CN112240223B - 井下异常信号的识别方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种井下异常信号的识别方法、装置、电子设备及存储介质，其中，所述识别方法包括：获取当前时间用于表征采煤工作面的甲烷浓度的至少一个甲烷浓度信号以及用于表征采煤工作面是否为通电状态的至少两个通电状态信号，若至少两个通电状态信号均表征采煤工作面为通电状态，则判断至少一个甲烷浓度信号中超过对应阈值的甲烷浓度信号为异常信号，若至少两个通电状态信号表征的通电状态不一致，且至少一个甲烷浓度信号超过对应阈值，则判断表征所述采煤工作面为通电状态的通电状态信号为异常信号。这样一来，本申请可以及时准确地确定出井下异常信号，从而提高监测的准确率以及检测速率，有助于减少安全事故的发生。
Description
技术领域
本申请涉及异常信号识别技术领域，具体而言，涉及井下异常信号的识别方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
煤矿井下是一个特殊的工作环境，有易燃易爆气体，如瓦斯，矿井瓦斯是指在矿井生产和建设过程中由煤岩体内涌出的煤层气，其主要成分为甲烷气体，当它与空气混合，在其体积百分比为5％-16％时，遇明火就会发生爆炸，引发火灾，且产生大量的CO剧毒气体，给矿井的安全生产带来巨大的灾难，因此，矿井的安全监控工作至关重要。
在矿井的安全监控工作中，馈电传感器和断电控制器经常被使用，其中，馈电传感器用于连续监测矿井中馈电开关或电磁启动器负荷侧有无电压，断电控制器用于控制馈电开关或电磁启动器，但因煤矿井下的环境复杂，馈电传感器和断电控制器在井下长期使用的过程中，容易出现损坏的情形，导致监测结果不够准确，除此之外，若没有及时发现馈电传感器和断电控制器出现的异常情况，容易引发安全事故。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种井下异常信号的识别方法、装置、电子设备及存储介质，通过监测表征采煤工作面的甲烷浓度的至少一个甲烷浓度信号以及表征采煤工作面是否为通电状态的至少两个通电状态信号，从而及时准确地确定出异常信号，可以提高监测的准确率以及检测速率，有助于减少安全事故的发生。
第一方面，本申请实施例提供了一种井下异常信号的识别方法，所述识别方法包括：
获取当前时间用于表征采煤工作面的甲烷浓度的至少一个甲烷浓度信号以及用于表征所述采煤工作面是否为通电状态的至少两个通电状态信号；
若所述至少两个通电状态信号均表征所述采煤工作面为通电状态，则判断所述至少一个甲烷浓度信号中超过对应阈值的甲烷浓度信号为异常信号；
若所述至少两个通电状态信号表征的通电状态不一致，且至少一个甲烷浓度信号超过对应阈值，则判断表征所述采煤工作面为通电状态的通电状态信号为异常信号。
优选地，所述至少一个甲烷浓度信号包括来自于位于回风巷口的第一传感器的第一甲烷浓度信号、位于工作面的第二传感器的第二甲烷浓度信号和位于回风隅角的第三传感器的第三甲烷浓度信号。
优选地，所述识别方法还包括：
若在当前时间下，所述第一传感器检测到的甲烷浓度大于或者等于所述第二传感器检测到的甲烷浓度，则判断所述第一甲烷浓度信号和/或第二甲烷浓度信号为异常信号；
若在当前时间下，所述第一传感器检测到的甲烷浓度大于或者等于所述第三传感器检测到的甲烷浓度，则判断所述第一甲烷浓度信号和/或第三甲烷浓度信号为异常信号。
优选地，所述识别方法还包括：
确定所述第一传感器检测到的甲烷浓度分别与所述第二传感器和所述第三传感器检测到的甲烷浓度之间的延时时长；
将当前时间之前的所述延时时长内的时间段平均划分成多个子时间段；
分别比较所述第一传感器在各个所述子时间段的起始时间检测到的甲烷浓度和所述第二传感器在当前时间检测到的甲烷浓度，若所述第一传感器在各个子时间段的起始时间检测到的甲烷浓度均大于或者等于所述第二传感器在当前时间检测到的甲烷浓度，则判断所述第一甲烷浓度信号和/或所述第二甲烷浓度信号为异常信号；
分别比较所述第一传感器在各个所述子时间段的起始时间检测到的甲烷浓度和所述第三传感器在当前时间检测到的甲烷浓度，若所述第一传感器在各个子时间段的起始时间检测到的甲烷浓度均大于或者等于所述第三传感器在当前时间检测到的甲烷浓度，则判断所述第一甲烷浓度信号和/或所述第三甲烷浓度信号为异常信号。
优选地，所述识别方法还包括：
确定所述第一传感器检测到的甲烷浓度分别与所述第二传感器和所述第三传感器检测到的甲烷浓度之间的延时时长；
将当前时间之前的所述延时时长内的时间段平均划分成多个子时间段；
分别比较所述第一传感器在各个子时间段的起始时间之前的预设时长内检测到的甲烷浓度的第一平均值和所述第二传感器在当前时间之前的所述预设时长内检测到的甲烷浓度的第二平均值，若各个所述第一平均值均大于或者等于所述第二平均值，则判断所述第一甲烷浓度信号和/或所述第二甲烷浓度信号为异常信号；
