CN117574301B - 基于多传感器的便携式智能环境侦检设备数据分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于环境监测管理技术领域，具体而言，涉及基于多传感器的便携式智能环境侦检设备数据分析系统，通过设置侦检设备布设模块、气体数据监测模块、气体数据处理模块、气体数据复核模块、气体环境预警模块与云数据库，本发明根据目标作业井场当前侦检时间点的气体监测数据，分析当前目标作业井场的综合气体环境安全系数，判定当前目标作业井场的气体环境是否异常，若判定异常，进一步确定当前目标作业井场异常监测单元各类异常监测气体，利用气体扩散原理分析当前目标作业井场的异常监测单元的数据采集精度，快速准确判定目标作业井场气体环境异常是否属实，从而提高预警反馈处理的可信度。
Description
技术领域
本发明属于环境监测管理技术领域，具体而言，涉及基于多传感器的便携式智能环境侦检设备数据分析系统。
背景技术
随着石油开采行业的不断发展，地下作业井场的安全问题一直备受关注，而由于在开采石油的过程中，会产生大量的有害气体，如甲烷、一氧化碳、硫化氢等，这些气体对人体健康和环境都有很大的危害，因此，对地下作业井场的气体环境进行安全检测尤为重要。
现有技术已规避传统人工采样高危险性且低效率的缺陷，采用先进无线通信技术智能采集地下作业井场气体数据，实时监测预警，虽满足一定要求，但仍存在局限性，其具体表现在：1、现有地下作业井场气体检测设备只能在有限的范围内检测少数种类气体，无法满足井场全方位多类别的气体检测要求，可能导致某些区域或者某类的气体浓度超过安全标准而未被及时发现和处理，且现有地下井场检测设备通常只能提供环境气体的相关数据，无法同步采集环境温度、压力、风速风向等数据，检测数据维度较少，进而限制对井场气体环境的全面了解和准确评估。
2、现有技术针对地下作业井场气体检测设备的数据处理缺乏建立完善的数据复核机制，无法对已经采集到的数据进行二次校验和复核，若气体数据采集过程中存在其他因素影响导致数据虚假达到预警值，在气体环境异常情况不属实状况下引发预警误报情况，不仅会引发不必要的恐慌和干扰，还会影响生产效率和工人作业情绪。
发明内容
为了克服背景技术中的缺点，本发明实施例提供了基于多传感器的便携式智能环境侦检设备数据分析系统，能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：基于多传感器的便携式智能环境侦检设备数据分析系统，包括：侦检设备布设模块，用于将地下作业井场按照设定空间体积划分为各作业子井场，各作业子井场分别布设侦检设备。
气体数据监测模块，用于将某个作业子井场记为目标作业井场，通过侦检设备采集目标作业井场各侦检时间点的气体监测数据，包括有效监测区域和各设定方位点的气体数据序列。
气体数据处理模块，用于根据目标作业井场当前侦检时间点的气体监测数据，分析当前目标作业井场的综合气体环境安全系数，判定当前目标作业井场的气体环境是否异常，若判定异常，则执行气体数据复核模块，反之继续执行气体数据监测模块。
气体数据复核模块，用于确定当前目标作业井场异常监测单元各类异常监测气体，分析当前目标作业井场异常监测单元的数据采集精度，若其大于预设数据采集精度合理阈值，则判定当前目标作业井场气体环境异常属实，并执行气体环境预警模块，反之重复执行气体数据复核模块。
气体环境预警模块，用于对目标作业井场进行声光预警处理。
云数据库，用于存储地下作业井场设定空间体积内各类监测气体的警戒含量值，存储各类监测气体的标准扩散速度。
优选地，所述通过侦检设备采集目标作业井场各侦检时间点的气体监测数据，包括：侦检设备内置采样泵通过其表面气体探测孔以设定流速和设定采样时长对其布设位置周边区域进行气体样品采集，获取侦检设备布设位置周边区域内额定气体采样体积。
