CN111335950B - 一种区域煤矿瓦斯灾害风险预警数据采集系统及采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种区域煤矿瓦斯灾害风险预警数据采集系统及采集方法，属于煤矿安全监管监察风险预警技术领域。该系统及方法首先通过研发的采集接口程序调用风险预警数据采集Web服务，实现给定区域及区域内所有煤矿风险预警相关数据的自动采集及上传；然后根据研究的信息预处理算法，对获得的区域煤矿安全基础信息进行过滤、清洗、整理、配准和归类，形成区域煤矿瓦斯灾害风险预警信息；最后通过区域煤矿瓦斯灾害风险预警数据采集管控平台，定制信息采样和传输规则，自动从区域煤矿瓦斯灾害风险预警采集数据库中提取对应数据，并传输给区域煤矿瓦斯灾害风险预警信息数据库，实现区域煤矿瓦斯灾害风险预警所需信息的全面、有效、及时采集和存储。

Description

一种区域煤矿瓦斯灾害风险预警数据采集系统及采集方法

技术领域

本发明属于煤矿安全监管监察风险预警技术领域，涉及一种区域煤矿瓦斯灾害风险预警数据采集系统及采集方法。

背景技术

煤矿瓦斯灾害影响因素众多，防治难度较大，是影响我国煤与瓦斯突出矿井及高瓦斯矿井安全生产的最主要威胁之一。国家及地方各级煤矿安全监管监察部门持续加大力度对辖区内煤矿进行定期或专项安全执法检查，在安全执行检查过程中，执法人员需要一整套技术装备及系统支撑才能高效、精准地完成安全执法检查任务。近年来，随着煤矿安全执法装备及技术的快速发展，监管监察执法人员工作所需硬件装备已大量投入应用，但在执法检查工作安排及执法对象重点筛查方面，当前尚未有技术先进、比较成熟的装备系统投入正式应用。如果快速、准确地筛选区域内某些煤矿作为执法检查重点煤矿、确定瓦斯安全执法检查工作重点，很大程度上决定了监管监察执法检查工作效率。

同时，随着全国煤矿经济形势好转，煤矿自身安全资金投入有了比较稳定的来源，特别是在各级各类煤矿安全生产预防与应急专项资金支持下，服务于单个煤矿的瓦斯灾害监控预警系统已陆续建设并投入应用，大幅度提高了煤矿瓦斯灾害防控与风险预警能力；但面向煤矿企业及矿业集团公司、各级煤矿安全监管监察部门的区域煤矿瓦斯灾害风险预警系统及技术尚不成熟，少有成功应用案例。

针对各级煤矿安全监管监察部门持续加大监管监察力度，而辖区内各煤矿在瓦斯灾害监控预警方面已具备较好技术基础等现实问题，研究面向整个区域的煤矿瓦斯灾害风险预警技术及系统，为各级煤矿安全监管监察部门提供快速精准的执法检查辅助决策系统工具，为煤矿企业及矿业集团公司提供内部瓦斯灾害风险预警与自查系统工具，已经成为现阶段煤矿安全监管监察技术领域的研究热点之一。

面向区域的煤矿瓦斯灾害风险预警以区域内外所有影响因素信息的有效获取为前提，区域煤矿瓦斯灾害风险预警建立在区域内外煤矿安全影响影响因素信息的有效采集基础之上。首先，区域煤矿瓦斯灾害风险预警的影响因素众多、数据来源广泛、数据体量大，不仅包括区域内各煤矿的监测监控系统实时数据，煤矿已有瓦斯灾害监控预警结果及指标数据，还包括区域内各煤矿所处自然环境、生产系统、瓦斯防治等煤矿固有影响因素信息，甚至还包括区域外部的国家宏观经济环境影响因素、区域内外煤矿瓦斯灾害事故影响因素、全国及区域所处地理位置的煤矿安全监管监察部门政策法规发布力度、执法检查强度等影响因素信息。其次，上述影响因素的数据结构多样，既有结构化存储的数字、文本、也有非格式化存储的网页、图像、声音等。再次，上述影响因素的时间、空间维度、属性各不相同，从空间维度来说，既有来源于区域内各个煤矿的明细数据，也有区域所处各级煤矿安全监管监察部门的汇总数据，还有来源于全国宏观经济及全国煤矿安全态势的统计数据；从时间维度来说，既有以秒、分钟存储的煤矿安全监测监控实时数据，也有以班或天存储的检测、观测数据，还有以旬、月存储的统计数据。综上所述，区域煤矿瓦斯灾害风险的影响因素信息具有多源、海量、异构、多维等特征，全面、准确、及时采集，有效存储面临众多技术问题，如信息采集不全面，仅仅关注区域内具体煤矿的信息而忽略了区域外部的影响因素信息；主要采集结构化数据，很少采集网页、视屏、音频等半结构化或非结构化数制，信息采集模式单一，信息采集维度固化；缺少有效的数据预处理方法，导致信息的准确性不高，集成度低，可利用性差。这些问题严重影响了区域煤矿瓦斯灾害风险预警的实时性和准确性，因此急需一种更加先进的风险预警数据采集方法，尽可能实现风险预警信息的全面、准确、及时采集和有效存储，为区域煤矿瓦斯灾害风险预警提供可靠的信息资源。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种区域煤矿瓦斯灾害风险预警数据采集系统及采集方法。该系统和方法首先利用煤矿安全监控网、办公局域网、互联网，研发煤矿监测监控数据采集接口程序、煤矿瓦斯灾害监控预警数据采集接口程序、宏观安全态势数据抓取接口程序、煤矿安全基础数据录入接口程序，调用研发的风险预警数据采集Web服务，实现给定区域及区域内所有煤矿的基础安全信息有效采集及传输；然后根据研究的信息预处理算法，对获得的区域煤矿安全基础信息进行过滤、清洗、整理、配准和归类，形成区域煤矿瓦斯灾害风险预警信息；最后通过研发的风险预警数据采集管控平台，定制信息采样和传输规则，自动从风险预警采集数据库中提取对应数据，并传输给风险预警信息数据库，实现区域煤矿瓦斯灾害风险预警所需信息的全面、有效、及时采集和有效存储。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一方面，本发明提供一种区域煤矿瓦斯灾害风险预警数据采集系统，包括风险预警数据采集服务器、风险预警数据采集管控平台、监测监控数据采集接口程序、监控预警数据采集接口程序、安全基础数据录入接口程序、宏观安全态势数据抓取接口程序；

