CN114548525A - 一种智能矿井综合管理平台展示系统 - Google Patents

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CN114548525A CN202210097959.6A CN202210097959A CN114548525A CN 114548525 A CN114548525 A CN 114548525A CN 202210097959 A CN202210097959 A CN 202210097959A CN 114548525 A CN114548525 A CN 114548525A
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Abstract

本发明提供了一种智能矿井综合管理平台展示系统，属于矿井监测技术领域。包括统一入口模块和综合性数据共享平台，所述统一入口模块用于实现各管理子系统的统一登录，分开调用，实现系统的数据互联互通，打破数据孤岛；所述综合性数据共享平台用于集成矿压、瓦斯、人员定位、广播、视频监控、综合自动化子系统数据，进行综合展示，统一监控管理，所述综合性数据共享平台采用3D建模和标点技术，将后端调用子系统数据并统计处理后在前端进行展示。本申请能够实现矿区工业广场和井下巷道模型3D建模、对生产试试监控、安全监控子系统和故障信息面板的数据集成展示，解决数据孤岛及共享平台缺失问题。

Description

一种智能矿井综合管理平台展示系统
技术领域
本申请涉及矿井监测技术领域，具体而言，涉及一种智能矿井综合管理平台展示系统。
背景技术
矿山信息化建设组态软件系统繁多：采、掘、机、运、通等各个专业独立软件子系统众多，但是还是存在一下问题：
数据孤岛严重：煤炭生产经营各个专业各自为政，数据交互困难；
共享平台缺失：数据冗余度高、系统操作复杂、缺乏综合性数据共享平台。
发明内容
为了弥补以上不足，本申请提供了一种智能矿井综合管理平台展示系统。
本申请实施例提供了一种智能矿井综合管理平台展示系统，包括统一入口模块和综合性数据共享平台，所述统一入口模块用于实现各管理子系统的统一登录，分开调用，实现系统的数据互联互通，打破数据孤岛；
所述综合性数据共享平台用于集成矿压、瓦斯、人员定位、广播、视频监控、综合自动化子系统数据，进行综合展示，统一监控管理，所述综合性数据共享平台采用3D建模和标点技术，将后端调用子系统数据并统计处理后在前端进行展示；
所述综合性数据共享平台包括矿压监测模块、人员定位模块、瓦斯监控模块、视频监控模块、3D引擎模块、数据融合模块、广播发送模块。
在一种具体的实施方案中，所述矿压检测模块用于对矿井环境参数进行检测，并对检测数据进行分析、存储和显示；所述人员定位模块用于对矿井下人员进行定位，并根据定位信息，确定人员个数；所述瓦斯监控模块用于对矿井下的瓦斯浓度进行检测并显示瓦斯浓度的含量；所述视频监控模块用于通过摄像机设备对矿井下的情况进行实时监控。
在一种具体的实施方案中，所述3D引擎模块基于XNA图形框架的引擎基础功能、引擎的操控、场景的渲染，通过导入矿井既有的地质测量及建设数据，进行动态建模，生成矿井3D模型；所述数据融合模块用于将3D引擎模块生成的3D模型与采集的数据、输出的预警信息进行融合，输出到矿压检测模块进行展示；所述广播发送模块用于当预测数据达到报警标准时，输出报警广播以及输出通知信息。
在一种具体的实施方案中，所述矿压检测模块中对矿井环境参数进行检测包括工作阻力检测、顶板离层检测、锚杆应力检测和钻孔应力检测。
在一种具体的实施方案中，所述人员定位模块包括人员定位卡、读卡器和定位存储器，所述人员定位卡至少设置有两个，至少两个所述人员定位卡之间相连接，所述读卡器与所述人员定位卡相连接，所述读卡器用于获取所述人员定位卡和所述人员定位卡对应的中井下人员信息，所述定位存储器与所述读卡器相连接，所述定位存储器用于接收所述读卡器发送的人员定位卡对应井下人员信息，并对所述信息进行分析处理，获得所述人员定位卡对应井下人员行动轨迹。
