CN115660241A - 一种数字化矿山巡检系统及实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种数字化矿山巡检系统及实现方法,属于数字化矿山管理技术领域。所述系统包括:便携终端、无人飞行器、调度数字平台,所述便携终端通过矿山定位系统与调度数字平台进行联网通讯,并将巡检实时信息与调度指令即时上传至现场巡检人员,所述无人飞行器搭载成像装置用于矿山现场数据的获取与传输,将矿山现场故障点位置及故障状态等信息上传调度数字平台,调度数字平台包括分析模块、巡检调度模块,巡检调度模块订制无人飞行器巡检信息,加载至无人飞行器,无人飞行器接收巡检信息,所述分析模块用于判定无人飞行器巡检传输的数据,确定距离故障点位置最近的巡检人员,将判定数据输出至便携终端。
Description
技术领域
本发明属于数字化矿山管理技术领域,具体涉及一种数字化矿山巡检系统及实现方法。
背景技术
数字化矿山建设是现代矿山冶金工业发展的主导方向,也是我国重要的发展战略。受常规开采和冶炼技术的制约,目前许多矿山生产管理仍然处于传统技术水平,且较难以实现数字化改造。以露天堆浸生产工艺为例,由于占地面积广、生产周期长、生产设施安装分散、现场交通条件较差,现场安全环保巡检、设备管网巡检、矿堆表面浸出溶液布液情况巡检等等重要工作大多仍完全依赖人工,特别是布液矿堆表面,由于车辆无法通行,只能靠人行走完成上述工作,不仅劳动强度大、效率低下、作业环境恶劣、亦因为浸出液往往还有有毒有害物质,在矿堆表面行走巡检不啻于野外环境作业,容易产生职业健康危害甚至安全生产事故;同时,由于露天堆浸矿堆面积较大(通常一个矿堆长500-1000米,宽100-200米,表面积50000到200000平米,一个堆浸场往往有几十上百个这个样的矿堆,总面积可达几平方公里甚至十几平方公里),且地势高低起伏,工人站在矿堆表面想要通过观察整个矿堆的布液均匀度和强度往往非常困难。而堆面管网布液的均匀度和强度是影响浸出效果的关键因素,举例来说:如果一个矿堆表面布液管网发生堵塞,造成10%的矿堆表面没有浸出液,如果未能在短时间内通过巡检发现,将会造成10%左右的资源回收率损失,对于逐层筑堆的永久堆浸生产,这一损失在后续生产中将无法追回,从而影响生产效益。
与此同时,对于较为分散的矿山生产系统,局部存在的安全环保隐患或事故通过人工巡检难以及时发现,从而有可能造成更为严重的后果;与此同时,巡检人员分散在较大面积的恶劣作业环境中,当发生危险时通过行走搜救将大大延迟救援速度。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是:提供一种数字化矿山巡检系统及实现方法用于解决传统矿山数字化建设难题,并能提高巡检效率,降低安全环保风险和巡检人员劳动强度。
(二)技术方案
为解决上述技术问题,本发明提供一种数字化矿山巡检系统,其包括:便携终端、无人飞行器、矿山定位系统、调度数字平台;
所述便携终端通过矿山定位系统与调度数字平台进行联网通讯,并将巡检实时信息与调度指令即时上传至现场巡检人员;
所述无人飞行器搭载成像装置用于矿山现场数据的获取与传输,将矿山现场故障点位置及故障状态信息上传调度数字平台;
所述调度数字平台包括分析模块、巡检调度模块;
所述巡检调度模块订制无人飞行器巡检信息,加载至无人飞行器,无人飞行器接收巡检信息,所述分析模块根据接收到的矿山现场故障点位置确定距离故障点位置最近的巡检人员,将故障状态信息输出至对应巡检人员的便携终端。
所述数字化矿山巡检系统还包括现场工业网络;
所述无人飞行器搭载成像装置结合矿山定位系统对堆场区域进行全域地理信息扫描,传输至调度数字平台,所述调度数字平台生成虚拟现实人机界面数字化模型,结合矿山堆场生产装置总图编码对堆场区域进行网格化定位,并加载至分析模块和巡检调度模块;