部署于煤矿安全监控网内部的监测监控数据采集接口程序，以及部署于煤矿办公局域网内的监控预警数据采集接口程序，通过互联网与风险预警数据采集服务器相连，风险预警数据采集服务器与风险预警数据采集管控平台相连；安全基础数据录入接口程序通过互联网与风险预警数据采集服务器相连；宏观安全态势数据抓取接口程序，通过互联网与国家统计局网站、国家及所在区域煤矿安全监管部门网站相连，并通过互联网与风险预警数据采集服务器相相连；风险预警数据采集服务器通过互联网与风险预警信息数据库相连；

所述风险预警数据采集服务器，用于接收来至各类数据上传客户端的调用，保存至瓦斯灾害风险采集数据库，运行风险预警信息预处理程序，与互联网连接；包括风险预警数据采集Web服务、风险预警采集数据库、风险预警数据预处理程序和风险预警信息数据库；

所述风险预警数据采集Web服务用于接受监测监控数据采集接口程序、监控预警数据采集接口程序、宏观安全态势数据抓取接口程序、安全基础数据录入接口程序的上传请求；

所述风险预警采集数据库，用于存储风险预警数据采集Web服务所上传的区域煤矿安全基础信息，以及数据采集、数据预处理及数据传输规则；

所述风险预警数据预处理程序，用于根据数据预处理规则及传输规则将风险预警采集数据库的数据处理后传输到风险预警信息数据库；所述风险预警信息数据库用于存储区域内所有煤矿的监测监控信息、监控预警信息、安全基础信息及宏观安全态势信息；在风险预警数据采集管控平台的定时服务模块调度下，根据风险预警数据采集管控平台定制的预处理规则及预处理算法，对风险预警采集数据库中的安全监测监控数据、瓦斯灾害监控预警数据、煤矿安全基础数据、宏观安全态势影响因素信息进行过滤、清洗、整理、配准和归类，定时传输到风险预警信息数据库，或通过风险预警数据采集管控平台以表格或图表方式展示；

所述风险预警数据采集管控平台，用于对数据采集规则、数据预处理规则、数据传输规则进行管理维护，监控风险预警数据采集系统系统运行状态、展示所采集的风险预警数据，并向风险预警信息数据库传输预警分析所需的所有信息；

所述监测监控数据采集接口程序，用于定时读取煤矿监测监控系统的实时监测数据、状态数据和异常数据，并通过安全监控网将其上传至风险预警数据采集服务器中的风险预警采集数据库中；

所述监控预警数据采集接口程序，用于定时读取煤矿瓦斯灾害监控预警系统实时产生的预警结果信息及预警依据指标数据，并通过煤矿办公局域网上传至风险预警数据采集服务器中的风险预警采集数据库中；

所述安全基础数据录入接口程序，用于提供用户录入界面，定期录入区域内各煤矿自然影响因素、生产系统影响因素、瓦斯防治影响因素等区域煤矿安全基础信息，并通过互联网上传至风险预警数据采集服务器中的风险预警采集数据库中；

所述宏观安全态势数据抓取接口程序，用于定时从国家统计局、所在区域煤矿安全监管部门网站上抓取全国主要经济指标、煤炭及替代能源供需关系、区域煤矿瓦斯灾害事故等统计数据，以及国家和所在区域煤矿安全监管监察政策法规发布及执法检查数据，形成宏观安全态势影响因素信息，并通过互联网上传至风险预警数据采集服务器中的风险预警采集数据库中。

