CN117116025A - 一种矿用水位异常预警系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种矿用水位异常预警系统及方法，涉及安全预警技术领域。所述系统包括：水位传感器，可在当前检测周期内，检测多个隔爆水棚的初始水位信号和结束水位信号。处理器，可根据隔爆水棚的位置和预设监测位置确定隔爆水棚的权重，并确定水位状况评分和隔爆水棚泄露状况评分，并确定水位异常状况评分，以生成水位预警信号。报警装置，可产生预警消息。根据本发明，能够实时准确检测各个隔爆水棚的水位状况，并确定隔爆水棚的泄露状况，从而可在状况异常时发出预警，可及时提示补水和维护，降低检测投入的人力物力以及时间，提高检测的效率，确保隔爆水棚在煤矿巷道发生爆炸时能够起到放止爆炸范围扩大的作用。

Description

一种矿用水位异常预警系统及方法

技术领域

本发明涉及安全预警技术领域，尤其涉及一种矿用水位异常预警系统及方法。

背景技术

为了减少煤矿的巷道里发生意外爆炸时造成的损失，可设置井下隔爆水棚，同时还要经常检查隔爆水棚里面的水量是否足够，从而使隔爆水棚起到在矿井下发生爆炸、起火等危险时，减少爆炸损失的作用。如果水量过少则需要及时补水，还要确定水量不足的原因是蒸发等自然现象，还是故障现象。根据相关技术，只能通过人力对隔爆水棚的水位进行检测并且确定水量不够的原因。然而，大量的隔爆水棚不仅需要投入大量人力物力进行检测，而且确定水量不足的原因是较为困难的，检测效率低下，且检测不及时还可能造成安全隐患。

发明内容

本发明提供一种矿用水位异常预警系统及方法，能够解决隔爆水棚的水位检测所需人力物力较多，检测效率低下的问题。

根据本发明的第一方面，提供一种矿用水位异常预警系统,包括：

分别设置于多个隔爆水棚中的水位传感器、处理器和报警装置；

其中，所述水位传感器用于：

在当前检测周期开始时，检测矿井巷道顶部设置的多个隔爆水棚的初始水位信号，并在当前检测周期结束时，检测所述多个隔爆水棚的结束水位信号，并将所述初始水位信号和所述结束水位信号发送至所述处理器；

所述处理器位于矿井之外，用于：

根据所述隔爆水棚在所述矿井巷道中的位置，以及预设的监测位置，确定各个隔爆水棚的权重；

根据各个隔爆水棚的权重，以及各个隔爆水棚的结束水位信号，确定水位状况评分；

根据各个隔爆水棚的权重，以及各个隔爆水棚的初始水位信号和结束水位信号，确定隔爆水棚泄露状况评分；

根据所述水位状况评分和所述隔爆水棚泄露状况评分，确定水位异常状况评分；

根据所述水位异常状况评分，生成水位预警信号，并发送至所述报警装置；

所述报警装置用于根据预警信号产生预警消息。

根据本发明的第二方面，提供一种矿用水位异常预警方法，包括：

在当前检测周期开始时，检测矿井巷道顶部设置的多个隔爆水棚的初始水位信号，并在当前检测周期结束时，检测所述多个隔爆水棚的结束水位信号；

根据所述隔爆水棚在所述矿井巷道中的位置，以及预设的监测位置，确定各个隔爆水棚的权重；

根据各个隔爆水棚的权重，以及各个隔爆水棚的结束水位信号，确定水位状况评分；

根据各个隔爆水棚的权重，以及各个隔爆水棚的初始水位信号和结束水位信号，确定隔爆水棚泄露状况评分；

根据所述水位状况评分和所述隔爆水棚泄露状况评分，确定水位异常状况评分；

根据所述水位异常状况评分，生成水位预警信号。

根据本发明的第三方面，提供一种矿用水位异常预警设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行所述矿用水位异常预警方法。