分别比较所述第一平均值和所述第三传感器在当前时间之前的所述预设时长内检测到的甲烷浓度的第三平均值，若各个所述第一平均值均大于或者等于所述第三平均值，则判断所述第一甲烷浓度信号和/或所述第三甲烷浓度信号为异常信号。
优选地，通过以下步骤确定所述延时时长：
获取所述采煤工作面的剩余采长；
获取当前时间之前的所述预设时长的时间段内风速的平均值；
将所述剩余采长与所述风速的平均值的比值作为所述延时时长。
优选地，所述识别方法还包括：
获取所述采煤工作面的通风机状态或风筒风量；
若所述至少两个通电状态信号均表征所述采煤工作面为通电状态，且所述采煤工作面的通风机停机和/或所述风筒风量小于预设风量阈值，则确定风电闭锁状态存在异常；
若所述至少两个通电状态信号表征的通电状态不一致，且所述采煤工作面的通风机停机和/或所述风筒风量小于预设风量阈值，则确定表征所述采煤工作面为通电状态的通电状态信号为异常信号。
第二方面，本申请实施例提供一种井下异常信号的识别装置，所述识别装置包括：
第一获取模块，用于获取当前时间用于表征采煤工作面的甲烷浓度的至少一个甲烷浓度信号以及用于表征所述采煤工作面是否为通电状态的至少两个通电状态信号；
第一异常判断模块，用于若所述至少两个通电状态信号均表征所述采煤工作面为通电状态，则判断所述至少一个甲烷浓度信号中超过对应阈值的甲烷浓度信号为异常信号；
第二异常判断模块，用于若所述至少两个通电状态信号表征的通电状态不一致，且至少一个甲烷浓度信号超过对应阈值，则判断表征所述采煤工作面为通电状态的通电状态信号为异常信号。
第三方面，本申请实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如上述的井下异常信号的识别方法的步骤。
第四方面，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如上述的井下异常信号的识别方法的步骤。
本申请实施例提供的一种井下异常信号的识别方法、装置、电子设备及存储介质，其中，异常识别方法包括获取当前时间用于表征采煤工作面的甲烷浓度的至少一个甲烷浓度信号以及用于表征采煤工作面是否为通电状态的至少两个通电状态信号，若至少两个通电状态信号均表征采煤工作面为通电状态，则判断至少一个甲烷浓度信号中超过对应阈值的甲烷浓度信号为异常信号，若至少两个通电状态信号表征的通电状态不一致，且至少一个甲烷浓度信号超过对应阈值，则判断表征所述采煤工作面为通电状态的通电状态信号为异常信号。这样，通过监测表征采煤工作面的甲烷浓度的至少一个甲烷浓度信号以及表征采煤工作面是否为通电状态的至少两个通电状态信号，从而及时准确地确定出异常信号，可以提高监测的准确率以及检测速率，有助于减少安全事故的发生。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种井下异常信号的识别方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的另一种井下异常信号的识别方法的流程图；
图3为本申请实施例提供的一种井下异常信号的识别装置的结构示意图之一；
图4为本申请实施例提供的一种井下异常信号的识别装置的结构示意图之二；
图5为本申请实施例提供的一种井下异常信号的识别装置的结构示意图之三；
图6为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的每个其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种井下异常信号的识别方法的流程图。如图1中所示，本申请实施例提供的识别方法，包括：
S101、获取当前时间用于表征采煤工作面的甲烷浓度的至少一个甲烷浓度信号以及用于表征所述采煤工作面是否为通电状态的至少两个通电状态信号。
该步骤中，通过表征采煤工作面的甲烷浓度的甲烷浓度信号以及表征采煤工作面是否为通电状态的通电状态信号来判断井下的异常信号。
这里，通电状态信号来源于馈电传感器和断电控制器。
S102、若所述至少两个通电状态信号均表征所述采煤工作面为通电状态，则判断所述至少一个甲烷浓度信号中超过对应阈值的甲烷浓度信号为异常信号。
该步骤中，当采煤工作面处于通电状态时，需要保证至少两个通电状态信号是一致的，且都为高电平信号，在至少两个通电状态信号均表征采煤工作面为通电状态的情况下，通过判断甲烷浓度信号与对应阈值之间的大小关系来确定井下的异常信号。
S103、若所述至少两个通电状态信号表征的通电状态不一致，且至少一个甲烷浓度信号超过对应阈值，则判断表征所述采煤工作面为通电状态的通电状态信号为异常信号。
该步骤中，当至少两个通电状态信号表征的通电状态不一致，同时，至少一个甲烷浓度信号超过对应阈值，则判断表征采煤工作面的通电状态，哪个通电状态信号表征采煤工作面有电，哪个通电状态信号为异常信号。