进一步，所述区域煤矿瓦斯灾害风险预警数据，包括区域内所有煤矿监测监控系统实时及异常数据、所有煤矿瓦斯灾害监控预警结果信息及预警依据指标数据、区域内所有煤矿固有安全基础数据、宏观安全态势影响因素信息；所述煤矿监测监控数据，包括监测监控实时监测数据、监测监控系统运行状态数据、传感器超限报警断电等异常数据；所述煤矿瓦斯灾害监控预警结果信息及预警依据指标数据，包括煤矿及采掘工作面瓦斯灾害监控预警日期班次、预警等级、预警原因、预警依据指标；所述区域内所有煤矿固有安全基础数据，包括煤矿所处自然环境影响因素、煤矿生产系统影响因素、煤矿瓦斯防治影响因素等；所述宏观安全态势影响因素信息，包括全国宏观经济统计指标、煤炭及替代能源供需关系数据、区域内外煤矿瓦斯灾害事故数据、国家及各级煤矿安全监管监察部门政策法规发布力度及执法检查强度等影响因素信息。

进一步，所述监测监控数据采集接口程序包括：

监测监控实时数据采集模块，用于定时采集影响瓦斯灾害的瓦斯浓度、风速、抽采浓度、抽采负压等传感器的监测实时值，并通过安全监控网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

监测监控运行状态采集模块，用于定时采集安全监测监控系统运行状态数据，如正常、通信中断等，并通过安全监控网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

传感器异常数据采集模块，用于定时采集监测监控系统传感器包括报警、超限、断电、断线的多种异常数据，并通过安全监控网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库。

进一步，所述监控预警数据采集接口程序包括：

瓦斯灾害监控预警结果信息采集模块，用于定时采集煤矿瓦斯灾害监控预警系统生成的预警结果信息，包括煤矿瓦斯监控预警日期班次、预警等级、预警原因，采掘工作面预警日期班次、预警等级、预警原因，并通过办公局域网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

瓦斯灾害监控预警指标数据采集模块，用于定时采集煤矿瓦斯灾害监控预警系统所保存的、用于支撑预警结果的依据指标数据，包括反映采掘工作面客观危险性的瓦斯地质环境、采掘应力集中、防突日常预测、防突措施缺陷的相关指标，以及反映管理措施缺陷及人的不安全行为的相关指标数据，并通过办公局域网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库。

进一步，所述安全基础数据录入接口程序包括：

煤矿自然环境影响因素数据录入模块，用于录入煤矿所处自然环境影响因素数据，包括煤层最大瓦斯含量、煤层最大瓦斯压力、矿井最大开采深度、矿井地质构造复杂程度、矿井突出煤层稳定程度、矿井突出煤层最大厚度变化率数据，并通过互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

煤矿生产系统影响因素数据录入模块，用于录入煤矿生产系统固有的、可能对瓦斯灾害产生影响的影响因素数据，包括矿井“四量”是否合规、采掘部署是否合规、采掘机械化水平、采掘工作面数量及变化率、高风险采掘工程数量变化率、通风系统能力变化率、通风系统重大隐患数量变化率数据，并通过互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

煤矿瓦斯防治影响因素数据录入模块，用于录入不能直接从煤矿监测监控系统或监控预警系统自动采集、但对瓦斯灾害防治可能有影响的技术类或管理类风险影响信息，包括矿井瓦斯抽采浓度变化率、防突工作面抽采达标率、采掘工作面作业进度变化率、一通三防安全隐患数量变化率、人员违章次数变化率数据，并通过互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库。

进一步，宏观安全态势数据抓取接口程序包括：

宏观经济环境影响数据抓取模块，用于定期从国家统计局网站上抓取全国主要经济指标、煤炭及替代能源供需关系的月度统计数据，包括工业生产者购进价格指数、制造业采购经理指标、工业生产者出厂价格指数、原煤产量、原油及天然气产量、中国煤炭价格指数数据，并通过互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

监管监察政策法规发布力度及执法检查强度数据抓取模块，用于定期从国家煤矿安全监察局、区域所在的地方煤矿安全监管监察部门网站上抓取涉及煤矿安全相关的政策法规发布信息、全国或所在区域煤矿监管监察部门例行或专项执行检查计划信息，并通过互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

全国煤矿瓦斯灾害事故数据抓取模块，用于定期从国家煤矿安全监察局、全国各地煤矿安全监管监察部门网站抓取事故通报、事故调查报告信息，从中提取事故发生煤矿、发生时间、事故地点、事故类型、事故等级、事故原因、伤亡人数属性，并通过互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库。

进一步，风险预警数据采集管控平台，包括：

规则管理维护模块，用于管理、维护可控制数据采集规则，进而控制各类数据采集行为、数据预处理行为和数据传输行为；

过程状态监控模块，以表格或图表方式展示各类数据采集接口程序、数据预处理程序、信息传输模块运行参数，便于运维管理人员掌握系统运行状态；

预警信息传输模块，用于将经预处理程序处理后的、供风险预警系统使用的信息，定时传输至风险预警信息数据库；

预警信息展示模块，用于展示经预处理程序处理后的信息，便于运维管理人员了解、评估数据质量。

本发明还提供了一种区域煤矿瓦斯灾害风险预警数据采集方法，包括以下步骤：

S1：区域内所有煤矿监测监控实时数据及异常数据、瓦斯灾害监控预警结果信息及预警依据指标数据通过研发的监测监控数据采集接口程序、监测预警数据采集接口程序，借助所在煤矿安全监控网或办公局域网连接互联网，调用风险预警数据采集服务器上的风险预警数据采集Web服务，定时将其上传至风险预警采集数据库；