根据本发明的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现所述矿用水位异常预警方法。

根据本发明，能够在每个检测周期结束时，及时准确检测各个隔爆水棚的水位情况，并在水位异常时，确定水位异常的原因是蒸发等自然现象，还是泄露等故障，且可发出预警信号，从而可及时补水及维护。降低检测投入的人力物力，提高检测的效率，且可准确确定水位状况评分和泄露状况评分，从而可确定水位较低的原因，降低检测难度，且降低安全隐患，确保隔爆水棚在煤矿的巷道发生爆炸等危险时，能够起到放止爆炸范围扩大的作用。在检测时，可确定各个隔爆水棚的权重，可求解隔爆水棚相对于目标隔爆水棚的坐标距离项，并基于坐标距离项来求解隔爆水棚相对于目标隔爆水棚的重要性，从而通过重要性来表示隔爆水棚的权重，使得隔爆水棚的权重更准确和客观地反映在防止爆炸影响扩大的过程中的作用。在检测隔爆水棚的水位状况时，可从缺水的第一异常隔爆水棚的重要性与第一异常隔爆水棚的平均缺水程度两个方面来确定水位状况评分，可准确检测隔爆水棚缺水的状况，减少了时间人力物力的投入，提高了检测的准确度和效率。在检测隔爆水棚的泄露状况时，可通过水位变化幅度以及结束水位信号来确定隔爆水棚是否发生泄露，以及泄露的情况，可以更准确地判断缺水的原因，有效的降低检测投入的人力物力，提高检测的效率和准确性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本发明。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将更清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的实施例，

图1示例性地示出根据本发明实施例的矿用水位异常预警系统的示意图；

图2示例性地示出根据本发明实施例的矿用水位异常预警方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1示例性地示出根据本发明实施例的矿用水位异常预警系统的示意图，所述系统包括：

分别设置于多个隔爆水棚中的水位传感器、处理器和报警装置；

其中，所述水位传感器位于矿井之外，用于：

在当前检测周期开始时，检测矿井巷道顶部设置的多个隔爆水棚的初始水位信号，并在当前检测周期结束时，检测所述多个隔爆水棚的结束水位信号，并将所述初始水位信号和所述结束水位信号发送至所述处理器；

所述处理器用于：

根据所述隔爆水棚在所述矿井巷道中的位置，以及预设的监测位置，确定各个隔爆水棚的权重；

根据各个隔爆水棚的权重，以及各个隔爆水棚的结束水位信号，确定水位状况评分；

根据各个隔爆水棚的权重，以及各个隔爆水棚的初始水位信号和结束水位信号，确定隔爆水棚泄露状况评分；

根据所述水位状况评分和所述隔爆水棚泄露状况评分，确定水位异常状况评分；

根据所述水位异常状况评分，生成水位预警信号，并发送至所述报警装置；

所述报警装置用于根据预警信号产生预警消息。

根据本发明，能够在每个检测周期结束时，及时准确检测各个隔爆水棚的水位情况，并在水位异常时，确定水位异常的原因是蒸发等自然现象，还是泄露等故障，且可发出预警信号，从而可及时补水及维护。降低检测投入的人力物力，提高检测的效率，且可准确确定水位状况评分和泄露状况评分，从而可确定水位较低的原因，降低检测难度，且降低安全隐患，确保隔爆水棚在煤矿的巷道发生爆炸等危险时，能够起到放止爆炸范围扩大的作用。

根据本发明的实施例，设置在煤矿的巷道内隔爆水棚内的水位需要维持在较高的水平，以保证隔爆水棚在煤矿巷道发生爆炸、起火等危险时，起到放止爆炸范围扩大的作用。在检测时，可设定检测周期。在当前检测周期开始时，通过设置在各个隔爆水棚中的水位传感器，对隔爆水棚的初始水位进行检测，得到各个隔爆水棚的初始水位信号，在当前检测结束时，通过所述水位传感器对隔爆水棚的结束水位进行检测，得到各个隔爆水棚的结束水位信号。由于在煤矿的巷道内会设置大量的隔爆水棚，逐个进行人工检测的工作量巨大，可通过在各个隔爆水棚中设置水位传感器，在一个检测周期内同时对所有隔爆水棚进行检测，来节省检测所需人力。因为水位的变化不管是由于自然蒸发，还是泄露故障，在较短的检测周期内水位变化幅度太小，不易检测，所以可将检测周期设定为12小时、一天或两天等，从而可帮助判断隔爆水棚的水位变化原因。

根据本发明的实施例，为了减少矿井中的恶劣环境对处理器的使用寿命造成的影响，可将处理器设置于矿井之外，并通过有线或无线的通信连接来接收各个水位传感器发送的初始水位信号和结束水位信号。