这里，需要在确定甲烷浓度的检测数值存在异常的情况下监测传感器的电位状态，从而确定出异常的传感器。其中，电位状态包括高电位状态和低电位状态，高电位状态表示采煤工作面处于有电状态。
本申请实施例提供的井下异常信号的识别方法，包括获取当前时间用于表征采煤工作面的甲烷浓度的至少一个甲烷浓度信号以及用于表征采煤工作面是否为通电状态的至少两个通电状态信号，若至少两个通电状态信号均表征采煤工作面为通电状态，则判断至少一个甲烷浓度信号中超过对应阈值的甲烷浓度信号为异常信号，若至少两个通电状态信号表征的通电状态不一致，且至少一个甲烷浓度信号超过对应阈值，则判断表征所述采煤工作面为通电状态的通电状态信号为异常信号。这样，通过监测表征采煤工作面的甲烷浓度的至少一个甲烷浓度信号以及表征采煤工作面是否为通电状态的至少两个通电状态信号，从而及时准确地确定出异常信号，可以提高监测的准确率以及检测速率，有助于减少安全事故的发生。
请参阅图2，图2为本申请实施例提供的另一种井下异常信号的识别方法的流程图。如图2中所示，本申请实施例提供的识别方法，包括：
S201、获取当前时间用于表征采煤工作面的甲烷浓度的至少一个甲烷浓度信号以及用于表征所述采煤工作面是否为通电状态的至少两个通电状态信号。
S202、若所述至少两个通电状态信号均表征所述采煤工作面为通电状态，则判断所述至少一个甲烷浓度信号中超过对应阈值的甲烷浓度信号为异常信号。
S203、若所述至少两个通电状态信号表征的通电状态不一致，且至少一个甲烷浓度信号超过对应阈值，则判断表征所述采煤工作面为通电状态的通电状态信号为异常信号。
其中，S201至S203的描述可以参照S101至S103的描述，并且能达到相同的技术效果，对此不做赘述。
S204、获取所述采煤工作面的通风机状态或风筒风量；
该步骤中，通过通风机状态或风筒风量与采煤工作面的通电状态相结合，共同判断井下的异常信号。
S205、若所述至少两个通电状态信号均表征所述采煤工作面为通电状态，且所述采煤工作面的通风机停机和/或所述风筒风量小于预设风量阈值，则确定风电闭锁状态存在异常。
这里，风电闭锁指的是正常工作的局部通风机停止运转停风后或者风筒中风速低于规定值时，能切断供风区内全部非本质安全型电气设备的电源，并闭锁，期间人工送不上电，当局部通风机恢复正常通风或者风筒中风速大于规定值时，系统应自动解锁，方可人工送电。
该步骤中，在采煤工作面处于通电状态的情况下，若同时满足采煤工作面的通风机停机和/或风筒风量小于预设风量阈值，这里，预设风量阈值即为规定值，则认为风电闭锁状态存在异常。
S206、若所述至少两个通电状态信号表征的通电状态不一致，且所述采煤工作面的通风机停机和/或所述风筒风量小于预设风量阈值，则确定表征所述采煤工作面为通电状态的通电状态信号为异常信号。
该步骤中，在通电状态信号表征的通电状态不一致的情况下，如果采煤工作面的通风机停机和/或风筒风量小于预设风量阈值，则认为表征采煤工作面为通电状态的通电状态信号为异常信号。
具体地，在实际应用时，实时监测采煤工作面的馈电传感器与断电控制器的电位状态，如果馈电传感器与断电控制器的电位状态一致且都为1，则说明此时采煤工作面是有电状态，查看工作面局部通风机的状态及风筒风量，如果局部通风机停机或风筒风量低于规定的风筒风量阈值，则说明此时存在风电闭锁状态异常的情况；如果断电控制器与馈电传感器的通电状态不一致，且局部通风机停机或风筒风量低于规定的风筒风量阈值的情况，哪一个传感器显示高电位，即显示有电，则哪一个传感器异常。
在本申请实施例中，作为一种优选的实施例，所述至少一个甲烷浓度信号包括来自于位于回风巷口的第一传感器的第一甲烷浓度信号、位于工作面的第二传感器的第二甲烷浓度信号和位于回风隅角的第三传感器的第三甲烷浓度信号。
该步骤中，由于煤矿井下采煤工作面在采煤过程中会涌出大量瓦斯，为保证安全生产，每个煤矿都会设计合理的通风方式，将涌出的瓦斯排出采煤工作面。为了实时监测井下采煤工作面的甲烷浓度，保证煤矿安全生产，需在甲烷浓度比较大的工作面、回风巷口和回风隅角安装甲烷传感器，其中，第一传感器、第二传感器和第三传感器均为甲烷传感器。
具体地，采煤工作面包括回风巷口，监控回风巷的第一传感器安装在回风巷，距离巷口10—15米之内，采煤工作面还包括工作面和回风隅角。监控工作面的第二传感器安装在回风巷，距离采煤工作面10m之内，因U型工作面的进风巷与回风巷同向，在采煤工作面与回风巷道交叉处(也称之为上隅角)这个位置容易积聚瓦斯，因此还需在此位置安装第三传感器，另外，U型工作面一般在回风巷口、工作面和回风隅角三个位置安装甲烷传感器，其他类型的工作面，如Z型、Y型、H型和W型工作面一般只在回风巷口和工作面两个位置安装甲烷传感器。
当出现特殊情况时，位于采煤工作面的工作面上的甲烷传感器不能控制采煤工作面进风巷内全部非本质安全型电气设备时，需在进风巷距离工作面10米之内的位置安装甲烷传感器，此时，在进风巷距离工作面10米之内的位置也被认定为工作面和回风隅角；当工作面采用串联通风(此工作面的进风巷与上一工作面的回风巷相同)时，需在进风巷距离巷口10—15米的位置安装甲烷传感器，此时，在进风巷距离巷口10—15米的位置也被认定为工作面和回风隅角。