根据侦检设备内置温度传感器和压力传感器，获取目标作业井场当前采样的温度值和压力值/>，计算侦检设备布设位置周边区域内标准气体采样体积/>，，其中/>分别为预设的标准大气状态下的温度值和压力值，将标准气体采样体积作为侦检设备布设位置的有效监测区域空间体积，进而根据设定空间体形状构建侦检设备的有效监测区域，利用侦检设备内置各类监测气体传感器获取有效监测区域内各类监测气体的含量，将各类监测气体的含量按照设定顺序排列生成气体数据序列，进而得到目标作业井场各侦检时间点有效监测区域的气体数据序列。
将侦检设备外接各端口延伸管分别延伸至目标作业井场各设定方位点，按照指定流速和指定采样时长对目标作业井场各设定方位点进行气体样品采集，同有效监测区域的气体数据序列获取方法一致，得到目标作业井场各侦检时间点各设定方位点的气体数据序列。
优选地，所述分析当前目标作业井场的综合气体环境安全系数，包括：根据云数据库中存储的地下作业井场设定空间体积内各类监测气体的警戒含量值，获取目标作业井场有效监测区域的气体警戒数据序列，将其与目标作业井场当前侦检时间点有效监测区域的气体数据序列进行比对，获取目标作业井场当前侦检时间点有效监测区域的气体数据序列内各异常元素及其偏差值，其中/>为各异常元素的编号，/>，并根据异常元素所在序列位置获取其对应监测气体类型，进而设定目标作业井场当前侦检时间点有效监测区域的气体数据序列内各异常元素对应的安全风险影响权重/>。
获取气体数据序列内元素数量，利用公式/>得到当前目标作业井场有效监测区域的气体环境安全系数，其中/>为自然常数，/>为气体数据序列内异常元素数量。
同理获取当前目标作业井场各设定方位点的气体环境安全系数，其中/>为各设定方位点的编号，/>。
进而分析当前目标作业井场的综合气体环境安全系数，其计算公式为：。
优选地，所述判定当前目标作业井场的气体环境是否异常，包括：将当前目标作业井场的综合气体环境安全系数与预设值进行比对，若当前目标作业井场的综合气体环境安全系数小于预设值，则判定当前目标作业井场的气体环境异常，反之判定当前目标作业井场的气体环境正常。
优选地，所述确定当前目标作业井场异常监测单元各类异常监测气体，包括：提取当前目标作业井场有效监测区域、各设定方位点的气体环境安全系数，若，则确定当前目标作业井场的异常监测单元为有效监测区域，将有效监测区域气体数据序列内各异常元素对应的监测气体类型作为异常监测单元的各类异常监测气体。
若，将气体环境安全系数小于1的各设定方位点记为各异常方位点，则确定当前目标作业井场的异常监测单元为异常方位端，异常方位端包括各异常方位点，将各异常方位点气体数据序列内各异常元素对应的监测气体类型进行去重并集处理得到异常监测单元的各类异常监测气体。
若，则确定当前目标作业井场的异常监测单元为有效监测区域和异常方位端，分别获取有效监测区域、异常方位端对应的各类异常监测气体，通过去重并集处理得到异常监测单元的各类异常监测气体。
优选地，所述分析当前目标作业井场异常监测单元的数据采集精度，包括：若当前目标作业井场的异常监测单元为有效监测区域，由侦检设备获取目标作业井场的当前风向，筛选出位于目标作业井场有效监测区域下风向的各设定方位点，记为各下风方位点，获取目标作业井场有效监测区域中心点与各下风方位点间的距离，其中/>为各下风方位点的编号，/>。
根据云数据库中存储的各类监测气体的标准扩散速度，获取目标作业井场有效监测区域的各类异常监测气体的标准扩散速度，其中/>为有效监测区域的各类异常监测气体的编号，/>，计算目标作业井场各下风方位点的考察时间点，利用侦检设备获取目标作业井场各下风方位点在其对应考察时间点针对有效监测区域的各类异常监测气体的增含量/>，由公式/>得到当前目标作业井场异常监测单元的数据采集精度。
优选地，上述计算目标作业井场各下风方位点的考察时间点，包括：由公式得到目标作业井场有效监测区域异常监测气体扩散至各下风方位点的参照时长，由侦检设备获取该参照时长内的平均温度值/>、平均压力值/>和平均风速值，计算目标作业井场各下风方位点的考察时间点/>，，其中/>为当前侦检时间点，/>为预设的标准大气状态下的风速值，/>为/>。