根据本发明的实施例，处理器可基于隔爆水棚的位置，确定各个隔爆水棚的权重。根据所述隔爆水棚在所述矿井巷道中的位置，以及预设的监测位置，确定各个隔爆水棚的权重，包括：根据所述隔爆水棚在所述矿井巷道中的位置，设置所述隔爆水棚的位置坐标，其中，所述隔爆水棚的位置坐标中的两个元素均为正整数，位置坐标（i，j）表示第i行第j列，其中，i为小于或等于隔爆水棚的总行数的任意正整数，j为小于或等于隔爆水棚的总列数的任意正整数；根据所述隔爆水棚在所述矿井巷道中的位置，以及预设的监测位置，确定与所述预设的监测位置距离最近的目标隔爆水棚，以及所述目标隔爆水棚的位置坐标；根据各个隔爆水棚的位置坐标，以及目标隔爆水棚的位置坐标，确定各个隔爆水棚的权重。

根据本发明的实施例，可根据隔爆水棚的位置确定权重。煤矿的巷道里各个位置容易发生爆炸的程度不同，所以各个位置的隔爆水棚的重要性也不同。可将易爆点（例如，存在瓦斯泄漏危险的位置）确定为预设的监测位置，距离所述监测位置越近的隔爆水棚，对于减少爆炸损失和减少爆炸范围的扩大越重要，因此距离所述监测位置越近的隔爆水棚，权重越大。因为隔爆水棚是整齐排列的，为了方便计算，可使用隔爆水棚的行数和列数作为其位置坐标。例如，从巷道外向巷道内方向上的第十行，从左向右方向上的第七列的隔爆水棚位置坐标表示为（10，7）。

根据本发明的实施例，可先通过实际距离，确定与预设的监测位置最近的隔爆水棚，即，目标隔爆水棚。再根据其他隔爆水棚的位置坐标与目标隔爆水棚位置坐标的差距，确定各个隔爆水棚的权重。所述隔爆水棚距离目标隔爆水棚距离越近，坐标差距越小，所述隔爆水棚在防止爆炸影响扩大的过程中的作用越重要，其权重越大。所述隔爆水棚距离目标隔爆水棚距离越远，坐标差距越大，则所述隔爆水棚在防止爆炸影响扩大的过程中的作用越小，其权重越小。

根据本发明的实施例，根据各个隔爆水棚的位置坐标，以及目标隔爆水棚的位置坐标，确定各个隔爆水棚的权重，包括：

根据公式（1），获得位置坐标为（i，j）的隔爆水棚的权重，

（1）

为第k个目标隔爆水棚的行坐标，/>为第k个目标隔爆水棚的列坐标，M为目标隔爆水棚的总数，k≤M，且k和M均为正整数。

根据本发明的实施例，在煤矿的巷道中可能会存在多个易发生爆炸的位置，所以可确定多个预设的监测位置，也可确定多个目标隔爆水棚位置坐标，进而根据各个隔爆水棚与目标隔爆水棚坐标的差距确定各个隔爆水棚的权重。所述公式（1）包括表示位置坐标为（i，j）隔爆水棚与第k个目标隔爆水棚的坐标距离项，表示坐标位置为（i，j）的隔爆水棚和第k目标隔爆水棚之间的坐标距离。即，使用所述隔爆水棚所在行数减去第k个目标隔爆水棚的所在行数之差的平方，与所述隔爆水棚所在列数减去第k个目标隔爆水棚的所在列数之差的平方进行求和，并确定求和结果的算数平方根，得到上述坐标距离项。

根据本发明的实施例，由于与目标隔爆水棚的距离越近，隔爆水棚的作用越重要，权重越大，因此，可求解上述坐标距离项与目标隔爆水棚的坐标的平方和的算术平方根之比，从而将上述坐标距离项进行归一化，以便于计算，并计算1减去该归一化结果，即，，使得坐标距离项越大，则隔爆水棚与第k个目标隔爆水棚的坐标距离越大，该作差结果越小，即，隔爆水棚的权重越小。反之，坐标距离项越小，则隔爆水棚与第k个目标隔爆水棚的坐标距离越小，该作差结果越大，即，隔爆水棚的权重越大，将上述作差结果变形可得/>。该作差结果可表示隔爆水棚相对于第k个目标隔爆水棚的重要性。