在本申请实施例中，作为一种优选的实施例，所述识别方法还包括：
若在当前时间下，所述第一传感器检测到的甲烷浓度大于或者等于所述第二传感器检测到的甲烷浓度，则判断所述第一甲烷浓度信号和/或第二甲烷浓度信号为异常信号；
若在当前时间下，所述第一传感器检测到的甲烷浓度大于或者等于所述第三传感器检测到的甲烷浓度，则判断所述第一甲烷浓度信号和/或第三甲烷浓度信号为异常信号。
该步骤中，通过第一传感器检测到的甲烷浓度分别与第二传感器检测到的甲烷浓度以及第三传感器检测到的甲烷浓度之间的大小关系，确定第一甲烷浓度信号和/或第二甲烷浓度信号和/或第三甲烷浓度信号为异常信号。
在本申请实施例中，作为一种优选的实施例，所述识别方法还包括：
确定所述第一传感器检测到的甲烷浓度分别与所述第二传感器和所述第三传感器检测到的甲烷浓度之间的延时时长；
将当前时间之前的所述延时时长内的时间段平均划分成多个子时间段；
分别比较所述第一传感器在各个所述子时间段的起始时间检测到的甲烷浓度和所述第二传感器在当前时间检测到的甲烷浓度，若所述第一传感器在各个子时间段的起始时间检测到的甲烷浓度均大于或者等于所述第二传感器在当前时间检测到的甲烷浓度，则判断所述第一甲烷浓度信号和/或所述第二甲烷浓度信号为异常信号；
分别比较所述第一传感器在各个所述子时间段的起始时间检测到的甲烷浓度和所述第三传感器在当前时间检测到的甲烷浓度，若所述第一传感器在各个子时间段的起始时间检测到的甲烷浓度均大于或者等于所述第三传感器在当前时间检测到的甲烷浓度，则判断所述第一甲烷浓度信号和/或所述第三甲烷浓度信号为异常信号。
该步骤中，获取位于采煤工作面的回风巷口的甲烷传感器在各个子时间段的起始时间检测到的甲烷浓度，以及位于采煤工作面的工作面和回风隅角的甲烷传感器在当前时间检测到的甲烷浓度，基于第一传感器在各个子时间段的起始时间检测到的甲烷浓度与第二传感器在当前时间检测到的甲烷浓度以及第三传感器在当前时间检测到的甲烷浓度之间的大小关系，确定第一甲烷浓度信号和/或第二甲烷浓度信号和/或第三甲烷浓度信号为异常信号。
该步骤中，由于检测到的是一段时间内的数值，则将当前时间之前的延时时长内的时间段平均划分成多个子时间段，利用各个子时间段的起始时间检测到的数值可以更加准确的分析甲烷传感器之间的数值逻辑关系。
正常情况下，在采煤工作面的回风巷口、工作面和回风隅角这三个位置安装的甲烷传感器，其检测数值具备逻辑大小关系：回风隅角的检测数值大于或等于回风巷口的检测数值，工作面的检测数值大于或等于回风巷口的检测数值。但由于回风巷口与工作面、回风隅角有一定的距离，所以在回风隅角、工作面汇聚的瓦斯，经过通风机排出到回风巷时，有一定的延迟。因此利用三个位置的逻辑大小规律时要考虑到延时时长的影响，不能使用相同时间点的监测值进行比较。
在本申请实施例中，作为一种优选的实施例，所述识别方法还包括：
确定所述第一传感器检测到的甲烷浓度分别与所述第二传感器和所述第三传感器检测到的甲烷浓度之间的延时时长；
将当前时间之前的所述延时时长内的时间段平均划分成多个子时间段；
分别比较所述第一传感器在各个子时间段的起始时间之前的预设时长内检测到的甲烷浓度的第一平均值和所述第二传感器在当前时间之前的所述预设时长内检测到的甲烷浓度的第二平均值，若各个所述第一平均值均大于或者等于所述第二平均值，则判断所述第一甲烷浓度信号和/或所述第二甲烷浓度信号为异常信号；
分别比较所述第一平均值和所述第三传感器在当前时间之前的所述预设时长内检测到的甲烷浓度的第三平均值，若各个所述第一平均值均大于或者等于所述第三平均值，则判断所述第一甲烷浓度信号和/或所述第三甲烷浓度信号为异常信号。
该步骤中，由于检测到的是一段时间内的检测数值，则利用一段时间内的检测数值的平均值可以更加准确的分析甲烷传感器之间的数值逻辑关系。
具体地，回风巷口的甲烷浓度平均值为第一平均值，工作面的甲烷浓度平均值为第二平均值，回风隅角的甲烷浓度平均值为第三平均值。这样，当第一平均值小于第二平均值或第三平均值，就可以得到采煤工作面的甲烷传感器之间的数值逻辑关系正常。进而，将位于采煤工作面的各个位置上的甲烷传感器之间的数值逻辑关系正常的甲烷传感器确定为正常传感器，即甲烷传感器自身没有损坏，这样，利用无损坏的甲烷传感器检测甲烷浓度，可以得到一个较为精确的检测结果。
在本申请实施例中，作为一种优选的实施例，通过以下步骤确定所述延时时长：获取所述采煤工作面的剩余采长；获取当前时间之前的所述预设时长的时间段内风速的平均值；将所述剩余采长与所述风速的平均值的比值作为所述延时时长。
该步骤中，采用巷道长度除以风速来计算时间差，该时间差即为延时时长；采煤工作面的回风巷道是随采煤工作实时变化的，所以无法得知准确的巷道长度，只能用采煤工作面的剩余采长代替，风速采用的是一段时间内的平均风速。