所述巡检调度模块将巡检信息通过工业网络上传加载至无人飞行器,无人飞行器执行自动巡检任务,通过成像装置实时将巡检数据回传调度数字平台,在虚拟现实人机界面显示,所述分析模块识别和定位故障点,并生成任务包,现场巡检人员通过便携终端确认接收任务包,并沿分析模块给出的优化路径到达故障点完成故障点修复,通过便携终端上传任务完成状态,无人飞行器同时获得相关修复完成信息后定点获取成像确认修复任务结束。
所述调度数字平台还包括数据库、数据通讯模块;
所述数据库用于汇总存储获取的各类数据;
所述数据通讯模块用于与便携终端、无人飞行器获取数据传输与下载,与现场工业网络的联网与通讯。
其中,所述任务包包括堆场单元堆编号、故障点位地理坐标、故障类型、故障等级、修复故障问题的作业表信息。
其中,所述无人飞行器确认检修任务结束后将信息反馈至巡检调度模块,巡检模块派发下一个故障点任务包。
其中,所述分析模块根据巡检人员当前工作状态、距离作业点位距离、下一项任务包是否存在的情况向巡检人员发送任务包。
其中,当堆场地貌因为新层筑堆发生变化时,对堆场区域局部或全局更新,堆场原有数据和数字化模型在数据库平台进行存档。
一种矿山巡检实现方法所述实现方法基于所述的数字化矿山巡检系统实施,其包括以下步骤:
步骤1:无人飞行器搭载成像装置通过矿山定位系统对堆场区域进行全域地理信息扫描,扫描信息传输至数据库中;
步骤2:通过步骤1中无人飞行器扫描信息在调度数字平台中生成虚拟现实人机界面数字化模型,结合矿山堆场生产装置总图编码对堆场区域进行网格化定位;
步骤3:巡检调度模块将巡检信息通过工业网络上传加载至无人飞行器,无人飞行器接受巡检信息执行自动巡检任务,通过成像装置实时将巡检数据回传调度数字平台并在虚拟现实人机界面显示,分析模块识别和定位故障点,并生成任务包输出至便携终端;
步骤4:现场巡检人员通过便携终端确认接收任务包,并沿分析模块给出的优化路径到达故障点完成故障点修复,通过便携终端上传任务完成状态,无人飞行器同时获得相关修复完成信息后定点获取成像确认修复任务结束。
所述步骤2中当堆场地貌因为新层筑堆发生变化时,在调度数字平台对堆场区域局部或全局更新,堆场原有数据和数字化模型在数据库平台进行存档。
(三)有益效果
与现有技术相比较,本发明具备如下有益效果:
1)数字化巡检代替常规人工巡检,有效提高作业效率,降低生产装置故障率,保障生产稳定性,从而提高运营绩效和经济效益;
2)通过无人飞行器将巡检方式从地面改为空中,获得常规人工巡检无法获得的高度和广度,通过其搭载的各种成像装置,获得人眼无法观测到的信息并加以数字化处理和分析,通过图像分析技术,获得更为丰富的巡检信息,故障的判断更为准确。
3)通过便携终端、空中无人飞行器、现场工业网络、矿山定位系统和调度数字平台,对数字矿山系统进行集中管理,设备、软件进行统一管控,信息共享、资源整合,集中调配,提高巡检效率,提升数字化矿山管理水平。
4)提供了完善的人员设备生产安全和环保事故、事件和隐患报警、应急处置和救援系统,保障人员和设备的安全与及时救援,提升安全环保效益。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚,下面结合实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
实施例1
为解决上述技术问题,本实施例提供一种数字化矿山巡检系统,其包括:便携终端、无人飞行器、矿山定位系统、调度数字平台;
所述便携终端通过矿山定位系统与调度数字平台进行联网通讯,并将巡检实时信息与调度指令即时上传至现场巡检人员;
所述无人飞行器搭载成像装置用于矿山现场数据的获取与传输,将矿山现场故障点位置及故障状态信息上传调度数字平台;