根据本发明的实施例，可各个目标隔爆水棚对应的作差结果进行求和，并乘以，得到所述隔爆水棚对各个目标水棚位置平均重要性，表示位置坐标为（i，j）的隔爆水棚的权重。

通过这种方式，可求解隔爆水棚相对于目标隔爆水棚的坐标距离项，并基于坐标距离项来求解隔爆水棚相对于目标隔爆水棚的重要性，从而通过重要性来表示隔爆水棚的权重，使得隔爆水棚的权重更准确和客观地反映在防止爆炸影响扩大的过程中的作用。

根据本发明的实施例，在确定各个隔爆水棚的权重后，处理器可确定各个隔爆水棚的整体水位状况。

根据本发明的实施例，处理器可接收各个隔爆水棚中的水位传感器检测到的初始水位信号和结束水位信号，并可根据各个隔爆水棚的权重，以及各个隔爆水棚的结束水位信号，确定水位状况评分，包括：根据所述隔爆水棚的结束水位信号，以及预设的第一水位阈值和第二水位阈值，确定结束水位信号低于所述第一水位阈值，且高于或等于第二水位阈值的第一异常隔爆水棚；根据所述第一异常隔爆水棚的结束水位信号、所述第一水位阈值，以及所述第一异常隔爆水棚的权重，确定水位状况评分。

根据本发明的实施例，根据不同水位可能代表的水位异常原因设置两个不同的水位阈值，第一水位阈值可设置为70％，第二水位阈值可设置为20％。如果所述隔爆水棚的结束水位信号低于第一水位阈值，且高于或等于第二水位阈值，代表水位异常原因可能是由于长时间没有对所述隔爆水棚进行补水，自然蒸发导致，将所述隔爆水棚确定为第一异常隔爆水棚。如果所述隔爆水棚的结束水位信号低于第二水位阈值，代表水位异常原因可能是由于所述隔爆水棚存在泄露的故障，导致的水位异常，需要及时抢修。

根据本发明的实施例，根据所述第一异常隔爆水棚的结束水位信号、所述第一水位阈值，以及所述第一异常隔爆水棚的权重，确定水位状况评分，包括：

根据公式（2），确定所述水位状况评分L，

（2）

其中，为第s个第一异常隔爆水棚的权重，/>为第一异常隔爆水棚的总数，s≤/>，且s和/>均为正整数，/>为位置坐标为（i，j）的隔爆水棚的权重，m为隔爆水棚的总行数，n为隔爆水棚的总列数，i≤m，j≤n，且i，j，m，n均为正整数，/>为第一水位阈值，为第s个第一异常隔爆水棚的结束水位信号，/>和/>为预设的权值系数。

根据本发明的实施例，所述公式（2）包括表示所有第一异常隔爆水棚重要性占比的第一项，第一项分子为所有第一异常隔爆水棚的权重的和，分母为所有隔爆水棚的权重之和，所述第一项可表示所有第一异常隔爆水棚的权重的和占所有隔爆水棚权重的和的比例，代表所有第一异常隔爆水棚的重要性，在所有隔爆水棚的重要性中的占比。所述第一项越大，所有第一异常隔爆水棚的权重的和占所有隔爆水棚权重的和的比例越大，所有第一异常隔爆水棚的重要性越高，即，缺水的隔爆水棚的重要性越高，可能造成的影响越严重，因此，可表示缺水的状况越严重，具体来说，越重要的隔爆水棚水位异常，对减少爆炸范围的影响越大，第一项越高，缺水状况越差，越需要及时补水。

根据本发明的实施例，所述公式（2）包括表示所述第一异常隔爆水棚的平均异常程度的第二项，所述第二项的分子中/>为第一水位阈值减去第s个第一异常隔爆水棚的结束水位信号，表示第s个第一异常隔爆水棚结束水位信号与第一水位阈值的差距，代表第s个第一异常隔爆水棚的缺水程度。所述第二项的分子为所有第一异常隔爆水棚的第一水位阈值减去所对应的各个第一异常隔爆水棚的结束水位信号的差值进行加权求和的结果，代表第一异常隔爆水棚的总的缺水程度。所述第二项为第一异常隔爆水棚的总的缺水程度除以第一异常隔爆水棚总数，表示第一异常隔爆水棚的平均缺水程度。所述第二项越大，第一异常隔爆水棚的平均缺水程度越严重。将第一项和第二项的加权求和，得到水位状况评分L，所述水位状况评分L越大，水位异常程度越严重，则水位状况越差，需要及时加水。