具体计算方法如下：先筛选一个采煤工作面上的位于回风巷口、工作面和回风隅角这三个位置的甲烷传感器、位于回风巷口的风速传感器，获取预设时长内的检测数据，风速传感器检测到的实际风速以及采煤工作面的剩余采长；然后计算当前时间点往前推预设时长内的回风巷口的甲烷浓度的平均值以及预设时长内的平均风速，设预设时长为n分钟；接着利用时间差等于工作面剩余采长除以平均风速求出在回风隅角和工作面汇聚的瓦斯经过通风机排出到回风巷时的延时时长。
计算t分钟前的n分钟内工作面的甲烷浓度平均值和回风隅角的甲烷浓度平均值，t-1分钟前的n分钟内工作面的甲烷浓度平均值和回风隅角的甲烷浓度平均值，t-2分钟前的n分钟内工作面的甲烷浓度平均值和回风隅角的甲烷浓度平均值，直至2分钟前的n分钟内工作面的甲烷浓度平均值和回风隅角的甲烷浓度平均值，1分钟前的n分钟内工作面的甲烷浓度平均值和回风隅角的甲烷浓度平均值。这样，在1至t分钟内任意一段n分钟内的数值满足回风巷口的甲烷浓度平均值大于或等于工作面的甲烷浓度平均值，并且回风巷口的甲烷浓度平均值大于或等于回风隅角的甲烷浓度平均值，则认为当前时间点这个工作面的甲烷传感器的数值正常，如果没有一段n分钟的数值满足上述条件，则认为该工作面的甲烷传感器存在数值逻辑异常情况。
除此之外，本申请实施例还可以通过检测回风巷口的甲烷浓度与第一检测浓度阈值的大小关系，以及工作面和回风隅角的甲烷浓度与第二检测浓度阈值的大小关系，得到回风巷口的甲烷浓度大于或等于第一检测浓度阈值，或工作面和回风隅角中的任意一个的甲烷浓度大于或等于第二检测浓度阈值时出现井下信号异常的情况。这里，第一检测浓度阈值为1％CH4，第二检测浓度阈值为1.5％CH4。
具体地，当回风巷口的甲烷浓度大于或等于第一检测浓度阈值时，或工作面的甲烷浓度大于或等于第二检测浓度阈值时，或回风隅角的甲烷浓度大于或等于第二检测浓度阈值时，确定此时环境出现异常情况，进而，确定此时井下出现异常情况。
本申请实施例中，实时监测采煤工作面的馈电传感器与断电控制器的电位状态，如果馈电传感器与断电控制器的电位状态一致且都为1，则说明此时采煤工作面是有电状态，如果T0浓度≥1.5％CH4或T1浓度≥1.5％CH4或T2浓度≥1.0％CH4，则说明此时存在超限状态异常的情况；如果断电控制器与馈电传感器的电位状态不一致，且存在T0浓度≥1.5％CH4或T1浓度≥1.5％CH4或T2浓度≥1.0％CH4的情况，则哪一个显示高电位，即显示有电，则哪一个异常。
其中，T0浓度表示回风隅角的甲烷浓度，T1浓度表示工作面的甲烷浓度，T2浓度表示回风巷口的甲烷浓度。针对下文提到的重复内容，不再一一赘述。
该步骤中，第三检测浓度阈值和第一检测浓度阈值相同，均是为1％CH4。
具体地，通过检测回风巷口的甲烷浓度与第三检测浓度阈值的大小关系，以及工作面和回风隅角中的任意一个的甲烷浓度与第三检测浓度阈值的大小关系，得到回风巷口的甲烷浓度大于或等于第三检测浓度阈值，或任意一个工作面和回风隅角的甲烷浓度大于或等于第三检测浓度阈值时出现信号异常的情况。
具体地，当回风巷口的甲烷浓度大于或等于第三检测浓度阈值时，且工作面的甲烷浓度大于或等于第三检测浓度阈值时，或回风隅角的甲烷浓度大于或等于第三检测浓度阈值时，确定此时环境出现异常情况，进而，确定此时井下出现异常情况。
本申请实施例中，实时监测采煤工作面的馈电传感器与断电控制器的电位状态，如果馈电传感器与断电控制器的电位状态一致且都为1，则说明此时采煤工作面是有电状态，如果T0浓度≥1.0％CH4且T1浓度≥1.0％CH4且T2浓度≥1.0％CH4，则说明此时存在煤与瓦斯突出状态异常的情况；如果断电控制器与馈电传感器的电位状态不一致，且存在T0浓度≥1.0％CH4且T1浓度≥1.0％CH4且T2浓度≥1.0％CH4的情况，则哪一个显示高电位，即显示有电，则哪一个异常。
这里，传感器接入的位置不同，甲烷浓度变化规律也是不同的，比如回风巷口的甲烷浓度变化幅度就比工作面的甲烷浓度变化幅度以及回风隅角的甲烷浓度变化幅度小，因此需要按照不同的位置来设置其对应的浓度异常增量区间，且当前时刻对甲烷浓度的检测数值不同，对应的突变增量也不一样。因此，在不同位置处设置与该位置相对应的预设的检测数值分段集合，再设置与每个检测数值分段集合相对应的检测数值的异常增量区间。
具体地，由于每个传感器的检测数值增量值的样本量比较大，可以认为该样本量大致服从正态分布N(μ，σ2)，其中，μ为总体均值，σ2为总体方差。
正态分布具有以下性质：在正态分布中σ代表标准差，μ代表总体均值，x＝μ即为正态分布图像的对称轴，数值分布在(μ-σ，μ+σ)中的概率为0.6826；数值分布在(μ-2σ，μ+2σ)中的概率为0.9544；数值分布在(μ-3σ，μ+3σ)中的概率为0.9974，该条性质为3σ原则。从3σ原则可以看出，数据分布在小于μ-3σ和大于μ+3σ的可能性非常小(小于0.3％)，认为出现在(μ-3σ，μ+3σ)以外的数值为极端异常值。