在一种具体的实施方案中，所述人员定位卡包括接收器、ID信息芯片、计时器、时钟、存储器及发射器；所述接收器在其它人员定位卡进入当前人员的定位卡感知范围时，获取其它人员定位卡对应的井下人员信息，并将所述获取的井下人员信息以其他井下人员信息进行存储，所述ID信息芯片标识所述人员定位卡ID信息，所述计时器记录所述人员定位卡的移动时间，所述时钟记录当前时间，所述存储器与所述接收器相连接，存储所述接收器接收的第二井下人员信息，所述发射器分别与所述ID信息芯片、计时器、时钟和存储器相连接，对所述ID信息芯片中的ID信息、计时器记录的时间、存储器存储的第二井下人员信息进行发送。
在一种具体的实施方案中，所述瓦斯监控模块包括瓦斯气体检测单元、通风换气单元和处理单元，所述瓦斯气体检测单元包括瓦斯传感器，所述瓦斯传感器用于检测矿井下的瓦斯浓度，所述通风换气单元用于对矿井下的空气进行排出并通入正常的空气，所述瓦斯传感器检测的瓦斯浓度含量过高时，通过处理单元接收信息，将信号传递给通风换气单元，进行通风换气，保证矿井下的瓦斯含量在正常范围。
在一种具体的实施方案中，所述综合性数据共享平台还包括预警模块，所述预警模块包括广播接收单元、预警管理单元和预警显示单元，所述广播接收单元用于实时接收所述广播发送模块输出的报警广播，所述预警管理单元用于管理接收到的预警信息，所述预警显示单元基于三维可视化仿真，展示矿井内各监测点的预警信息。
在一种具体的实施方案中，所述3D引擎模块采用稀疏度自适应的压缩感知算法，对矿井无人化综采工作面物理实体的三维模型图像进行采样、压缩与重构，生成矿井3D模型，改善监控图像的清晰度与抗噪性能。
在一种具体的实施方案中，所述综合性数据共享平台采用卷积神经网络深度学习算法，对多源检测数据、状态数据以及历史数据进行数据挖掘，通过训练和优化仿真模型实现系统的自学习和自优化，提高系统的智能监控精准性和鲁棒性。
有益效果：
本申请通过采用3D建模和标点技术，后端通过调用子系统数据并统计处理后在前端展示，实现了矿区工业广场和井下巷道模型3D建模、对生产试试监控、安全监控子系统和故障信息面板的数据集成展示，解决了数据孤岛及共享平台缺失问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施方式的技术方案，下面将对实施方式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是本申请实施方式提供的结构框图；
图2为本申请实施方式提供的综合性数据共享平台的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施方式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方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参阅图1-2，本申请提供一种智能矿井综合管理平台展示系统，包括统一入口模块和综合性数据共享平台，所述统一入口模块用于实现各管理子系统的统一登录，分开调用，实现系统的数据互联互通，打破数据孤岛；
所述综合性数据共享平台用于集成矿压、瓦斯、人员定位、广播、视频监控、综合自动化子系统数据，进行综合展示，统一监控管理，所述综合性数据共享平台采用3D建模和标点技术，将后端调用子系统数据并统计处理后在前端进行展示；
所述综合性数据共享平台包括矿压监测模块、人员定位模块、瓦斯监控模块、视频监控模块、3D引擎模块、数据融合模块、广播发送模块。