通过这种方式，可从缺水的第一异常隔爆水棚的重要性与第一异常隔爆水棚的平均缺水程度两个方面来确定水位状况评分，可准确检测隔爆水棚缺水的状况，减少了时间人力物力的投入，提高了检测的准确度和效率。

根据本发明的实施例，以上确定了水位状况异常但未发生泄露的第一异常隔爆水棚的水位状况，处理器还可确定发生泄露的隔爆水棚的泄露状况的严重程度。

根据本发明的实施例，根据各个隔爆水棚的权重，以及各个隔爆水棚的初始水位信号和结束水位信号，确定隔爆水棚泄露状况评分，包括：根据所述隔爆水棚的结束水位信号，以及预设的第二水位阈值，确定结束水位信号低于所述第二水位阈值的第二异常隔爆水棚；根据所述隔爆水棚的初始水位信号和结束水位信号，确定所述隔爆水棚的水位变化幅度；根据所述隔爆水棚的水位变化幅度和所述结束水位信号，确定结束水位信号高于或等于所述第二水位阈值，且所述水位变化幅度大于或等于变化幅度阈值的第三异常隔爆水棚；根据所述第二异常隔爆水棚的权重、所述第三异常隔爆水棚的权重，所述第三异常隔爆水棚的水位变化幅度，确定隔爆水棚泄露状况评分。

根据本发明的实施例，如果所述隔爆水棚的结束水位信号低于第二水位阈值，则所述隔爆水棚水位异常的原因为隔爆水棚泄露故障。将所述隔爆水棚确定为第二异常隔爆水棚。如果所述隔爆水棚的结束水位信号高于或等于所述第二水位阈值，可通过确定所述隔爆水棚的水位变化幅度，确定所述隔爆水棚是否发生泄露，如果水位变化幅度大于或等于变化幅度阈值，则可将该隔爆水棚确定为发生泄露的第三异常隔爆水棚。在示例中，可将变化幅度的阈值设定为20％，如果所述隔爆水棚的变化幅度在一个检测周期内变化了20％或20％以上，那么所述隔爆水棚可能存在泄露故障，且泄露的水量还未导致水位过低，即，还未低于第二水位阈值，则可将该隔爆水棚确定为第三异常隔爆水棚。

根据本发明的实施例，根据所述第二异常隔爆水棚的权重、所述第三异常隔爆水棚的权重，所述第三异常隔爆水棚的水位变化幅度，确定隔爆水棚泄露状况评分，包括：根据公式（3），确定隔爆水棚泄露状况评分，

（3）

其中，为第一水位阈值，为第二水位阈值，为第x个第二异常隔爆水 棚的权重，为第二异常隔爆水棚的总数，x≤，且x和均为正整数，为位置坐标 为（i，j）的隔爆水棚的权重，m为隔爆水棚的总行数，n为隔爆水棚的总列数，i≤m，j≤n，且 i，j，m，n均为正整数，为第y个第三异常隔爆水棚的权重，为第y个第三异常隔 爆水棚的水位变化幅度，为第三异常隔爆水棚的总数，y≤，且y和均为正整数， 为变化幅度阈值，和为预设的权值系数。

根据本发明的实施例，公式（3）包括表示所有第二异常隔爆水棚重要性占比的第一项，所述第一项分子为所有第二异常隔爆水棚的权重的和，分母为所有隔爆水棚的权重之和，所述第一个项可表示所有第二异常隔爆水棚的权重的和占所有隔爆水棚权重的和的比例，代表所有第二异常隔爆水棚的重要性占比。因为所述第二异常隔爆水棚与第一异常隔爆水棚的泄露程度有所不同，所以公式（3）的第一项的权值系数，除了包括与公式（2）的第一项的权值系数相同的/>外，还包括系数/>，为第二水位阈值除以第一水位阈值，表示第二异常隔爆水棚与第一异常隔爆水棚的缺水程度之间的比值。所述第一项越大，所有第二异常隔爆水棚的权重的和占所有隔爆水棚权重的和的比例越大，所有第二异常隔爆水棚的重要性越高，即，泄露的隔爆水棚的重要性越高，可能造成的影响越严重，因此，可表示泄露的状况越严重，具体来说，越重要的隔爆水棚发生泄露，对减少爆炸范围的影响越大，第一项越高，泄露状况越严重，越需要及时维护。

