系统：实时定位所有井下人员的位置信息，以便于在危险发生时，能够确定危险区域内的人员清单；

通信系统：在井下部署一套小型无线通信系统，以便于实时与井下人员保持联系；

视频监控系统：作为一种辅助手段，在井下部署多点监控摄像头，以便于指挥人员实时查看井下情况，更准确地下达命令；

数据采集系统：采集矿山中安装的各个设备上报的设备自身的运行状态数据和/或设备采集的相关环境数据，如风机、电器仪表上报的自身的运行状态数据，温度传感器、瓦斯传感器、顶板压力传感器上报的采集到的周围环境数据；

逃生路径计算器：自动计算出各个区域到安全出口的逃生路径(所述逃生路径的计算为本领域技术人员所熟知的，在此不再进行详细说明)，这应当说明的是，所述逃生路径根据计算可能包含多条；

三维GIS引擎：展示整个矿区的三维结构；

告警引擎：当采集到的监测数据超过门限范围时，自动触发告警，用以警示安全监测人员。

上述实施例，利用人员定位系统、通信系统、视频监控系统、数据采集系统、逃生路径计算器、三维GIS引擎和告警引擎，可以建立一套完整的安全监测、预警和逃生体系，对于降低生产安全事故的人员、财产损失有着重大意义。

上述系统在使用之前，首先要进行系统配置，即把每个自动化设备的GIS位置信息都记录下来，同时，定义各个自动化设备上报的数据门限。

数据采集适配层需要对于不同生产设备的上报数据上报开发适配器，适配器需要实现的功能：将生产设备上报数据经由适配器统一转换成标准消息体。

上述方案的具体实现流程为：数据采集系统实时采集设备上报的数据，并对比相应的数据门限，告警引擎在对比结果表明当某一数据超出门限时触发告警，此时，GIS监控图上立即显示告警发生的中心位置，并以红色圆形表示此告警覆盖的范围；GIS引擎根据告警引擎的信息定时请求人员定位系统，人员定位系统统计出当前各区域的人员清单并返回给GIS引擎，GIS引擎将各区域人员分布显示在界面上。当发生告警时，GIS引擎立即调用逃生路径计算器，获取各个有人员分布的区域到安全出口的最佳逃生路径；GIS引擎发送请求至视频监控系统，所述视频监控系统根据请求中的事故发生地GIS信息获取事故发生地附近一定范围内的摄像头列表，并返回给GIS引擎，GIS引擎将获取到的摄像头显示在GIS界面上，调度员可以打开任何一个摄像头查看实时视频，辅助判断事故的情况；当判断得到需要通知人员撤离时，可以在GIS监控图调用通讯系统通知受事故影响区域的人员按照所述最佳逃生路径撤离，同时GIS监控图上可以实时观测到人员撤离情况，便于调度员实施远程指挥，若调度员根据观察发现，有人员未按时撤离，可以点击告警位置，弹出该区域内的人员清单，可以通过通信系统，发起单个呼叫或者群呼，指挥井下人员按照逃生路径，进行撤退。

通过数字化手段，自动监测各种设备、环境安全情况，当危险发生时能够自动产生预警，基于GIS系统，能够快速定位到危险发生的地点，同时可以调度危险发生地点附近的视频，并且计算出合适的逃生路径，通过通信系统为指挥调度提供参考，节约时间，降低人员和财产损失。

本发明根据数据采集系统采集到的生产设备和环境数据，通过门限值判断，产生告警之后，通过三维GIS系统，调度出危险发生地点附近的相关视频，协助指挥人员迅速判断和排除险情；同时，计算出逃生路径，为人员安全撤离快速、及时地提供参考，为矿山生产安全提供了有效的保障。

以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种基于地理信息系统的矿山安全管理方法，其特征在于，包括：

采集矿山中安装的各个设备的上报数据，所述上报数据包括：设备自身的运行状态数据和/或设备采集的相关环境数据；

将所述上报数据分别与每种上报数据对应的预设门限值进行比较；

当所述上报数据中的至少一者超过对应的预设门限值时，生成告警设备的告警信息，所述告警设备为超过预设门限值的所述上报数据对应的设备，所述告警信息包含告警设备在所述地理信息系统中的位置信息以及告警覆盖的告警区域；

根据所述告警信息中携带的位置信息和获取的矿山中的人员分布情况，确定所述告警区域内的各个人员分布的位置点，进而根据地理信息系统维护的矿山地图信息，并依据各个位置点的分布情况，确定所述告警区域到安全出口的逃生路径；

根据确定的所述逃生路径，对所述告警区域内的人员进行撤离提示。

2.根据权利要求1所述的矿山安全管理方法，其特征在于，所述根据显示的所述逃生路径，对所述告警区域内的人员进行撤离提示具体为：

获取所述告警区域内的人员分布清单；

根据确定的所述逃生路径，对所述分布清单上的人员进行撤离提示。

3.根据权利要求1所述的矿山安全管理方法，其特征在于，还包括：

根据所述告警信息显示所述告警设备的位置以及告警覆盖的告警区域。

4.根据权利要求1所述的矿山安全管理方法，其特征在于，在所述根据确定的所述逃生路径，对所述告警区域内的人员进行撤离提示的步骤之前还包括：根据所述告警信息获取由视频监控装置采集的所述告警区域内的视频信息并显示。

5.根据权利要求1所述的矿山安全管理方法，其特征在于，还包括：

根据所述告警信息获取告警区域内的人员分布信息并进行显示。

6.根据权利要求5所述的矿山安全管理方法，其特征在于，所述人员分布信息由人员定位装置进行实时采集得到。

7.一种基于地理信息系统的矿山安全管理装置，其特征在于，包括：

数据采集模块，用于采集矿山中安装的各个设备的上报数据，所述上报数据包括：设备自身的运行状态数据和/或设备采集的相关环境数据；

比较模块，用于将所述上报数据分别与每种上报数据对应的预设门限值进行比较；

告警生成模块，当所述上报数据中的至少一者超过对应的预设门限值时，生成告警设备的告警信息，所述告警设备为超过预设门限值的所述上报数据对应的设备，所述告警信息包含告警设备在所述地理信息系统中的位置信息以及告警覆盖的告警区域；

路径确定模块，用于根据所述告警信息中携带的位置信息和获取的矿山中的人员分布情况，确定所述告警区域内的各个人员分布的位置点，进而根据地理信息系统维护的矿山地图信息，并依据各个位置点的分布情况，确定所述告警区域到安全出口的逃生路径；

提示模块，用于根据确定的所述逃生路径，对所述告警区域内的人员进行撤离提示。

8.根据权利要求7所述的矿山安全管理装置，其特征在于，所述提示模块包括：

获取单元，用于获取所述告警区域内的人员分布清单；

提示单元，用于根据确定的所述逃生路径，对所述分布清单上的人员进行撤离提示。

9.根据权利要求7所述的矿山安全管理装置，其特征在于，还包括：

第一显示模块，用于根据所述告警信息显示所述告警设备的位置以及告警覆盖的告警区域。

10.根据权利要求7所述的矿山安全管理装置，其特征在于，还包括：

第二显示模块，用于根据所述告警信息获取由视频监控装置采集的所述告警区域内的视频信息并显示。

11.根据权利要求7所述的矿山安全管理装置，其特征在于，还包括：

第三显示模块，用于根据所述告警信息获取告警区域内的人员分布信息并进行显示。