优选地，所述分析当前目标作业井场的异常监测单元的数据采集精度，还包括：若当前目标作业井场的异常监测单元为异常方位端，依据异常方位端中各异常方位点与有效监测区域的相对风向位置，将异常方位端筛分为上风异常方位端和下风异常方位端，并分别获取上风异常方位端、下风异常方位端的各类异常监测气体。
计算目标作业井场有效监测区域针对上风异常方位端的考察时间点，在该时间点通过侦检设备重新获取目标作业井场有效监测区域针对上风异常方位端的各类异常监测气体的增含量，其中/>为上风异常方位端的各类异常监测气体的编号，，由公式/>得到当前目标作业井场上风异常方位端的数据采集精度。
将位于目标作业井场下风向的相邻作业子井场记为参照作业井场，将参照作业井场内距离目标作业井场最近的设定方位点记为参照方位点，计算参照作业井场参照方位点针对下风异常方位端的考察时间点，在该时间点获取参照作业井场的参照方位点针对下风异常方位端的各类异常监测气体的增含量，计算当前目标作业井场下风异常方位端的数据采集精度。
由公式得到当前目标作业井场的异常监测单元的数据采集精度。
优选地，所述分析当前目标作业井场异常监测单元的数据采集精度，还包括：若当前目标作业井场的异常监测单元为有效监测区域和异常方位端，计算参照作业井场针对目标作业井场的考察时间点，在该时间点获取参照作业井场的有效监测区域和各设定方位点的气体数据序列，得到参照作业井场针对目标作业井场异常监测单元的各类异常监测气体的增含量，计算当前目标作业井场异常监测单元的数据采集精度。
相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：（1）本发明通过将地下作业井场按照设定空间体积划分为各作业子井场，各作业子井场分别布设侦检设备，利用侦检设备表面气体探测孔及其外接延伸管实现作业子井场的全方位气体采集，进而实现地下作业井场的气体检测范围全覆盖，不仅提升气体采样效率，还有助于及时发现和解决潜在的安全隐患。
（2）本发明根据目标作业井场当前侦检时间点的气体监测数据，分析当前目标作业井场的综合气体环境安全系数，判定当前目标作业井场的气体环境是否异常，有助于全面即时了解目标作业井场的气体环境状况，提高了判断的准确性。
（2）本发明通过当前目标作业井场有效监测区域、各设定方位点的气体环境安全系数，确定当前目标作业井场异常监测单元各类异常监测气体，数据化可视化展示目标作业井场出现的三种气体异常情况可能，为后续当前目标作业井场的异常监测单元的数据采集精度分析的准确性和可靠性提供基础。
（3）本发明在确定当前目标作业井场的异常监测单元为有效监测区域的情况下，利用目标作业井场内位于有效监测区域下风方的各设定方位点的复检状况，分析当前目标作业井场的异常监测单元的数据采集精度，考虑温度、风速、风向以及压力等环境情况实现针对化数据验证，有助于验证结果的数据可靠性。
（4）本发明在确定当前目标作业井场的异常监测单元为异常方位端的情况下，将异常方位端依据有效监测区域位置筛分为上风异常方位端和下风异常方位端，利用目标作业井场内有效监测区域针对上风异常方位端的复检状况以及参照作业井场内参照方位点针对下风异常方位端的复检状况，综合分析当前目标作业井场的异常监测单元的数据采集精度，有助于更全面地理解异常情况，提高了对潜在风险的感知和识别能力。
（5）本发明在确定当前目标作业井场的异常监测单元为有效监测区域和异常方位端的情况下，利用参照作业井场针对目标作业井场的复检状况，通过气体扩散原理快速准确确定目标作业井场气体环境异常是否属实，从而提高预警反馈处理的可信度。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明的模块连接示意图。
具体实施方式
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。