进一步地，在煤矿井下的甲烷传感器的检测数值中出现甲烷浓度迅速升高的点所占比例很小，故认为计算得到的甲烷传感器的检测数值增量值基本落在(μ-3σ，μ+3σ)区间内，而不在此区间的点说明该点的增量值存在异常，进而认为其甲烷传感器的检测数值迅速升高。
在本申请实施例中，预先设置当前时刻与后一检测时刻之间的时间间隔，举例：时间间隔为1分钟，实时获取当前时刻对甲烷浓度的当前检测数值，以及后一检测时刻对甲烷浓度的后一检测数值，计算后一检测时刻相对于当前时刻的检测数值增量值，当增量值为正时，确定当前时刻的当前检测数值和当前检测数值增量值。在不同位置处设置与该位置相对应的预设的检测数值分段集合，确定当前检测数值所在的检测数值分段集合，若检测到当前检测数值增量值在与该检测数值分段集合相对应的检测数值的异常增量区间内，则确定当前时刻的甲烷浓度的异常变化信息，其中，异常变化信息为浓度迅速升高信息。
举例说明，当检测数值在[x1，x2]集合内时，对应的甲烷浓度升高的正常增量区间是[a，b]，甲烷浓度升高的异常增量区间是[a1，b1]，实时判断时，如果当前检测数值落在[x1,x2]集合内，且甲烷浓度升高的区间落在[a1，b1]，则认为当前时刻下的甲烷传感器的甲烷浓度迅速升高。
本申请实施例中，实时监测采煤工作面的馈电传感器与断电控制器的电位状态，如果两个传感器的电位状态一致且都为1，则说明此时采煤工作面是有电状态，如果采煤工作面的多个位置的甲烷传感器检测到的甲烷浓度迅速升高的情况，则说明此时存在传感器的煤与瓦斯突出状态异常的情况；如果断电控制器与馈电传感器的电位状态不一致，且存在采煤工作面的多个位置的甲烷传感器检测到的甲烷浓度迅速升高的情况，则哪一个传感器显示高电位，即显示有电，则哪一个传感器异常。
本申请实施例提供的井下异常信号的识别方法，包括获取当前时间用于表征采煤工作面的甲烷浓度的至少一个甲烷浓度信号以及用于表征采煤工作面是否为通电状态的至少两个通电状态信号，若至少两个通电状态信号均表征采煤工作面为通电状态，则判断至少一个甲烷浓度信号中超过对应阈值的甲烷浓度信号为异常信号，若至少两个通电状态信号表征的通电状态不一致，且至少一个甲烷浓度信号超过对应阈值，则判断表征所述采煤工作面为通电状态的通电状态信号为异常信号。这样，通过监测表征采煤工作面的甲烷浓度的至少一个甲烷浓度信号以及表征采煤工作面是否为通电状态的至少两个通电状态信号，从而及时准确地确定出异常信号，可以提高监测的准确率以及检测速率，有助于减少安全事故的发生。
基于同一发明构思，本申请实施例中还提供了与井下传感器的异常识别方法对应的井下传感器的异常识别装置，由于本申请实施例中的装置解决问题的原理与本申请实施例上述异常识别方法相似，因此装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
请参阅图3、图4和图5，图3为本申请实施例提供的一种井下异常信号的识别装置的结构示意图之一，图4为本申请实施例提供的一种井下异常信号的识别装置的结构示意图之二，图5为本申请实施例提供的一种井下异常信号的识别装置的结构示意图之三。如图3所示，所述识别装置300包括：
第一获取模块301，用于获取当前时间用于表征采煤工作面的甲烷浓度的至少一个甲烷浓度信号以及用于表征所述采煤工作面是否为通电状态的至少两个通电状态信号；
第一异常判断模块302，用于若所述至少两个通电状态信号均表征所述采煤工作面为通电状态，则判断所述至少一个甲烷浓度信号中超过对应阈值的甲烷浓度信号为异常信号；
第二异常判断模块303，用于若所述至少两个通电状态信号表征的通电状态不一致，且至少一个甲烷浓度信号超过对应阈值，则判断表征所述采煤工作面为通电状态的通电状态信号为异常信号。
优选地，所述至少一个甲烷浓度信号包括来自于位于回风巷口的第一传感器的第一甲烷浓度信号、位于工作面的第二传感器的第二甲烷浓度信号和位于回风隅角的第三传感器的第三甲烷浓度信号。
进一步地，如图4所示，所述识别装置300还包括第一浓度判断模块304，所述第一浓度判断模块304用于：
若在当前时间下，所述第一传感器检测到的甲烷浓度大于或者等于所述第二传感器检测到的甲烷浓度，则判断所述第一甲烷浓度信号和/或第二甲烷浓度信号为异常信号；
若在当前时间下，所述第一传感器检测到的甲烷浓度大于或者等于所述第三传感器检测到的甲烷浓度，则判断所述第一甲烷浓度信号和/或第三甲烷浓度信号为异常信号。
优选地，所述识别装置300还包括第二浓度判断模块305，所述第二浓度判断模块305用于：
确定所述第一传感器检测到的甲烷浓度分别与所述第二传感器和所述第三传感器检测到的甲烷浓度之间的延时时长；
将当前时间之前的所述延时时长内的时间段平均划分成多个子时间段；