S2：煤矿安全基础数据通过研发的安全基础数据录入接口程序，由运维管理人员通过互联网终端定期录入，调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

S3：宏观安全态势数据通过研发的宏观安全态势数据抓取程序，定期国家统计局网站、所在区域煤矿安全监管监察部门网站抓取全国主要经济指标、煤炭及替代能源供需关系、区域煤矿瓦斯灾害事故统计数据，以及国家和所在区域煤矿安全监管监察政策法规发布数据，调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

S4：区域煤矿瓦斯灾害风险预警信息预处理程序在风险预警数据采集管控平台调度下，根据定制的预处理规则及预处理算法，对风险预警采集数据库中的监测监控数据、监控预警数据、煤矿安全基础数据、宏观安全态势影响因素信息进行过滤、清洗、整理、配准和归类，定时传输至区域煤矿瓦斯灾害风险预警数据库，或通过风险预警数据采集管控平台以表格或图表方式展示。

进一步，步骤S1具体包括：

S11：监测监控数据采集接口程序定时读取监测监控系统的风流瓦斯浓度和风数传感器的实时监测数据、监测监控系统及分站运行状态、传感器监测异常数据，并通过煤矿安全监控网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

S12：监控预警数据采集接口程序定时读取煤矿瓦斯灾害监控预警系统实时生成的预警结果信息及预警依据指标数据，并通过煤矿办公局域网上传至风险预警数据采集服务器中的风险预警采集数据库中。

进一步，步骤S2具体包括：

S21：煤矿自然环境影响因素信息由运维管理人员定期通过研发的自然环境影响因素信息录入模块录入采集，借助互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

S22：煤矿生产系统影响因素信息由运维管理人员定期通过研发的生产系统影响因素录入模块录入采集，借助互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

S23：煤矿瓦斯防治影响因素信息由运维管理人员定期通过研发的瓦斯防治影响因素录入模块录入采集，借助互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库。

进一步，步骤S3具体包括：

S31：宏观经济环境影响数据通过研发的宏观安全态势数据抓取接口程序，定期从国家统计局网站上抓取全国主要经济指标、煤炭及替代能源供需关系的月度统计数据，包括工业生产者购进价格指数、制造业采购经理指标、工业生产者出厂价格指数、原煤产量、原油及天然气产量、中国煤炭价格指数数据，并通过互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

S32：监管监察政策法规发布力度及执法检查强度信息通过研发的宏观安全态势数据抓取接口程序，定期从国家煤矿安全监察局、区域所在的地方煤矿安全监管监察部门网站上抓取涉及煤矿安全相关的政策法规发布信息、全国或所在区域煤矿监管监察部门例行或专项执行检查计划信息，并通过互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

S33：全国煤矿瓦斯灾害事故数据通过研发的宏观安全态势数据抓取接口程序，定期从国家煤矿安全监察局、全国各地煤矿安全监管监察部门网站抓取事故通报、事故调查报告信息，从中提取事故发生煤矿、发生时间、事故地点、事故类型、事故等级、事故原因、伤亡人数属性，并通过互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库。

进一步，步骤S4具体包括：

S41：预警系统管理员通过风险预警数据采集管控平台的规则管理定制模块定制各类数据采集规则、预处理规则、传输规则，保存于风险预警采集数据库；

S42：风险预警预处理程序从风险预警采集数据库中读取预处理规则，在风险预警数据采集管控平台调度下，定时从风险预警采集数据库中读取各类原始数据，进行过滤、清洗、整理、配准和归类，风险预警数据采集管控平台的预警信息传输模块将处理后的信息通过定时传输到风险预警信息数据库；

S43：风险预警采集数据管控平台通过过程状态监控模块，以表格或图表方式展示各类采集接口程序、预处理程序风险预警信息传输模块运行状态参数，为运维管理人员提供全面、直观的风险预警数据采集、预处理、传输状态信息；

S44：风险预警数据采集管控平台通过预警信息展示模块，以表格或图表方式展示经预处理程序处理后的信息，便于运维管理人员了解、评估数据质量。

本发明的有益效果在于：本发明提供的一种区域煤矿瓦斯灾害风险预警数据采集系统及采集方法，针对区域煤矿瓦斯灾害风险预警所需信息具有的多源、海量、异构、多维等特征，充分利用煤矿现有的监测监控系统和瓦斯灾害监控预警系统、包括互联网在内的各种信息传输网络，综合采用自动采集接口、人工录入接口、互联网网页抓取、上传Web服务等多种数据采集方式，并通过对冗余、残缺、冲突、错误等问题数据进行预处理及传输规则的定制，从煤矿安全监测监控、煤矿瓦斯灾害监控预警、煤矿固有安全基础数据及宏观安全态势数据四方面，实现了区域煤矿瓦斯灾害风险预警信息的全面、准确、及时采集和有效存储，并可对信息采集过程进行灵活控制，为区域煤矿瓦斯灾害风险预警提供了数据保障。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明提供的区域煤矿瓦斯灾害风险预警数据采集系统构成图；