所述调度数字平台包括分析模块、巡检调度模块;
所述巡检调度模块订制无人飞行器巡检信息,加载至无人飞行器,无人飞行器接收巡检信息,所述分析模块根据接收到的矿山现场故障点位置确定距离故障点位置最近的巡检人员,将故障状态信息输出至对应巡检人员的便携终端。
所述数字化矿山巡检系统还包括现场工业网络;
所述无人飞行器搭载成像装置结合矿山定位系统对堆场区域进行全域地理信息扫描,传输至调度数字平台,所述调度数字平台生成虚拟现实人机界面数字化模型,结合矿山堆场生产装置总图编码对堆场区域进行网格化定位,并加载至分析模块和巡检调度模块;
所述巡检调度模块将巡检信息通过工业网络上传加载至无人飞行器,无人飞行器执行自动巡检任务,通过成像装置实时将巡检数据回传调度数字平台,在虚拟现实人机界面显示,所述分析模块识别和定位故障点,并生成任务包,现场巡检人员通过便携终端确认接收任务包,并沿分析模块给出的优化路径到达故障点完成故障点修复,通过便携终端上传任务完成状态,无人飞行器同时获得相关修复完成信息后定点获取成像确认修复任务结束。
所述调度数字平台还包括数据库、数据通讯模块;
所述数据库用于汇总存储获取的各类数据;
所述数据通讯模块用于与便携终端、无人飞行器获取数据传输与下载,与现场工业网络的联网与通讯。
其中,所述任务包包括堆场单元堆编号、故障点位地理坐标、故障类型、故障等级、修复故障问题的作业表信息。
其中,所述无人飞行器确认检修任务结束后将信息反馈至巡检调度模块,巡检模块派发下一个故障点任务包。
其中,所述分析模块根据巡检人员当前工作状态、距离作业点位距离、下一项任务包是否存在的情况向巡检人员发送任务包。
其中,当堆场地貌因为新层筑堆发生变化时,对堆场区域局部或全局更新,堆场原有数据和数字化模型在数据库平台进行存档。
一种矿山巡检实现方法所述实现方法基于所述的数字化矿山巡检系统实施,其包括以下步骤:
步骤1:无人飞行器搭载成像装置通过矿山定位系统对堆场区域进行全域地理信息扫描,扫描信息传输至数据库中;
步骤2:通过步骤1中无人飞行器扫描信息在调度数字平台中生成虚拟现实人机界面数字化模型,结合矿山堆场生产装置总图编码对堆场区域进行网格化定位;
步骤3:巡检调度模块将巡检信息通过工业网络上传加载至无人飞行器,无人飞行器接受巡检信息执行自动巡检任务,通过成像装置实时将巡检数据回传调度数字平台并在虚拟现实人机界面显示,分析模块识别和定位故障点,并生成任务包输出至便携终端;
步骤4:现场巡检人员通过便携终端确认接收任务包,并沿分析模块给出的优化路径到达故障点完成故障点修复,通过便携终端上传任务完成状态,无人飞行器同时获得相关修复完成信息后定点获取成像确认修复任务结束。
所述步骤2中当堆场地貌因为新层筑堆发生变化时,在调度数字平台对堆场区域局部或全局更新,堆场原有数据和数字化模型在数据库平台进行存档。
实施例2
某大型湿法炼铜矿山项目系典型的采矿-选矿-冶炼一体化过程装置,其核心工艺是露天永久逐层筑堆浸出生产,核心区域是露天永久堆场,占地面积20余平方公里,依地势建有60余个高低不等、相对独立的矿堆称为单元堆,每个单元堆平均尺寸为长700-1000米,宽100-300米,面积为70000-300000平米。
由于堆场占地面积广,地形地势复杂,堆面矿石起伏,大部分区域车辆无法行驶及至,加之项目所处地为亚热带,常年温度在30-40 度左右,常规巡检方法靠工人在堆面行走,不仅效率低下、劳动强度大、作业环境恶劣,作业人员长时间暴露于高温和有害溶液环境下极易发生危险,而且受地形地势和人眼高度及可视光谱范围限制,无法获得单元堆全面的布液和生产情况,难以获得客观的浸出效果评价;同时在较为广阔的单元堆表面,通过人员行走摸排故障点,大部分时间属于无用功,实践中往往发生故障点难以被发现的情况,在发现故障点后,如何将准确位置报给维修人员也非常困难,造成故障排除效率低下;同时由于人员分散作业,当发生危险时,难以及时发现并实施救援。