分别比较所述第一传感器在各个所述子时间段的起始时间检测到的甲烷浓度和所述第二传感器在当前时间检测到的甲烷浓度，若所述第一传感器在各个子时间段的起始时间检测到的甲烷浓度均大于或者等于所述第二传感器在当前时间检测到的甲烷浓度，则判断所述第一甲烷浓度信号和/或所述第二甲烷浓度信号为异常信号；
分别比较所述第一传感器在各个所述子时间段的起始时间检测到的甲烷浓度和所述第三传感器在当前时间检测到的甲烷浓度，若所述第一传感器在各个子时间段的起始时间检测到的甲烷浓度均大于或者等于所述第三传感器在当前时间检测到的甲烷浓度，则判断所述第一甲烷浓度信号和/或所述第三甲烷浓度信号为异常信号。
优选地，所述识别装置300还包括第三浓度判断模块306，所述第三浓度判断模块306用于：
确定所述第一传感器检测到的甲烷浓度分别与所述第二传感器和所述第三传感器检测到的甲烷浓度之间的延时时长；
将当前时间之前的所述延时时长内的时间段平均划分成多个子时间段；
分别比较所述第一传感器在各个子时间段的起始时间之前的预设时长内检测到的甲烷浓度的第一平均值和所述第二传感器在当前时间之前的所述预设时长内检测到的甲烷浓度的第二平均值，若各个所述第一平均值均大于或者等于所述第二平均值，则判断所述第一甲烷浓度信号和/或所述第二甲烷浓度信号为异常信号；
分别比较所述第一平均值和所述第三传感器在当前时间之前的所述预设时长内检测到的甲烷浓度的第三平均值，若各个所述第一平均值均大于或者等于所述第三平均值，则判断所述第一甲烷浓度信号和/或所述第三甲烷浓度信号为异常信号。
优选地，所述第二浓度判断模块305或所述第三浓度判断模块306用于通过以下步骤确定所述延时时长：
获取所述采煤工作面的剩余采长；
获取当前时间之前的所述预设时长的时间段内风速的平均值；
将所述剩余采长与所述风速的平均值的比值作为所述延时时长。
进一步地，如图5所示，所述识别装置300还包括：
第二获取模块307，用于获取所述采煤工作面的通风机状态或风筒风量；
第一异常确定模块308，用于若所述至少两个通电状态信号均表征所述采煤工作面为通电状态，且所述采煤工作面的通风机停机和/或所述风筒风量小于预设风量阈值，则确定风电闭锁状态存在异常；
第二异常确定模块309，用于若所述至少两个通电状态信号表征的通电状态不一致，且所述采煤工作面的通风机停机和/或所述风筒风量小于预设风量阈值，则确定表征所述采煤工作面为通电状态的通电状态信号为异常信号。
本申请实施例提供的井下异常信号的识别装置，包括第一获取模块、第一异常判断模块和第二异常判断模块，其中，第一获取模块用于获取当前时间用于表征采煤工作面的甲烷浓度的至少一个甲烷浓度信号以及用于表征所述采煤工作面是否为通电状态的至少两个通电状态信号；第一异常判断模块用于若所述至少两个通电状态信号均表征所述采煤工作面为通电状态，则判断所述至少一个甲烷浓度信号中超过对应阈值的甲烷浓度信号为异常信号；第二异常判断模块用于若所述至少两个通电状态信号表征的通电状态不一致，且至少一个甲烷浓度信号超过对应阈值，则判断表征所述采煤工作面为通电状态的通电状态信号为异常信号。这样，通过监测表征采煤工作面的甲烷浓度的至少一个甲烷浓度信号以及表征采煤工作面是否为通电状态的至少两个通电状态信号，从而及时准确地确定出异常信号，可以提高监测的准确率以及检测速率，有助于减少安全事故的发生。
请参阅图6，图6为本申请实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。如图6中所示，所述电子设备600包括处理器610、存储器620和总线630。
所述存储器620存储有所述处理器610可执行的机器可读指令，当电子设备600运行时，所述处理器610与所述存储器620之间通过总线630通信，所述机器可读指令被所述处理器610执行时，可以执行如上述图1以及图2所示方法实施例中的井下传感器的异常识别方法的步骤，具体实现方式可参见方法实施例，在此不再赘述。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时可以执行如上述图1以及图2所示方法实施例中的井下传感器的异常识别方法的步骤，具体实现方式可参见方法实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种井下异常信号的识别方法，其特征在于，所述识别方法包括：
获取当前时间用于表征采煤工作面的甲烷浓度的至少一个甲烷浓度信号以及用于表征所述采煤工作面是否为通电状态的至少两个通电状态信号，所述至少两个通电状态信号包括馈电传感器与断电控制器的电位状态信号；
若所述至少两个通电状态信号均表征所述采煤工作面为通电状态，则判断所述至少一个甲烷浓度信号中超过对应阈值的甲烷浓度信号为异常信号；
若所述至少两个通电状态信号表征的通电状态不一致，且至少一个甲烷浓度信号均超过对应阈值，则判断表征所述采煤工作面为通电状态的通电状态信号为异常信号；
所述识别方法还包括：
获取所述采煤工作面的通风机状态或风筒风量；