参照图1所示，本发明提供基于多传感器的便携式智能环境侦检设备数据分析系统，包括：侦检设备布设模块、气体数据监测模块、气体数据处理模块、气体数据复核模块、气体环境预警模块与云数据库。
所述侦检设备布设模块与气体数据监测模块连接，所述气体数据监测模块与气体数据处理模块连接，所述气体数据处理模块分别与气体数据监测模块、气体数据复核模块连接，所述气体数据复核模块与气体环境预警模块连接，所述云数据库分别与气体数据处理模块、气体数据复核模块连接。
所述侦检设备布设模块，用于将地下作业井场按照设定空间体积划分为各作业子井场，各作业子井场分别布设侦检设备。
需要说明的是，上述设定空间体积受到侦检设备采样泵采样档位以及侦检设备外接各端口的延伸管长度影响，可以根据具体情况实时调整设定空间体积的大小和分布，同时也可以通过人为提前设定来适应不同的需求。
还需要说明的是，本发明中的侦检设备是集多类气体监测传感器、温度传感器、压力传感器以及风速传感器为一体的多传感器的便携式智能环境侦检设备。
所述气体数据监测模块，用于将某个作业子井场记为目标作业井场，通过侦检设备采集目标作业井场各侦检时间点的气体监测数据，包括有效监测区域和各设定方位点的气体数据序列。
具体地，所述通过侦检设备采集目标作业井场各侦检时间点的气体监测数据，包括：侦检设备内置采样泵通过其表面气体探测孔以设定流速和设定采样时长对其布设位置周边区域进行气体样品采集，获取侦检设备布设位置周边区域内额定气体采样体积。
根据侦检设备内置温度传感器和压力传感器，获取目标作业井场当前采样的温度值和压力值/>，计算侦检设备布设位置周边区域内标准气体采样体积/>，，其中/>分别为预设的标准大气状态下的温度值和压力值，将标准气体采样体积作为侦检设备布设位置的有效监测区域空间体积，进而根据设定空间体形状构建侦检设备的有效监测区域，利用侦检设备内置各类监测气体传感器获取有效监测区域内各类监测气体的含量，将各类监测气体的含量按照设定顺序排列生成气体数据序列，进而得到目标作业井场各侦检时间点有效监测区域的气体数据序列。
需要说明的是，上述以标准气体采样体积作为侦检设备布设位置的有效监测区域空间体积的目标在于能够统一侦检设备的有效监测区域空间体积，便于后续的气体含量比对以及其他操作处理，
示例性地，上述设定空间体形状可以为圆柱体、扇形体、圆锥体、长方体等。
将侦检设备外接各端口延伸管分别延伸至目标作业井场各设定方位点，按照指定流速和指定采样时长对目标作业井场各设定方位点进行气体样品采集，同有效监测区域的气体数据序列获取方法一致，得到目标作业井场各侦检时间点各设定方位点的气体数据序列。
本发明实施例通过将地下作业井场按照设定空间体积划分为各作业子井场，各作业子井场分别布设侦检设备，利用侦检设备表面气体探测孔及其外接延伸管实现作业子井场的全方位气体采集，进而实现地下作业井场的气体检测范围全覆盖，不仅提升气体采样效率，还有助于及时发现和解决潜在的安全隐患。
所述气体数据处理模块，用于根据目标作业井场当前侦检时间点的气体监测数据，分析当前目标作业井场的综合气体环境安全系数，判定当前目标作业井场的气体环境是否异常，若判定异常，则执行气体数据复核模块，反之继续执行气体数据监测模块。
具体地，所述分析当前目标作业井场的综合气体环境安全系数，包括：根据云数据库中存储的地下作业井场设定空间体积内各类监测气体的警戒含量值，获取目标作业井场有效监测区域的气体警戒数据序列，将其与目标作业井场当前侦检时间点有效监测区域的气体数据序列进行比对，获取目标作业井场当前侦检时间点有效监测区域的气体数据序列内各异常元素及其偏差值，其中/>为各异常元素的编号，/>，并根据异常元素所在序列位置获取其对应监测气体类型，进而设定目标作业井场当前侦检时间点有效监测区域的气体数据序列内各异常元素对应的安全风险影响权重/>。
需要说明的是，上述目标作业井场有效监测区域的气体警戒数据序列的获取方式为：将地下作业井场设定空间体积内各类监测气体的警戒含量值按照设定顺序排列生成气体参照警戒数据序列，将有效监测区域的空间体积与设定空间体积的比值乘以气体参照警戒数据序列内各元素数值，生成的新序列作为目标作业井场有效监测区域的气体警戒数据序列。