图2为本发明提供的区域煤矿瓦斯灾害风险预警数据采集方法流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

图1为本发明提供的区域煤矿瓦斯灾害风险预警数据采集系统构成图，参见图1，本实施例的区域煤矿瓦斯灾害风险预警数据采集系统包括：

风险预警数据采集服务器，用于接收来至各类数据上传客户端的调用，保存至瓦斯灾害风险采集数据库，运行风险预警信息预处理程序，与互联网连接。

风险预警数据采集管控平台，用于对数据采样规则、数据预处理规则、数据传输规则进行管理维护，各类数据采集接口程序根据数据采样规则执行数据采样操作，根据数据预处理规则执行区域煤矿瓦斯灾害预警数据的预处理，根据数据传输规则向区域煤矿瓦斯灾害风险预警数据库传输预警分析所需的信息，通过互联网与风险预警数据采集服务器连接。

监测监控数据采集接口程序，用于定时读取煤矿监测监控系统的实时监测数据、状态数据和异常数据，并通过安全监控网将其上传至风险预警数据采集服务器中的风险预警采集数据库中。

监控预警数据采集接口程序，用于定时读取煤矿瓦斯灾害监控预警系统实时产生的预警结果信息及预警依据指标数据，并通过煤矿办公局域网上传至风险预警数据采集服务器中的风险预警采集数据库中。

安全基础数据录入接口程序，用于提供用户录入界面，定期录入区域内各煤矿自然环境影响因素、生产系统影响因素、瓦斯防治影响因素等区域煤矿固有的安全基础信息，并通过互联网上传至风险预警数据采集服务器中的风险预警采集数据库中。

宏观安全态势数据抓取接口程序，用于定期从国家统计局、所在区域煤矿安全监管部门网站上抓取全国主要经济指标、煤炭及替代能源供需关系、区域煤矿瓦斯灾害事故等统计数据，以及国家和所在区域煤矿安全监管监察政策法规发布力度及执法检查强度数据，形成宏观安全态势影响因素信息，并通过互联网上传至风险预警数据采集服务器中的风险预警采集数据库中。

风险预警采集数据库，用于存储监测监控数据采集接口程序、监控预警数据采集接口程序、安全基础数据录入接口程序、宏观安全态势数据抓取接口程序所采集的、未经加工的所有区域煤矿瓦斯灾害风险预警数据。

风险预警数据预处理程序，用于在风险预警数据采集管控平台的定时服务模块调度下，根据风险预警数据采集管控平台定制的预处理规则及预处理算法，对风险预警采集数据库中的安全监测监控数据、瓦斯灾害监控预警数据、煤矿安全基础数据、宏观安全态势数据进行过滤、清洗、整理、配准和归类，定时传输到风险预警信息数据库，或通过风险预警数据采集管控平台以表格或图表方式展示。

风险预警信息数据库，用于存储区域煤矿瓦斯灾害风险预警所需的、经风险预警数据预处理程序加工后的所有信息。

参见图2，本实施例的区域煤矿瓦斯灾害风险预警数据采集过程具体为：

1)区域内所有煤矿监测监控实时监测数据及异常数据、瓦斯灾害监控预警结果信息及预警依据指标数据通过研发的监测监控数据采集接口程序，借助所在煤矿安全监控网或办公局域网连接互联网，调用风险预警数据采集服务器上的风险预警数据采集Web服务，定时将其上传至风险预警采集数据库，具体包括以下方面：

11)监测监控数据采集接口程序定时读取监测监控系统的风流瓦斯浓度和风数传感器的实时监测数据、监测监控系统及分站运行状态、传感器监测异常等数据，并通过煤矿安全监控网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

12)监控预警数据采集接口程序定时读取煤矿瓦斯灾害监控预警系统实时生成的预警结果信息及预警依据指标数据，并通过煤矿办公局域网上传至风险预警数据采集服务器中的风险预警采集数据库中。

2)煤矿安全基础数据通过研发的安全基础数据录入接口程序，由运维管理人员通过互联网终端定期录入，调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库，具体包括以下步骤：

21)煤矿自然环境影响因素信息由运维管理人员定期通过研发的自然环境影响因素信息录入模块录入采集，借助互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

22)煤矿生产系统影响因素信息由运维管理人员定期通过研发的生产系统影响因素录入模块录入采集，借助互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

23)煤矿瓦斯防治影响因素信息由运维管理人员定期通过研发的瓦斯防治影响因素录入模块录入采集，借助互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库。

3)宏观安全态势数据通过研发的宏观安全态势数据抓取程序，定期国家统计局网站、所在区域煤矿安全监管监察部门网站抓取全国主要经济指标、煤炭及替代能源供需关系、区域煤矿瓦斯灾害事故等统计数据，以及国家和所在区域煤矿安全监管监察政策法规发布数据，调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库，具体包括以下步骤：

31)宏观经济环境影响数据通过研发的专用互联网信息抓取模块，定期从国家统计局等网站上抓取反映全国主要经济指标、煤炭及替代能源供需关系等月度统计数据，如工业生产者购进价格指数、制造业采购经理指标、工业生产者出厂价格指数、原煤产量、原油及天然气产量、中国煤炭价格指数等数据，并通过互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