在本申请方案中，所述矿压检测模块用于对矿井环境参数进行检测，并对检测数据进行分析、存储和显示；所述矿压检测模块中对矿井环境参数进行检测包括工作阻力检测、顶板离层检测、锚杆应力检测和钻孔应力检测；所述人员定位模块用于对矿井下人员进行定位，并根据定位信息，确定人员个数；所述瓦斯监控模块用于对矿井下的瓦斯浓度进行检测并显示瓦斯浓度的含量；所述视频监控模块用于通过摄像机设备对矿井下的情况进行实时监控；所述3D引擎模块基于XNA图形框架的引擎基础功能、引擎的操控、场景的渲染，通过导入矿井既有的地质测量及建设数据，进行动态建模，生成矿井3D模型；所述3D引擎模块采用稀疏度自适应的压缩感知算法，对矿井无人化综采工作面物理实体的三维模型图像进行采样、压缩与重构，生成矿井3D模型，改善监控图像的清晰度与抗噪性能；所述数据融合模块用于将3D引擎模块生成的3D模型与采集的数据、输出的预警信息进行融合，输出到矿压检测模块进行展示；所述广播发送模块用于当预测数据达到报警标准时，输出报警广播以及输出通知信息。
在具体设置时，所述人员定位模块包括人员定位卡、读卡器和定位存储器，所述人员定位卡至少设置有两个，至少两个所述人员定位卡之间相连接，所述读卡器与所述人员定位卡相连接，所述读卡器用于获取所述人员定位卡和所述人员定位卡对应的中井下人员信息，所述定位存储器与所述读卡器相连接，所述定位存储器用于接收所述读卡器发送的人员定位卡对应井下人员信息，并对所述信息进行分析处理，获得所述人员定位卡对应井下人员行动轨迹；所述人员定位卡包括接收器、ID信息芯片、计时器、时钟、存储器及发射器；所述接收器在其它人员定位卡进入当前人员的定位卡感知范围时，获取其它人员定位卡对应的井下人员信息，并将所述获取的井下人员信息以其他井下人员信息进行存储，所述ID信息芯片标识所述人员定位卡ID信息，所述计时器记录所述人员定位卡的移动时间，所述时钟记录当前时间，所述存储器与所述接收器相连接，存储所述接收器接收的第二井下人员信息，所述发射器分别与所述ID信息芯片、计时器、时钟和存储器相连接，对所述ID信息芯片中的ID信息、计时器记录的时间、存储器存储的第二井下人员信息进行发送。
在本申请方案中，所述瓦斯监控模块包括瓦斯气体检测单元、通风换气单元和处理单元，所述瓦斯气体检测单元包括瓦斯传感器，所述瓦斯传感器用于检测矿井下的瓦斯浓度，所述通风换气单元用于对矿井下的空气进行排出并通入正常的空气，所述瓦斯传感器检测的瓦斯浓度含量过高时，通过处理单元接收信息，将信号传递给通风换气单元，进行通风换气，保证矿井下的瓦斯含量在正常范围。
在本申请方案中，所述综合性数据共享平台还包括预警模块，所述预警模块包括广播接收单元、预警管理单元和预警显示单元，所述广播接收单元用于实时接收所述广播发送模块输出的报警广播，所述预警管理单元用于管理接收到的预警信息，所述预警显示单元基于三维可视化仿真，展示矿井内各监测点的预警信息。
在具体设置时，所述综合性数据共享平台采用卷积神经网络深度学习算法，对多源检测数据、状态数据以及历史数据进行数据挖掘，通过训练和优化仿真模型实现系统的自学习和自优化，提高系统的智能监控精准性和鲁棒性。
该一种智能矿井综合管理平台展示系统的原理及优点：本申请通过采用3D建模和标点技术，后端通过调用子系统数据并统计处理后在前端展示，实现了矿区工业广场和井下巷道模型3D建模、对生产试试监控、安全监控子系统和故障信息面板的数据集成展示，解决了数据孤岛及共享平台缺失问题。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，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，可轻易想到变化或替换，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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种智能矿井综合管理平台展示系统，其特征在于，包括统一入口模块和综合性数据共享平台，所述统一入口模块用于实现各管理子系统的统一登录，分开调用，实现系统的数据互联互通，打破数据孤岛；
所述综合性数据共享平台用于集成矿压、瓦斯、人员定位、广播、视频监控、综合自动化子系统数据，进行综合展示，统一监控管理，所述综合性数据共享平台采用3D建模和标点技术，将后端调用子系统数据并统计处理后在前端进行展示；