需要说明的是，上述目标作业井场当前侦检时间点有效监测区域的气体数据序列内各异常元素对应的安全风险影响权重的设定是依据各异常元素对应的监测气体类型的危险程度来决定的，示例性地，硫化氢的危险程度大于甲烷，那么硫化氢的安全风险影响权重大于甲烷的安全风险影响权重。
获取气体数据序列内元素数量，利用公式/>得到当前目标作业井场有效监测区域的气体环境安全系数，其中/>为自然常数，/>为气体数据序列内异常元素数量。
同理获取当前目标作业井场各设定方位点的气体环境安全系数，其中/>为各设定方位点的编号，/>。
进而分析当前目标作业井场的综合气体环境安全系数，其计算公式为：。
具体地，所述判定当前目标作业井场的气体环境是否异常，包括：将当前目标作业井场的综合气体环境安全系数与预设值进行比对，若当前目标作业井场的综合气体环境安全系数小于预设值，则判定当前目标作业井场的气体环境异常，反之判定当前目标作业井场的气体环境正常。
本发明实施例根据目标作业井场当前侦检时间点的气体监测数据，分析当前目标作业井场的综合气体环境安全系数，判定当前目标作业井场的气体环境是否异常，有助于全面即时了解目标作业井场的气体环境状况，提高了判断的准确性。
所述气体数据复核模块，用于确定当前目标作业井场异常监测单元各类异常监测气体，分析当前目标作业井场异常监测单元的数据采集精度，若其大于预设数据采集精度合理阈值，则判定当前目标作业井场气体环境异常属实，并执行气体环境预警模块，反之重复执行气体数据复核模块。
具体地，所述确定当前目标作业井场异常监测单元各类异常监测气体，包括：提取当前目标作业井场有效监测区域、各设定方位点的气体环境安全系数，若，则确定当前目标作业井场的异常监测单元为有效监测区域，将有效监测区域气体数据序列内各异常元素对应的监测气体类型作为异常监测单元的各类异常监测气体。
若，将气体环境安全系数小于1的各设定方位点记为各异常方位点，则确定当前目标作业井场的异常监测单元为异常方位端，异常方位端包括各异常方位点，将各异常方位点气体数据序列内各异常元素对应的监测气体类型进行去重并集处理得到异常监测单元的各类异常监测气体。
若，则确定当前目标作业井场的异常监测单元为有效监测区域和异常方位端，分别获取有效监测区域、异常方位端对应的各类异常监测气体，通过去重并集处理得到异常监测单元的各类异常监测气体。
本发明实施例通过当前目标作业井场有效监测区域、各设定方位点的气体环境安全系数，确定当前目标作业井场异常监测单元各类异常监测气体，数据化可视化展示目标作业井场出现的三种气体异常情况可能，为后续当前目标作业井场的异常监测单元的数据采集精度分析的准确性和可靠性提供基础。
具体地，所述分析当前目标作业井场异常监测单元的数据采集精度，包括：若当前目标作业井场的异常监测单元为有效监测区域，由侦检设备获取目标作业井场的当前风向，筛选出位于目标作业井场有效监测区域下风向的各设定方位点，记为各下风方位点，获取目标作业井场有效监测区域中心点与各下风方位点间的距离，其中/>为各下风方位点的编号，/>。
需要说明的是，侦检设备在布设时会通过人工监测方式获取地下作业井场内各作业子井场内有效监测区域中心点与各设定方位点间的距离，输入存储至数据处理单元的，便于后续数据处理提取使用。
根据云数据库中存储的各类监测气体的标准扩散速度，获取目标作业井场有效监测区域的各类异常监测气体的标准扩散速度，其中/>为有效监测区域的各类异常监测气体的编号，/>，计算目标作业井场各下风方位点的考察时间点，利用侦检设备获取目标作业井场各下风方位点在其对应考察时间点针对有效监测区域的各类异常监测气体的增含量/>，由公式/>得到当前目标作业井场异常监测单元的数据采集精度。
具体地，上述计算目标作业井场各下风方位点的考察时间点，包括：由公式得到目标作业井场有效监测区域异常监测气体扩散至各下风方位点的参照时长，由侦检设备获取该参照时长内的平均温度值/>、平均压力值/>和平均风速值，计算目标作业井场各下风方位点的考察时间点/>，，其中/>为当前侦检时间点，/>为预设的标准大气状态下的风速值，/>为/>。