32)监管监察政策法规发布力度及执法检查强度数据通过研发的专用互联网信息抓取模块，定期从国家煤矿安全监察局、区域所在的地方煤矿安全监管监察部门网站上抓取涉及煤矿安全相关的政策法规发布信息、全国或所在区域煤矿监管监察部门例行或专项执行检查计划信息，并通过互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

33)全国煤矿瓦斯灾害事故数据通过研发的专用互联网信息抓取模块，定期从国家煤矿安全监察局、全国各地煤矿安全监管监察部门网站抓取事故通报、事故调查报告等信息，从中提取事故发生煤矿、发生时间、事故地点、事故类型、事故等级、事故原因、伤亡人数等属性，并通过互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库。

4)风险预警信息预处理程序在风险预警数据采集管控平台调度下，根据定制的预处理规则及预处理算法，对风险预警采集数据库中的安全监测监控数据、瓦斯灾害监控预警数据、煤矿安全基础数据、宏观安全态势数据进行过滤、清洗、整理、配准和归类，通过风险预警数据采集管控平台定时传输至风险预警信息数据库，或以表格或图表方式展示，具体包括以下步骤：

41)预警系统管理员通过风险预警数据采集管控平台的规则管理定制模块定制各类数据采集规则、预处理规则、传输规则，保存于风险预警采集数据库；

42)风险预警预处理程序从风险预警采集数据库中读取预处理规则，在风险预警数据采集管控平台调度下，定时从风险预警采集数据库中读取各类原始数据，进行过滤、清洗、整理、配准和归类，并通过风险预警数据采集管控平台的预警信息传输模块将处理后的信息定时传输到风险预警信息数据库；

43)风险预警数据采集管控平台通过过程状态监控模块，以表格或图表方式展示各类采集接口程序运行状态，预处理程序运行状态、风险预警信息传输模块运行状态，为运维管理人员提供全面、直观的风险预警数据采集、预处理、传输状态信息。

44)风险预警数据采集管控平台通过预警信息展示模块，以表格或图表方式展示经预处理程序处理后的信息，便于运维管理人员了解、评估数据质量。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种区域煤矿瓦斯灾害风险预警数据采集系统，其特征在于：包括风险预警数据采集服务器、风险预警数据采集管控平台、监测监控数据采集接口程序、监控预警数据采集接口程序、安全基础数据录入接口程序、宏观安全态势数据抓取接口程序；

部署于煤矿安全监控网内部的监测监控数据采集接口程序，以及部署于煤矿办公局域网内的监控预警数据采集接口程序，通过互联网与风险预警数据采集服务器相连，风险预警数据采集服务器与风险预警数据采集管控平台相连；安全基础数据录入接口程序通过互联网与风险预警数据采集服务器相连；宏观安全态势数据抓取接口程序，通过互联网与国家统计局网站、国家及所在区域煤矿安全监管部门网站相连，并通过互联网与风险预警数据采集服务器相相连；风险预警数据采集服务器通过互联网与风险预警信息数据库相连；

所述风险预警数据采集服务器，用于接收来至各类数据上传客户端的调用，保存至风险预警采集数据库，运行风险预警数据预处理程序，与互联网连接；包括风险预警数据采集Web服务、风险预警采集数据库、风险预警数据预处理程序和风险预警信息数据库；

所述风险预警数据采集Web服务用于接受监测监控数据采集接口程序、监控预警数据采集接口程序、宏观安全态势数据抓取接口程序、安全基础数据录入接口程序的上传请求；

所述风险预警采集数据库，用于存储风险预警数据采集Web服务所上传的区域煤矿安全基础信息，以及数据采集、数据预处理及数据传输规则；

所述风险预警数据预处理程序，用于根据数据预处理规则及传输规则将风险预警采集数据库的数据处理后传输到风险预警信息数据库；

所述风险预警信息数据库用于存储区域内所有煤矿的安全监测监控信息、瓦斯灾害监控预警信息、区域煤矿安全基础信息及宏观安全态势影响因素信息；在风险预警数据采集管控平台的定时服务模块调度下，根据风险预警数据采集管控平台定制的预处理规则及预处理算法，对风险预警采集数据库中的安全监测监控信息、瓦斯灾害监控预警信息、区域煤矿安全基础信息、宏观安全态势影响因素信息进行过滤、清洗、整理、配准和归类，定时传输到风险预警信息数据库，或通过风险预警数据采集管控平台以表格或图表方式展示；

所述风险预警数据采集管控平台，用于对数据采集规则、数据预处理规则、数据传输规则进行管理维护，监控风险预警数据采集系统系统运行状态、展示所采集的风险预警数据，并向风险预警信息数据库传输预警分析所需的所有信息；

所述监测监控数据采集接口程序，用于定时读取煤矿监测监控系统的实时监测数据、状态数据和异常数据，并通过安全监控网将其上传至风险预警数据采集服务器中的风险预警采集数据库中；