根据本发明的实施例，公式（3）还包括表示所述第三异常水棚平均泄露程度的第二项，其中，/>与/>的比值为第三异常隔爆水棚的水位变化幅度除以变化幅度阈值，可以表示变化幅度相对变化阈值的倍数，例如，实际变化幅度为40％，那么实际变化幅度为变化幅度阈值的2倍，实际变化幅度为60％，那么实际变化幅度为变化幅度阈值的3倍，所述倍数越大，泄露情况越严重。将所述倍数通过各个的第三异常隔爆水棚的权重进行加权求和，该加权求和结果代表在考虑第三异常隔爆水棚的重要性的情况下的所有第三异常隔爆水棚的总泄露程度，再除以所有第三异常隔爆水棚的数量/>，可代表第三异常水棚平均泄露程度。所述第二项的值越大，第三异常水棚平均泄露程度越严重。将所述第一项和第二项加权求和，得到隔爆水棚泄露状况评分/>，所述隔爆水棚泄露评分越大，煤矿的巷道里的隔爆水棚泄露情况越严重，需要及时维护。所述隔爆水棚泄露状况评分的两项中，分别包括/>和/>两个大于1的系数，代表比第一异常隔爆水棚的缺水程度更重，影响更大。

通过这种方式，可通过水位变化幅度以及结束水位信号来确定隔爆水棚是否发生泄露，以及泄露的情况，可以更准确地判断缺水的原因，有效的降低检测投入的人力物力，提高检测的效率和准确性。

根据本发明的实施例，以上获得了水位状况评分和泄露状况评分，可根据所述隔爆水棚的水位状况评分和泄露状况评分确定水位异常状况评分。可先确定权值系数，因为在出现泄露的情况下，代表比第一异常隔爆水棚的缺水程度更重，影响更大，更需要重视，因此，可赋予更高的权值。在示例中，可为水位状况评分和泄露状况评分，设置不同的权值系数A和B，对水位状况评分和泄露状况评分进行加权求和得到水位异常状况评分La=A+B，其中，B＞A，所述水位异常状况评分越大，隔爆水棚缺水的整体情况越严重。本发明对水位异常评分的计算方法不做限制。

根据本发明的实施例，根据水位异常评分，生成水位预警信号。可设定一个评分阈值。如果水位异常状况评分大于或等于该评分阈值，则说明目前水位异常状况严重，对防止爆炸扩大的作用影响较大，则可产生水位预警信号，并发送至报警装置。

根据本发明的实施例，所述报警装置可包括声音警报装置，可发出报警提示声音作为所述预警消息，以提示工作人员进行补水或维修。所述报警装置还可包括用于报警的服务器，可向工作人员的移动终端发送预警消息，例如，以短信的形式发送预警消息。

根据本发明的实施例，所述预警消息可包括多种信息，例如，提示工作人员控制水龙头补水的消息。还可包括对隔爆水棚的泄露状况和缺水状况进行提示的消息，例如，可提示第一异常隔爆水棚、第二异常隔爆水棚和第三异常隔爆水棚的位置坐标，从而可对第一异常隔爆水棚进行补水，对第二异常隔爆水棚和第三异常隔爆水棚进行维修并补水。

根据本发明的实施例，如果所述水位异常评分小于评分阈值，说明目前水位异常状况不严重，在合理范围内，对防止爆炸扩大的作用影响不大，依然可以有效的防止爆炸范围的扩大，则处理器不会产生水位预警信号，并可在下一个检测周期继续检测。可准确及时的发现水位异常，减少人力物力和时间的投入，保证防爆水棚的作用。