本发明实施例在确定当前目标作业井场的异常监测单元为有效监测区域的情况下，利用目标作业井场内位于有效监测区域下风方的各设定方位点的复检状况，判定当前目标作业井场的异常监测单元的数据采集精度，考虑温度、风速、风向以及压力等环境情况实现针对化数据验证，有助于验证结果的数据可靠性。
具体地，所述分析当前目标作业井场异常监测单元的数据采集精度，还包括：若当前目标作业井场的异常监测单元为异常方位端，依据异常方位端中各异常方位点与有效监测区域的相对风向位置，将异常方位端筛分为上风异常方位端和下风异常方位端，并分别获取上风异常方位端、下风异常方位端的各类异常监测气体。
需要说明的是，上述上风异常方位端的各类异常监测气体的获取方法为提取上风异常方位端内各异常方位点的各类异常监测气体，通过去重并集处理得到上风异常方位端的各类异常监测气体，同理得到下风异常方位端的各类异常监测气体。
计算目标作业井场有效监测区域针对上风异常方位端的考察时间点，在该时间点通过侦检设备重新获取目标作业井场有效监测区域针对上风异常方位端的各类异常监测气体的增含量，其中/>为上风异常方位端的各类异常监测气体的编号，，由公式/>得到当前目标作业井场上风异常方位端的数据采集精度。
需要说明的是，上述目标作业井场有效监测区域针对上风异常方位端的考察时间点的计算方式为：提取上风异常方位端内各异常方位点，比对各异常方位点与有效监测区域中心点的距离，筛选其中最大值，作为上风异常方位端异常监测气体的参照扩散距离，提取目标作业井场上风异常方位端的各类异常监测气体的标准扩散速度/>，由公式/>得到目标作业井场上风异常方位端异常监测气体扩散至有效监测区域的参照时长，采集该参照时长内的平均温度值、平均压力值和平均风速值，同上述目标作业井场各下风方位点的考察时间点的计算方式一致，得到目标作业井场有效监测区域针对上风异常方位端的考察时间点。
将位于目标作业井场下风向的相邻作业子井场记为参照作业井场，将参照作业井场内距离目标作业井场最近的设定方位点记为参照方位点，计算参照作业井场参照方位点针对下风异常方位端的考察时间点，在该时间点获取参照作业井场的参照方位点针对下风异常方位端的各类异常监测气体的增含量，其中/>为下风异常方位端的各类异常监测气体的编号，/>，计算当前目标作业井场下风异常方位端的数据采集精度，/>。
由公式得到当前目标作业井场异常监测单元的数据采集精度。
本发明实施例在确定当前目标作业井场的异常监测单元为异常方位端的情况下，将异常方位端依据有效监测区域位置筛分为上风异常方位端和下风异常方位端，利用目标作业井场内有效监测区域针对上风异常方位端的复检状况以及参照作业井场内参照方位点针对下风异常方位端的复检状况，综合分析当前目标作业井场的异常监测单元的数据采集精度，有助于更全面地理解异常情况，提高了对潜在风险的感知和识别能力。
具体地，所述分析当前目标作业井场异常监测单元的数据采集精度，还包括：若当前目标作业井场的异常监测单元为有效监测区域和异常方位端，计算参照作业井场针对目标作业井场的考察时间点，在该时间点获取参照作业井场的有效监测区域和各设定方位点的气体数据序列，得到参照作业井场针对目标作业井场异常监测单元的各类异常监测气体的增含量，其中/>为目标作业井场异常监测单元的各类异常监测气体的编号，，计算当前目标作业井场异常监测单元的数据采集精度/>，。
需要说明的是，上述参照作业井场参照方位点针对下风异常方位端的考察时间点以及参照作业井场针对目标作业井场的考察时间点的计算方式同目标作业井场有效监测区域针对上风异常方位端的考察时间点的计算方式一致，唯一不同点在于：下风异常方位端异常监测气体的参照扩散距离为下风异常方位端内各异常设定方点与参照作业井场参照方位点间距离的最大值，目标作业井场异常监测气体的参照扩散距离为参照作业井场有效监测区域中心点与目标作业井场有效监测区域中心点间的距离。