所述监控预警数据采集接口程序，用于定时读取煤矿瓦斯灾害监控预警系统实时产生的预警结果信息及预警依据指标数据，并通过煤矿办公局域网上传至风险预警数据采集服务器中的风险预警采集数据库中；

所述安全基础数据录入接口程序，用于提供用户录入界面，定期录入区域内各煤矿自然影响因素、生产系统影响因素、瓦斯防治影响因素、区域煤矿安全基础信息，并通过互联网上传至风险预警数据采集服务器中的风险预警采集数据库中；

所述宏观安全态势数据抓取接口程序，用于定时从国家统计局、所在区域煤矿安全监管部门网站上抓取全国主要经济指标、煤炭及替代能源供需关系、区域煤矿瓦斯灾害事故统计数据，以及国家和所在区域煤矿安全监管监察政策法规发布及执法检查数据，形成宏观安全态势影响因素信息，并通过互联网上传至风险预警数据采集服务器中的风险预警采集数据库中。

2.根据权利要求1所述的区域煤矿瓦斯灾害风险预警数据采集系统，其特征在于：所述监测监控数据采集接口程序包括：

监测监控实时数据采集模块，用于定时采集影响瓦斯灾害的瓦斯浓度、风速、抽采浓度、抽采负压传感器的监测实时值，并通过安全监控网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

监测监控运行状态采集模块，用于定时采集安全监测监控系统运行状态数据，如正常、通信中断，并通过安全监控网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

传感器异常数据采集模块，用于定时采集监测监控系统传感器包括报警、超限、断电、断线的多种异常数据，并通过安全监控网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库。

3.根据权利要求1所述的区域煤矿瓦斯灾害风险预警数据采集系统，其特征在于：所述监控预警数据采集接口程序包括：

瓦斯灾害监控预警结果信息采集模块，用于定时采集煤矿瓦斯灾害监控预警系统生成的预警结果信息，包括煤矿瓦斯监控预警日期班次、预警等级、预警原因，采掘工作面预警日期班次、预警等级、预警原因，并通过办公局域网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

瓦斯灾害监控预警指标数据采集模块，用于定时采集煤矿瓦斯灾害监控预警系统所保存的、用于支撑预警结果的依据指标数据，包括反映采掘工作面客观危险性的瓦斯地质环境、采掘应力集中、防突日常预测、防突措施缺陷的相关指标，以及反映管理措施缺陷及人的不安全行为的相关指标数据，并通过办公局域网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

所述安全基础数据录入接口程序包括：

煤矿自然环境影响因素数据录入模块，用于录入煤矿所处自然环境影响因素数据，包括煤层最大瓦斯含量、煤层最大瓦斯压力、矿井最大开采深度、矿井地质构造复杂程度、矿井突出煤层稳定程度、矿井突出煤层最大厚度变化率数据，并通过互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

煤矿生产系统影响因素数据录入模块，用于录入煤矿生产系统固有的、可能对瓦斯灾害产生影响的影响因素数据，包括矿井“四量”是否合规、采掘部署是否合规、采掘机械化水平、采掘工作面数量及变化率、高风险采掘工程数量变化率、通风系统能力变化率、通风系统重大隐患数量变化率数据，并通过互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

煤矿瓦斯防治影响因素数据录入模块，用于录入不能直接从煤矿监测监控系统或煤矿瓦斯灾害监控预警系统自动采集、但对瓦斯灾害防治可能有影响的技术类或管理类风险影响信息，包括矿井瓦斯抽采浓度变化率、防突工作面抽采达标率、采掘工作面作业进度变化率、一通三防安全隐患数量变化率、人员违章次数变化率数据，并通过互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库。

4.根据权利要求1所述的区域煤矿瓦斯灾害风险预警数据采集系统，其特征在于：所述宏观安全态势数据抓取接口程序包括：

宏观经济环境影响数据抓取模块，用于定期从国家统计局网站上抓取全国主要经济指标、煤炭及替代能源供需关系的月度统计数据，包括工业生产者购进价格指数、制造业采购经理指标、工业生产者出厂价格指数、原煤产量、原油及天然气产量、中国煤炭价格指数数据，并通过互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

监管监察政策法规发布力度及执法检查强度数据抓取模块，用于定期从国家煤矿安全监察局、区域所在的地方煤矿安全监管监察部门网站上抓取涉及煤矿安全相关的政策法规发布信息、全国或所在区域煤矿监管监察部门例行或专项执行检查计划信息，并通过互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

全国煤矿瓦斯灾害事故数据抓取模块，用于定期从国家煤矿安全监察局、全国各地煤矿安全监管监察部门网站抓取事故通报、事故调查报告信息，从中提取事故发生煤矿、发生时间、事故地点、事故类型、事故等级、事故原因、伤亡人数属性，并通过互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库。