根据本发明，能够在每个检测周期结束时，及时准确检测各个隔爆水棚的水位情况，并在水位异常时，确定水位异常的原因是蒸发等自然现象，还是泄露等故障，且可发出预警信号，从而可及时补水及维护。降低检测投入的人力物力，提高检测的效率，且可准确确定水位状况评分和泄露状况评分，从而可确定水位较低的原因，降低检测难度，且降低安全隐患，确保隔爆水棚在煤矿的巷道发生爆炸等危险时，能够起到放止爆炸范围扩大的作用。在检测时，可确定各个隔爆水棚的权重，可求解隔爆水棚相对于目标隔爆水棚的坐标距离项，并基于坐标距离项来求解隔爆水棚相对于目标隔爆水棚的重要性，从而通过重要性来表示隔爆水棚的权重，使得隔爆水棚的权重更准确和客观地反映在防止爆炸影响扩大的过程中的作用。在检测隔爆水棚的水位状况时，可从缺水的第一异常隔爆水棚的重要性与第一异常隔爆水棚的平均缺水程度两个方面来确定水位状况评分，可准确检测隔爆水棚缺水的状况，减少了时间人力物力的投入，提高了检测的准确度和效率。在检测隔爆水棚的泄露状况时，可通过水位变化幅度以及结束水位信号来确定隔爆水棚是否发生泄露，以及泄露的情况，可以更准确地判断缺水的原因，有效的降低检测投入的人力物力，提高检测的效率和准确性。

图2示例性地示出根据本发明实施例的矿用水位异常预警方法的流程示意图，所述方法包括：

步骤S101，在当前检测周期开始时，检测矿井巷道顶部设置的多个隔爆水棚的初始水位信号，并在当前检测周期结束时，检测所述多个隔爆水棚的结束水位信号；

步骤S102，根据所述隔爆水棚在所述矿井巷道中的位置，以及预设的监测位置，确定各个隔爆水棚的权重；

步骤S103，根据各个隔爆水棚的权重，以及各个隔爆水棚的结束水位信号，确定水位状况评分；

步骤S104，根据各个隔爆水棚的权重，以及各个隔爆水棚的初始水位信号和结束水位信号，确定隔爆水棚泄露状况评分；

步骤S105，根据所述水位状况评分和所述隔爆水棚泄露状况评分，确定水位异常状况评分；

步骤S106，根据所述水位异常状况评分，生成水位预警信号。

根据本发明的一个实施例，提供一种矿用水位异常预警设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行所述矿用水位异常预警方法。

根据本发明的一个实施例，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现所述矿用水位异常预警方法。

本发明可以是方法、装置、系统和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本发明的各个方面的计算机可读程序指令。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种矿用水位异常预警系统，其特征在于，包括：分别设置于多个隔爆水棚中的水位传感器、处理器和报警装置；

其中，所述水位传感器用于：

在当前检测周期开始时，检测矿井巷道顶部设置的多个隔爆水棚的初始水位信号，并在当前检测周期结束时，检测所述多个隔爆水棚的结束水位信号，并将所述初始水位信号和所述结束水位信号发送至所述处理器；

所述处理器位于矿井之外，用于：

根据所述隔爆水棚在所述矿井巷道中的位置，以及预设的监测位置，确定各个隔爆水棚的权重；

根据各个隔爆水棚的权重，以及各个隔爆水棚的结束水位信号，确定水位状况评分；

根据各个隔爆水棚的权重，以及各个隔爆水棚的初始水位信号和结束水位信号，确定隔爆水棚泄露状况评分；

根据所述水位状况评分和所述隔爆水棚泄露状况评分，确定水位异常状况评分；

根据所述水位异常状况评分，生成水位预警信号，并发送至所述报警装置；

所述报警装置用于根据预警信号产生预警消息。

2.根据权利要求1所述的矿用水位异常预警系统，其特征在于，根据所述隔爆水棚在所述矿井巷道中的位置，以及预设的监测位置，确定各个隔爆水棚的权重，包括：

根据所述隔爆水棚在所述矿井巷道中的位置，设置所述隔爆水棚的位置坐标，其中，所述隔爆水棚的位置坐标中的两个元素均为正整数，位置坐标（i，j）表示第i行第j列，其中，i为小于或等于隔爆水棚的总行数的任意正整数，j为小于或等于隔爆水棚的总列数的任意正整数；

根据所述隔爆水棚在所述矿井巷道中的位置，以及预设的监测位置，确定与所述预设的监测位置距离最近的目标隔爆水棚，以及所述目标隔爆水棚的位置坐标；

根据各个隔爆水棚的位置坐标，以及目标隔爆水棚的位置坐标，确定各个隔爆水棚的权重。

3.根据权利要求2所述的矿用水位异常预警系统，其特征在于，根据各个隔爆水棚的位置坐标，以及目标隔爆水棚的位置坐标，确定各个隔爆水棚的权重，包括：

根据公式

，

获得位置坐标为（i，j）的隔爆水棚的权重，其中，/>为第k个目标隔爆水棚的行坐标，/>为第k个目标隔爆水棚的列坐标，M为目标隔爆水棚的总数，k≤M，且k和M均为正整数。