本发明实施例在确定当前目标作业井场的异常监测单元为有效监测区域和异常方位端的情况下，利用参照作业井场针对目标作业井场的复检状况，通过气体扩散原理快速准确确定目标作业井场气体环境异常是否属实，从而提高预警反馈处理的可信度。
所述气体环境预警模块，用于对目标作业井场进行声光预警处理。
所述云数据库，用于存储地下作业井场设定空间体积内各类监测气体的警戒含量值，存储各类监测气体的标准扩散速度。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本发明所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.基于多传感器的便携式智能环境侦检设备数据分析系统，其特征在于，该系统包括：
侦检设备布设模块，用于将地下作业井场按照设定空间体积划分为各作业子井场，各作业子井场分别布设侦检设备；
气体数据监测模块，用于将某个作业子井场记为目标作业井场，通过侦检设备采集目标作业井场各侦检时间点的气体监测数据，包括有效监测区域和各设定方位点的气体数据序列；
气体数据处理模块，用于根据目标作业井场当前侦检时间点的气体监测数据，分析当前目标作业井场的综合气体环境安全系数，判定当前目标作业井场的气体环境是否异常，若判定异常，则执行气体数据复核模块，反之继续执行气体数据监测模块；
气体数据复核模块，用于确定当前目标作业井场异常监测单元各类异常监测气体，分析当前目标作业井场异常监测单元的数据采集精度，若其大于预设数据采集精度合理阈值，则判定当前目标作业井场气体环境异常属实，并执行气体环境预警模块，反之重复执行气体数据复核模块；
气体环境预警模块，用于对目标作业井场进行声光预警处理；
云数据库，用于存储地下作业井场设定空间体积内各类监测气体的警戒含量值，存储各类监测气体的标准扩散速度；
所述分析当前目标作业井场的综合气体环境安全系数，包括：根据云数据库中存储的地下作业井场设定空间体积内各类监测气体的警戒含量值，获取目标作业井场有效监测区域的气体警戒数据序列，将其与目标作业井场当前侦检时间点有效监测区域的气体数据序列进行比对，获取目标作业井场当前侦检时间点有效监测区域的气体数据序列内各异常元素及其偏差值，其中/>为各异常元素的编号，/>，并根据异常元素所在序列位置获取其对应监测气体类型，进而设定目标作业井场当前侦检时间点有效监测区域的气体数据序列内各异常元素对应的安全风险影响权重/>；
获取气体数据序列内元素数量，利用公式/>得到当前目标作业井场有效监测区域的气体环境安全系数，其中/>为自然常数，/>为气体数据序列内异常元素数量；
同理获取当前目标作业井场各设定方位点的气体环境安全系数，其中/>为各设定方位点的编号，/>；
进而分析当前目标作业井场的综合气体环境安全系数，其计算公式为：；
所述判定当前目标作业井场的气体环境是否异常，包括：将当前目标作业井场的综合气体环境安全系数与预设值进行比对，若当前目标作业井场的综合气体环境安全系数小于预设值，则判定当前目标作业井场的气体环境异常，反之判定当前目标作业井场的气体环境正常；
所述确定当前目标作业井场异常监测单元各类异常监测气体，包括：提取当前目标作业井场有效监测区域、各设定方位点的气体环境安全系数，若，则确定当前目标作业井场的异常监测单元为有效监测区域，将有效监测区域气体数据序列内各异常元素对应的监测气体类型作为异常监测单元的各类异常监测气体；
若，将气体环境安全系数小于1的各设定方位点记为各异常方位点，则确定当前目标作业井场的异常监测单元为异常方位端，异常方位端包括各异常方位点，将各异常方位点气体数据序列内各异常元素对应的监测气体类型进行去重并集处理得到异常监测单元的各类异常监测气体；
若，则确定当前目标作业井场的异常监测单元为有效监测区域和异常方位端，分别获取有效监测区域、异常方位端对应的各类异常监测气体，通过去重并集处理得到异常监测单元的各类异常监测气体；