借助现场工业网络和矿山定位系统,通过无人飞行器搭载高分辨率可见光成像装置或者倾斜摄影成像装置对堆场区域进行全域地理信息扫描,回传至调度数字平台,通过调度数字平台以及专业软件,生成虚拟现实人机界面数字化模型,结合现场生产装置总图编码对堆场区域进行网格化定位管理,并加载在线分析和巡检调度模块,当堆场地貌因为新层筑堆等生产过程发生变化时,可以采用上述方法进行局部或全局更新,原有数据和模型在数据库平台进行存档。
在巡检调度功能平台下订制无人飞行器巡检任务,通过工业网络上传加载至无人飞行器,确认无误后无人飞行器执行自动巡检任务。无人飞行器搭载的高分辨率可见光、红外/远红外、高光谱/多光谱成像装置和定位系统四位一体实时将巡检数据回传服务器,在调度数字平台虚拟现实人机界面显示,通过分析模块自动识别和定位故障点,并生成任务包,主要包括单元堆编号、地理坐标、故障类型、故障等级、作业表,结合现场巡检人员持有的便携终端反馈实时信息,合理优化任务包派发策略,包括当前故障点和下一个故障点行动路线,确保最近的巡检人员获取任务包并明确人力物力需求。
现场巡检人员通过便携终端确认接收任务包,并沿优化路径快速到达故障点,按照标准作业流程规范完成故障点修复,通过便携终端上传任务完成状态,无人飞行器亦同时获得相关信息后定点获取成像予以确认检修任务结束,然后派发下一个故障点任务包,巡检人员通过同样的响应方法继续作业,整个过程中实现巡检人员以最少行走距离完成最多任务包的优化模式。
所述“故障”包括人员设备安全、环保事故、事件、故障、隐患;所述“任务包”包括常规检修、事故紧急处置、人员设备应急救援,系统根据故障类型和优先级发送不同任务包,所有故障类型和任务包在调度数字平台进行预设和新增以及修订,实现标准化、流程化。
通过上述四位一体成像和定位,对各单元堆表面布液均匀度和强度进行数字化处理分析,利用温度分布和/或多光谱分析软件获得单元堆表面全局布液形态定量分析结果,研判故障排除前后布液效果变化,将之与浸出产率和资源回收率提升效果进行耦合分析,进而评价经济效益提升效果。
根据故障分布区域、频次,适当调整无人飞行器巡检飞行路线和姿态控制参数,不断优化巡检效率和效果。
作业过程中便携终端实时监测和上传人员身体状态数据,据此给出预警、报警和救援指令。
无人飞行器巡检过程中亦对现场巡检人员、设备设施安全环保状态进行实时可视化和数字化监测,据此给出预警、报警和救援指令,并辅助参与应急处置和紧急救援。
根据巡检范围、飞行频次、续航时长,通过调度数字平台实现多台套无人飞行器同时作业、有序返航至现场固定式无人飞行器工作站或移动式无人飞行器车载工作站进行续航能力恢复、维保和复飞。
经过测算,采用本发明巡检技术方案后,堆场资源回收率提升 1-5%,产量提升约3000吨铜/年,每年产值增加约3000万美金,经济效益明显;同时现场无人员发生中暑、受伤大亨事故,设备设施安全环保风险多控制在隐患阶段便得以发现和接触,安全环保和社会效益明显。
便携终端由现场巡检人员配备,具备身体特征监测、定位、任务收发、即时通讯、报警等功能,携带方便,易于操作。用于人身安全监护、应急救援、巡检维护任务接收、执行、报告等目的。便携终端通过现场工业网络和矿山定位系统与调度数字平台进行联网通讯,上传现场人员、巡检实时信息,接收调度指令。
所述便携终端由现场巡检人员配备,具备身体特征监测、定位、任务收发、即时通讯、报警等功能,携带方便,易于操作。用于人身安全监护、应急救援、巡检维护任务接收、执行、报告等目的。便携终端通过现场工业网络和矿山定位系统与调度数字平台进行联网通讯,上传现场人员、巡检实时信息,接收调度指令。