所述综合性数据共享平台包括矿压监测模块、人员定位模块、瓦斯监控模块、视频监控模块、3D引擎模块、数据融合模块、广播发送模块。
2.根据权利要求1所述的一种智能矿井综合管理平台展示系统，其特征在于，所述矿压检测模块用于对矿井环境参数进行检测，并对检测数据进行分析、存储和显示；所述人员定位模块用于对矿井下人员进行定位，并根据定位信息，确定人员个数；所述瓦斯监控模块用于对矿井下的瓦斯浓度进行检测并显示瓦斯浓度的含量；所述视频监控模块用于通过摄像机设备对矿井下的情况进行实时监控。
3.根据权利要求1所述的一种智能矿井综合管理平台展示系统，其特征在于，所述3D引擎模块基于XNA图形框架的引擎基础功能、引擎的操控、场景的渲染，通过导入矿井既有的地质测量及建设数据，进行动态建模，生成矿井3D模型；所述数据融合模块用于将3D引擎模块生成的3D模型与采集的数据、输出的预警信息进行融合，输出到矿压检测模块进行展示；所述广播发送模块用于当预测数据达到报警标准时，输出报警广播以及输出通知信息。
4.根据权利要求1所述的一种智能矿井综合管理平台展示系统，其特征在于，所述矿压检测模块中对矿井环境参数进行检测包括工作阻力检测、顶板离层检测、锚杆应力检测和钻孔应力检测。
5.根据权利要求1所述的一种智能矿井综合管理平台展示系统，其特征在于，所述人员定位模块包括人员定位卡、读卡器和定位存储器，所述人员定位卡至少设置有两个，至少两个所述人员定位卡之间相连接，所述读卡器与所述人员定位卡相连接，所述读卡器用于获取所述人员定位卡和所述人员定位卡对应的中井下人员信息，所述定位存储器与所述读卡器相连接，所述定位存储器用于接收所述读卡器发送的人员定位卡对应井下人员信息，并对所述信息进行分析处理，获得所述人员定位卡对应井下人员行动轨迹。
6.根据权利要求5所述的一种智能矿井综合管理平台展示系统，其特征在于，所述人员定位卡包括接收器、ID信息芯片、计时器、时钟、存储器及发射器；所述接收器在其它人员定位卡进入当前人员的定位卡感知范围时，获取其它人员定位卡对应的井下人员信息，并将所述获取的井下人员信息以其他井下人员信息进行存储，所述ID信息芯片标识所述人员定位卡ID信息，所述计时器记录所述人员定位卡的移动时间，所述时钟记录当前时间，所述存储器与所述接收器相连接，存储所述接收器接收的第二井下人员信息，所述发射器分别与所述ID信息芯片、计时器、时钟和存储器相连接，对所述ID信息芯片中的ID信息、计时器记录的时间、存储器存储的第二井下人员信息进行发送。
7.根据权利要求1所述的一种智能矿井综合管理平台展示系统，其特征在于，所述瓦斯监控模块包括瓦斯气体检测单元、通风换气单元和处理单元，所述瓦斯气体检测单元包括瓦斯传感器，所述瓦斯传感器用于检测矿井下的瓦斯浓度，所述通风换气单元用于对矿井下的空气进行排出并通入正常的空气，所述瓦斯传感器检测的瓦斯浓度含量过高时，通过处理单元接收信息，将信号传递给通风换气单元，进行通风换气，保证矿井下的瓦斯含量在正常范围。
8.根据权利要求1所述的一种智能矿井综合管理平台展示系统，其特征在于，所述综合性数据共享平台还包括预警模块，所述预警模块包括广播接收单元、预警管理单元和预警显示单元，所述广播接收单元用于实时接收所述广播发送模块输出的报警广播，所述预警管理单元用于管理接收到的预警信息，所述预警显示单元基于三维可视化仿真，展示矿井内各监测点的预警信息。
9.根据权利要求1所述的一种智能矿井综合管理平台展示系统，其特征在于，所述3D引擎模块采用稀疏度自适应的压缩感知算法，对矿井无人化综采工作面物理实体的三维模型图像进行采样、压缩与重构，生成矿井3D模型，改善监控图像的清晰度与抗噪性能。
10.根据权利要求1所述的一种智能矿井综合管理平台展示系统，其特征在于，所述综合性数据共享平台采用卷积神经网络深度学习算法，对多源检测数据、状态数据以及历史数据进行数据挖掘，通过训练和优化仿真模型实现系统的自学习和自优化，提高系统的智能监控精准性和鲁棒性。
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