5.根据权利要求1所述的区域煤矿瓦斯灾害风险预警数据采集系统，其特征在于：所述风险预警数据采集管控平台，包括：

规则管理维护模块，用于管理、维护可控制数据采集规则，进而控制各类数据采集行为、数据预处理行为和数据传输行为；

过程状态监控模块，以表格或图表方式展示各类数据采集接口程序、风险预警数据预处理程序、预警信息传输模块运行参数；

预警信息传输模块，用于将经风险预警数据预处理程序处理后的、供风险预警系统使用的信息，定时传输至风险预警信息数据库；

预警信息展示模块，用于展示经风险预警数据预处理程序处理后的信息。

6.一种区域煤矿瓦斯灾害风险预警数据采集方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：区域内所有煤矿监测监控实时数据及异常数据、瓦斯灾害监控预警结果信息及预警依据指标数据通过研发的监测监控数据采集接口程序、监控预警数据采集接口程序，借助所在煤矿安全监控网或办公局域网连接互联网，调用风险预警数据采集服务器上的风险预警数据采集Web服务，定时将其上传至风险预警采集数据库；

S2：区域煤矿安全基础信息通过研发的安全基础数据录入接口程序，由运维管理人员通过互联网终端定期录入，调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

S3：宏观安全态势数据通过研发的宏观安全态势数据抓取接口程序，定期国家统计局网站、所在区域煤矿安全监管监察部门网站抓取全国主要经济指标、煤炭及替代能源供需关系、区域煤矿瓦斯灾害事故统计数据，以及国家和所在区域煤矿安全监管监察政策法规发布数据，调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

S4：风险预警数据预处理程序在风险预警数据采集管控平台调度下，根据定制的预处理规则及预处理算法，对风险预警采集数据库中的安全监测监控信息、瓦斯灾害监控预警信息、区域煤矿安全基础信息、宏观安全态势影响因素信息进行过滤、清洗、整理、配准和归类，定时传输至风险预警信息数据库，或通过风险预警数据采集管控平台以表格或图表方式展示。

7.根据权利要求6所述的区域煤矿瓦斯灾害风险预警数据采集方法，其特征在于：所述步骤S1具体包括：

S11：监测监控数据采集接口程序定时读取监测监控系统的风流瓦斯浓度和风数传感器的实时监测数据、监测监控系统及分站运行状态、传感器监测异常数据，并通过煤矿安全监控网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

S12：监控预警数据采集接口程序定时读取煤矿瓦斯灾害监控预警系统实时生成的预警结果信息及预警依据指标数据，并通过煤矿办公局域网上传至风险预警数据采集服务器中的风险预警采集数据库中。

8.根据权利要求6所述的区域煤矿瓦斯灾害风险预警数据采集方法，其特征在于：所述步骤S2具体包括：

S21：煤矿自然环境影响因素信息由运维管理人员定期通过研发的自然环境影响因素信息录入模块录入采集，借助互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

S22：煤矿生产系统影响因素信息由运维管理人员定期通过研发的生产系统影响因素录入模块录入采集，借助互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

S23：煤矿瓦斯防治影响因素信息由运维管理人员定期通过研发的瓦斯防治影响因素录入模块录入采集，借助互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库。

9.根据权利要求6所述的区域煤矿瓦斯灾害风险预警数据采集方法，其特征在于：所述步骤S3具体包括：

S31：宏观经济环境影响数据通过研发的宏观安全态势数据抓取接口程序，定期从国家统计局网站上抓取全国主要经济指标、煤炭及替代能源供需关系的月度统计数据，包括工业生产者购进价格指数、制造业采购经理指标、工业生产者出厂价格指数、原煤产量、原油及天然气产量、中国煤炭价格指数数据，并通过互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

S32：监管监察政策法规发布力度及执法检查强度信息通过研发的宏观安全态势数据抓取接口程序，定期从国家煤矿安全监察局、区域所在的地方煤矿安全监管监察部门网站上抓取涉及煤矿安全相关的政策法规发布信息、全国或所在区域煤矿监管监察部门例行或专项执行检查计划信息，并通过互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库；

S33：全国煤矿瓦斯灾害事故数据通过研发的宏观安全态势数据抓取接口程序，定期从国家煤矿安全监察局、全国各地煤矿安全监管监察部门网站抓取事故通报、事故调查报告信息，从中提取事故发生煤矿、发生时间、事故地点、事故类型、事故等级、事故原因、伤亡人数属性，并通过互联网调用风险预警数据采集Web服务上传至风险预警采集数据库。

10.根据权利要求6所述的区域煤矿瓦斯灾害风险预警数据采集方法，其特征在于：所述步骤S4具体包括：

S41：预警系统管理员通过风险预警数据采集管控平台的规则管理定制模块定制各类数据采集规则、预处理规则、传输规则，保存于风险预警采集数据库；

S42：风险预警数据预处理程序从风险预警采集数据库中读取预处理规则，在风险预警数据采集管控平台调度下，定时从风险预警采集数据库中读取各类原始数据，进行过滤、清洗、整理、配准和归类，风险预警数据采集管控平台的预警信息传输模块将处理后的信息通过定时传输到风险预警信息数据库；

S43：风险预警数据 采集管控平台通过过程状态监控模块，以表格或图表方式展示各类采集接口程序、风险预警数据预处理程序、预警信息传输模块运行状态参数，提供风险预警数据采集、预处理、传输状态信息；

S44：风险预警数据采集管控平台通过预警信息展示模块，以表格或图表方式展示经预处理程序处理后的信息。

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