4.根据权利要求1所述的矿用水位异常预警系统，其特征在于，根据各个隔爆水棚的权重，以及各个隔爆水棚的结束水位信号，确定水位状况评分，包括：

根据所述隔爆水棚的结束水位信号，以及预设的第一水位阈值和第二水位阈值，确定结束水位信号低于所述第一水位阈值，且高于或等于第二水位阈值的第一异常隔爆水棚；

根据所述第一异常隔爆水棚的结束水位信号、所述第一水位阈值，以及所述第一异常隔爆水棚的权重，确定水位状况评分。

5.根据权利要求4所述的矿用水位异常预警系统，其特征在于，根据所述第一异常隔爆水棚的结束水位信号、所述第一水位阈值，以及所述第一异常隔爆水棚的权重，确定水位状况评分，包括：

根据公式

，

确定所述水位状况评分L，其中，为第s个第一异常隔爆水棚的权重，/>为第一异常隔爆水棚的总数，s≤/>，且s和/>均为正整数，/>为位置坐标为（i，j）的隔爆水棚的权重，m为隔爆水棚的总行数，n为隔爆水棚的总列数，i≤m，j≤n，且i，j，m，n均为正整数，/>为第一水位阈值，/>为第s个第一异常隔爆水棚的结束水位信号，/>和/>为预设的权值系数。

6.根据权利要求4所述的矿用水位异常预警系统，其特征在于，根据各个隔爆水棚的权重，以及各个隔爆水棚的初始水位信号和结束水位信号，确定隔爆水棚泄露状况评分，包括：

根据所述隔爆水棚的结束水位信号，以及预设的第二水位阈值，确定结束水位信号低于所述第二水位阈值的第二异常隔爆水棚；

根据所述隔爆水棚的初始水位信号和结束水位信号，确定所述隔爆水棚的水位变化幅度；

根据所述隔爆水棚的水位变化幅度和所述结束水位信号，确定结束水位信号高于或等于所述第二水位阈值，且所述水位变化幅度大于或等于变化幅度阈值的第三异常隔爆水棚；

根据所述第二异常隔爆水棚的权重、所述第三异常隔爆水棚的权重，所述第三异常隔爆水棚的水位变化幅度，确定隔爆水棚泄露状况评分。

7.根据权利要求6所述的矿用水位异常预警系统，其特征在于，根据所述第二异常隔爆水棚的权重、所述第三异常隔爆水棚的权重，所述第三异常隔爆水棚的水位变化幅度，确定隔爆水棚泄露状况评分，包括：

根据公式

，

确定隔爆水棚泄露状况评分，其中，/>为第一水位阈值，/>为第二水位阈值，为第x个第二异常隔爆水棚的权重，/>为第二异常隔爆水棚的总数，x≤/>，且x和/>均为正整数，/>为位置坐标为（i，j）的隔爆水棚的权重，m为隔爆水棚的总行数，n为隔爆水棚的总列数，i≤m，j≤n，且i，j，m，n均为正整数，/>为第y个第三异常隔爆水棚的权重，为第y个第三异常隔爆水棚的水位变化幅度，/>为第三异常隔爆水棚的总数，y≤，且y和/>均为正整数，/>为变化幅度阈值，/>和/>为预设的权值系数。

8.一种矿用水位异常预警方法，其特征在于，包括：

在当前检测周期开始时，检测矿井巷道顶部设置的多个隔爆水棚的初始水位信号，并在当前检测周期结束时，检测所述多个隔爆水棚的结束水位信号；

根据所述隔爆水棚在所述矿井巷道中的位置，以及预设的监测位置，确定各个隔爆水棚的权重；

根据各个隔爆水棚的权重，以及各个隔爆水棚的结束水位信号，确定水位状况评分；

根据各个隔爆水棚的权重，以及各个隔爆水棚的初始水位信号和结束水位信号，确定隔爆水棚泄露状况评分；

根据所述水位状况评分和所述隔爆水棚泄露状况评分，确定水位异常状况评分；

根据所述水位异常状况评分，生成水位预警信号。