所述无人飞行器搭载成像装置由飞行装置、控制系统、高分辨率成像装置、影像传输系统组成,由控制室调度数字平台进行控制,亦可由现场无人飞行器操作员进行控制,用于实现现场数据的获取和传输,利用智能控制、高度、速度、高分辨率优势,实现巡检过程的自动化、高效化、精确化,通过将现场故障点位置、故障状态等信息上传调度数字平台。
优选的,由于矿山所处位置一般不会发生改变,所述无人飞行器可以通过设定巡检飞行任务包,包括飞行路线轨迹、高度、飞行姿态、成像装置工作参数等,可以在室内通过控制器预设,也可以通过实时记录实地飞行过程并再现的方式,上述所有设置项均可以实现实时调整修订和保存。
优选的,所述无人飞行器支持北斗系统(BDS)、格洛纳斯系统 (GLONASS)、全球定位系统(GPS);带自动起降功能,避障和自我保护功能;含双RTK功能;有载荷时有效飞行作业时间超过120分钟;最大起降速度>4m/s;正常巡航速度25m/s;最快飞行速度>35m/s;遥测最大控制半径>10km;最大航程>20km;最大海拔升限>5000m;定位精度:1cm±1ppm;悬停精度:垂直±1m,水平±1.5m;最大抗风能力>6级。
优选的,矿山现场可以根据巡检区域范围、巡检飞行路线和现场交通或公辅条件,可采用固定式无人飞行器工作站或移动式无人飞行器车载工作站,具备无人飞行器的续航能力恢复、通讯中继、高精度定位和现场飞行控制、实时图像传输和分析等功能。
优选的,所述无人飞行器可同时搭载一种或多种成像装置,亦或是组合成像装置。可选高分辨率可见光成像装置,40倍以上变焦、3000 万以上像素;可选红外远红外成像装置,光谱带7.5–13.5μm;可选多光谱/高光谱成像装置,光谱带包括蓝、绿、红、近可见光(Edge)、近红外(Near-IR);可选倾斜摄影成像装置,CCD数量5,尺寸Aps-c,单像素2400万,角度45度。
优选的,成像装置具备人像捕捉、定位、跟踪功能,与便携式终端握手通讯,并能实时获取并回传温感、光感信息给调度数字平台,用于人身安全监护、应急救援。
优选的,所有成像装置可通配无人飞行器快速拆装接口,兼容定位功能,并具备实时成像和回传功能。
所述工业网络可以是私有网络,也可以是公共网络。工业网络为便携终端、飞行器搭载成像装置和调度数字平台之间提供联网通讯平台。所述工业网络为4G及以上私有网络,具备更好传输性能,以及稳定性和安全性。
所述矿山定位系统可选北斗系统(BDS)、格洛纳斯系统 (GLONASS)、全球定位系统(GPS),作为本发明一种优选方案,所述矿山定位系统可选绝对坐标、相对坐标和自定义坐标,可以为巡检系统提供矿区生产装置编码、名称、位置等所谓工业装置坐标,也可以提供各类地理坐标。
所述调度数字平台包括分析模块和巡检调度模块、虚拟现实人机交互界面、应急处置功能模块。
所述调度数字平台用于传输汇总存储数据、实现数据共享,减少数据冗余度,数据实现集中管理和控制,亦可保证数据的安全性和可靠性;调度数字平台包括数据库、数据通讯模块、分析模块,所述数据通讯模块用于各模块、调度数字平台与现场便携终端、现场无人飞行器及其搭载成像装置的定位、联网与通讯,包括数据回传和下载。
所述分析模块和巡检调度模块具备巡检回传图像信息的在线分析和人工+智能研判,提供准确的故障等级、故障类型、故障描述、所处位置,评估并生成维修工作所需人力物力清单,根据现场便携终端设备返回定位信息和无人飞行器实时图像信息,确定最近的检修人员,向其定向发送任务包,接收并反馈现场巡检人员响应情况,作业完成后,接收现场巡检人员通过编写终端发送的任务包完成报告。
优选的,调度数字平台可以通过对历史巡检、任务包发包、现场检修完成情况、人力物力消耗记录等关键信息进行数据分析,形成准确量化、标准化、流程化的常见故障及作业表单,将其传输至智能在线分析和巡检调度模块,减少人工分析工作量,提高过程自动化率和效率,提高巡检任务的可控性和可预测性;同时新增任务包发包和完成情况及时反馈数据库平台,利用平台专家诊断功能和数据库机器学习功能,对标准故障及作业表单形成动态优化,从而不断提高现场的巡检效率。