若所述至少两个通电状态信号均表征所述采煤工作面为通电状态，且所述采煤工作面的通风机停机和/或所述风筒风量小于预设风量阈值，则确定风电闭锁状态存在异常；
若所述至少两个通电状态信号表征的通电状态不一致，且所述采煤工作面的通风机停机和/或所述风筒风量小于预设风量阈值，则确定表征所述采煤工作面为通电状态的通电状态信号为异常信号。
2.根据权利要求1所述的识别方法，其特征在于，所述至少一个甲烷浓度信号包括来自于位于回风巷口的第一传感器的第一甲烷浓度信号、位于工作面的第二传感器的第二甲烷浓度信号和位于回风隅角的第三传感器的第三甲烷浓度信号。
3.根据权利要求2所述的识别方法，其特征在于，所述识别方法还包括：
若在当前时间下，所述第一传感器检测到的甲烷浓度大于或者等于所述第二传感器检测到的甲烷浓度，则判断所述第一甲烷浓度信号和/或第二甲烷浓度信号为异常信号；
若在当前时间下，所述第一传感器检测到的甲烷浓度大于或者等于所述第三传感器检测到的甲烷浓度，则判断所述第一甲烷浓度信号和/或第三甲烷浓度信号为异常信号。
4.根据权利要求2所述的识别方法，其特征在于，所述识别方法还包括：
确定所述第一传感器检测到的甲烷浓度分别与所述第二传感器和所述第三传感器检测到的甲烷浓度之间的延时时长；
将当前时间之前的所述延时时长内的时间段平均划分成多个子时间段；
分别比较所述第二传感器在各个所述子时间段的起始时间检测到的甲烷浓度和所述第一传感器在当前时间检测到的甲烷浓度，若所述第二传感器在各个子时间段的起始时间检测到的甲烷浓度均小于或者等于所述第一传感器在当前时间检测到的甲烷浓度，则判断所述第一甲烷浓度信号和/或所述第二甲烷浓度信号为异常信号；
分别比较所述第三传感器在各个所述子时间段的起始时间检测到的甲烷浓度和所述第一传感器在当前时间检测到的甲烷浓度，若所述第三传感器在各个子时间段的起始时间检测到的甲烷浓度均小于或者等于所述第一传感器在当前时间检测到的甲烷浓度，则判断所述第一甲烷浓度信号和/或所述第三甲烷浓度信号为异常信号。
5.根据权利要求2所述的识别方法，其特征在于，所述识别方法还包括：
确定所述第一传感器检测到的甲烷浓度分别与所述第二传感器和所述第三传感器检测到的甲烷浓度之间的延时时长；
将当前时间之前的所述延时时长内的时间段平均划分成多个子时间段；
分别比较所述第二传感器在各个子时间段的起始时间之前的预设时长内检测到的甲烷浓度的第一平均值和所述第一传感器在当前时间之前的所述预设时长内检测到的甲烷浓度的第二平均值，若各个所述第一平均值均小于或者等于所述第二平均值，则判断所述第一甲烷浓度信号和/或所述第二甲烷浓度信号为异常信号；
分别比较所述第三传感器在各个子时间段的起始时间之前的预设时长内检测到的甲烷浓度的第三平均值和所述第一传感器在当前时间之前的所述预设时长内检测到的甲烷浓度的第二平均值，若各个所述第三平均值均小于或者等于所述第二平均值，则判断所述第一甲烷浓度信号和/或所述第三甲烷浓度信号为异常信号。
6.根据权利要求4或5所述的识别方法，其特征在于，通过以下步骤确定所述延时时长：
获取所述采煤工作面的剩余采长；
获取当前时间之前的预设时长的时间段内风速的平均值；
将所述剩余采长与所述风速的平均值的比值作为所述延时时长。
7.一种井下异常信号的识别装置，其特征在于，所述识别装置包括：
第一获取模块，用于获取当前时间用于表征采煤工作面的甲烷浓度的至少一个甲烷浓度信号以及用于表征所述采煤工作面是否为通电状态的至少两个通电状态信号，所述至少两个通电状态信号包括馈电传感器与断电控制器的电位状态信号；
第一异常判断模块，用于若所述至少两个通电状态信号均表征所述采煤工作面为通电状态，则判断所述至少一个甲烷浓度信号中超过对应阈值的甲烷浓度信号为异常信号；
第二异常判断模块，用于若所述至少两个通电状态信号表征的通电状态不一致，且至少一个甲烷浓度信号均超过对应阈值，则判断表征所述采煤工作面为通电状态的通电状态信号为异常信号；
第二获取模块，用于获取所述采煤工作面的通风机状态或风筒风量；
第三异常判断模块，用于若所述至少两个通电状态信号均表征所述采煤工作面为通电状态，且所述采煤工作面的通风机停机和/或所述风筒风量小于预设风量阈值，则确定风电闭锁状态存在异常；
第四异常判断模块，用于若所述至少两个通电状态信号表征的通电状态不一致，且所述采煤工作面的通风机停机和/或所述风筒风量小于预设风量阈值，则确定表征所述采煤工作面为通电状态的通电状态信号为异常信号。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如权利要求1至6任一所述井下异常信号的识别方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至6任一所述井下异常信号的识别方法的步骤。
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