所述分析当前目标作业井场异常监测单元的数据采集精度，包括：若当前目标作业井场的异常监测单元为有效监测区域，由侦检设备获取目标作业井场的当前风向，筛选出位于目标作业井场有效监测区域下风向的各设定方位点，记为各下风方位点，获取目标作业井场有效监测区域中心点与各下风方位点间的距离，其中/>为各下风方位点的编号，；
根据云数据库中存储的各类监测气体的标准扩散速度，获取目标作业井场有效监测区域的各类异常监测气体的标准扩散速度，其中/>为有效监测区域的各类异常监测气体的编号，/>，计算目标作业井场各下风方位点的考察时间点，利用侦检设备获取目标作业井场各下风方位点在其对应考察时间点针对有效监测区域的各类异常监测气体的增含量/>，由公式/>得到当前目标作业井场异常监测单元的数据采集精度；
上述计算目标作业井场各下风方位点的考察时间点，包括：由公式得到目标作业井场有效监测区域异常监测气体扩散至各下风方位点的参照时长，由侦检设备获取该参照时长内的平均温度值/>、平均压力值/>和平均风速值，计算目标作业井场各下风方位点的考察时间点/>，，其中/>为当前侦检时间点，为预设的标准大气状态下的风速值，/>为/>，其中/>分别为预设的标准大气状态下的温度值和压力值；
所述分析当前目标作业井场异常监测单元的数据采集精度，还包括：若当前目标作业井场的异常监测单元为异常方位端，依据异常方位端中各异常方位点与有效监测区域的相对风向位置，将异常方位端筛分为上风异常方位端和下风异常方位端，并分别获取上风异常方位端、下风异常方位端的各类异常监测气体；
计算目标作业井场有效监测区域针对上风异常方位端的考察时间点，在该时间点通过侦检设备重新获取目标作业井场有效监测区域针对上风异常方位端的各类异常监测气体的增含量，其中/>为上风异常方位端的各类异常监测气体的编号，/>，由公式/>得到当前目标作业井场上风异常方位端的数据采集精度；
将位于目标作业井场下风向的相邻作业子井场记为参照作业井场，将参照作业井场内距离目标作业井场最近的设定方位点记为参照方位点，计算参照作业井场参照方位点针对下风异常方位端的考察时间点，在该时间点获取参照作业井场的参照方位点针对下风异常方位端的各类异常监测气体的增含量，计算当前目标作业井场下风异常方位端的数据采集精度；
由公式得到当前目标作业井场异常监测单元的数据采集精度；
所述分析当前目标作业井场异常监测单元的数据采集精度，还包括：若当前目标作业井场的异常监测单元为有效监测区域和异常方位端，计算参照作业井场针对目标作业井场的考察时间点，在该时间点获取参照作业井场的有效监测区域和各设定方位点的气体数据序列，得到参照作业井场针对目标作业井场异常监测单元的各类异常监测气体的增含量，计算当前目标作业井场异常监测单元的数据采集精度。
2.根据权利要求1所述的基于多传感器的便携式智能环境侦检设备数据分析系统，其特征在于：所述通过侦检设备采集目标作业井场各侦检时间点的气体监测数据，包括：侦检设备内置采样泵通过其表面气体探测孔以设定流速和设定采样时长对其布设位置周边区域进行气体样品采集，获取侦检设备布设位置周边区域内额定气体采样体积；
根据侦检设备内置温度传感器和压力传感器，获取目标作业井场当前采样的温度值和压力值/>，计算侦检设备布设位置周边区域内标准气体采样体积/>，，将标准气体采样体积作为侦检设备布设位置的有效监测区域空间体积，进而根据设定空间体形状构建侦检设备的有效监测区域，利用侦检设备内置各类监测气体传感器获取有效监测区域内各类监测气体的含量，将各类监测气体的含量按照设定顺序排列生成气体数据序列，进而得到目标作业井场各侦检时间点有效监测区域的气体数据序列；
将侦检设备外接各端口延伸管分别延伸至目标作业井场各设定方位点，按照指定流速和指定采样时长对目标作业井场各设定方位点进行气体样品采集，同有效监测区域的气体数据序列获取方法一致，得到目标作业井场各侦检时间点各设定方位点的气体数据序列。
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