优选的,调度数字平台搭载地理信息和图像处理软件,可以对无人飞行器搭载成像装置回传的地理信息和图像进行建模计算,生成 3D矿山模型,基于此生成虚拟现实人机界面底层数字化模型平台。
优选的,现场巡检人员持有的便携式终端自动对服务器系统通过现场工业网络发送的任务包排遣接收和响应情况生成巡检人员实时工作状态,如待命、巡查中、检修作业中,由巡检调度模块根据巡检人员当前工作状态、距离目标作业点位距离和交通可进入、下一项任务包是否存在时间、优先级、地点上的冲突,自动优化选择巡检人员发送任务包,如为成功相应接收,则自动寻找次一级最优巡检人员并发送任务包,计算原则是现场每一名巡检人员在同样的行程范围内完成最多任务包,同时通过通讯握手确定和反馈上一级巡检人员任务包接收失败原因,便于及时处置。
优选的,任务包信息包括任务编号、故障所处工艺装置编号、坐标、优化路线、作业内容、要求和主管联系人等信息,任务包定义包括常规巡检任务和紧急情况下的报警和抢修、搜救等应急处置任务,特别涉及安全、环保和作业人员健康状态和人身安全,在系统中级别定义为最高,要求能够快速响应,及时处置。
所述虚拟现实人机交互界面基于服务器系统和数据库平台,利用无人飞行器及其搭载各类成像系统,结合矿山定位系统,获取现场地理信息,通过数字化方法生成3D虚拟矿山,通过地理信息技术方法对现场各类生产装置信息、便携终端实时信息用于表征巡检人员定位及其当前身体特征参数和任务包执行状态、无人飞行器及其搭载成像装置实时信息包括飞行参数、工作状态、实现数字化、网格化和图层化,并能根据需要加载到虚拟矿山,形成虚拟现实矿山模型,在此基础上配有人机交互界面。优选的,可以实现现场远程控制权切换、调取和显示无人飞行器搭载成像装置实时画面、飞行巡检任务订制、调整、上传、终止、飞行器自动返航、当前各巡检任务包完成进度情况,矿山现场装置、便携终端、无人飞行器位置实时显示和查询。
优选的,由于开采过程、生产规模、工艺过程等发生变化导致矿山现场设施、生产布局等总图或地表特征发生变化时,可以利用无人飞行器及搭载成像装置对变化区域或者全域进行地理信息搜集和数字化处理,传入虚拟现实交互系统,对变化区域或者全域数据进行更新,原有数据可以在服务器系统和数据库平台进行存档,可以以时间点、区域坐标等特征值进行回溯查询,并与现有数据进行交叉对比。
所述应急处置功能模块是针对现场出现的人员设备生产安全和环保事故、事件和隐患,具备报警、搜救和现场救援组织功能,在服务器和调度平台任务序列中优先级别最高。
优选的,便携终端具有的人体特征监测功能可以实时获取巡检人员身体健康状况数据并通过现场工业网络和矿山定位系统上传至调度数字平台,便携终端和调度数字平台均有健康监测和报警功能,根据异常情况等级自动触发终端自提醒、现场和远程报警,如心率或体温超出正常范围,或者终端持有者在合理时间段内无自然移动动作,便携终端便会通过手动或自动切换进入紧急求救热点模式,向外广播报警信号,同时远程调度数据平台亦触发报警和救援功能,附近值飞无人飞行器在接收到现场或远程报警信号后根据定位信息自动导航至求救热点位置,并将实时成像信息回传至调度数据平台的虚拟现实人机界面,为现场搜救提供准确的人员基本信息、定位信息和最优救援路线和预估时间,便于迅速开展救援,最短时间内帮助现场人员脱离危险。
其中现场生产装置总图编码为现场生产装置及区域的名称及编号。
以上所述仅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技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种数字化矿山巡检系统,其特征在于,其包括:便携终端、无人飞行器、矿山定位系统、调度数字平台;
所述便携终端通过矿山定位系统与调度数字平台进行联网通讯,并将巡检实时信息与调度指令即时上传至现场巡检人员;
所述无人飞行器搭载成像装置用于矿山现场数据的获取与传输,将矿山现场故障点位置及故障状态信息上传调度数字平台;
所述调度数字平台包括分析模块、巡检调度模块;
所述巡检调度模块订制无人飞行器巡检信息,加载至无人飞行器,无人飞行器接收巡检信息,所述分析模块根据接收到的矿山现场故障点位置确定距离故障点位置最近的巡检人员,将故障状态信息输出至对应巡检人员的便携终端。
2.如权利要求1所述的数字化矿山巡检系统,其特征在于,所述调度数字平台还包括现场工业网络;
所述无人飞行器搭载成像装置结合矿山定位系统对堆场区域进行全域地理信息扫描,传输至调度数字平台,所述调度数字平台生成虚拟现实人机界面数字化模型,结合矿山堆场生产装置总图编码对堆场区域进行网格化定位,并加载至分析模块和巡检调度模块;
所述巡检调度模块将巡检信息通过工业网络上传加载至无人飞行器,无人飞行器执行自动巡检任务,通过成像装置实时将巡检数据回传调度数字平台,在虚拟现实人机界面显示,所述分析模块识别和定位故障点,并生成任务包,现场巡检人员通过便携终端确认接收任务包,并沿分析模块给出的优化路径到达故障点完成故障点修复,通过便携终端上传任务完成状态,无人飞行器同时获得相关修复完成信息后定点获取成像确认修复任务结束。
3.如权利要求2所述的数字化矿山巡检系统,其特征在于,所述调度数字平台还包括数据库、数据通讯模块;
所述数据库用于汇总存储获取的各类数据;
所述数据通讯模块用于与便携终端、无人飞行器获取数据传输与下载,与现场工业网络的联网与通讯。
4.如权利要求3所述的数字化矿山巡检系统,其特征在于,所述任务包包括堆场单元堆编号、故障点位地理坐标、故障类型、故障等级、修复故障问题的作业表信息。
5.如权利要求4所述的数字化矿山巡检系统,其特征在于,所述无人飞行器确认检修任务结束后将信息反馈至巡检调度模块,巡检模块派发下一个故障点任务包。
6.如权利要求5所述的数字化矿山巡检系统,其特征在于,所述分析模块根据巡检人员当前工作状态、距离作业点位距离、下一项任务包是否存在的情况向巡检人员发送任务包。
7.如权利要求6所述的数字化矿山巡检系统,其特征在于,当堆场地貌因为新层筑堆发生变化时,对堆场区域局部或全局更新,堆场原有数据和数字化模型在数据库平台进行存档。
8.一种矿山巡检实现方法,其特征在于,所述实现方法基于权利要求中1-7任意一项所述的数字化矿山巡检系统实施,其包括以下步骤:
步骤1:无人飞行器搭载成像装置通过矿山定位系统对堆场区域进行全域地理信息扫描,扫描信息传输至数据库中;
步骤2:通过步骤1中无人飞行器扫描信息在调度数字平台中生成虚拟现实人机界面数字化模型,结合矿山堆场生产装置总图编码对堆场区域进行网格化定位;
步骤3:巡检调度模块将巡检信息通过工业网络上传加载至无人飞行器,无人飞行器接受巡检信息执行自动巡检任务,通过成像装置实时将巡检数据回传调度数字平台并在虚拟现实人机界面显示,分析模块识别和定位故障点,并生成任务包输出至便携终端;
步骤4:现场巡检人员通过便携终端确认接收任务包,并沿分析模块给出的优化路径到达故障点完成故障点修复,通过便携终端上传任务完成状态,无人飞行器同时获得相关修复完成信息后定点获取成像确认修复任务结束。
9.如权利要求8所述的数字化矿山巡检方法,其特征在于,所述步骤2中当堆场地貌因为新层筑堆发生变化时,在调度数字平台对堆场区域局部或全局更新,堆场原有数据和数字化模型在数据库平台进行存档。
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