CN118075957B - 基于实况感知的矿灯智能控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种基于实况感知的矿灯智能控制方法及系统，涉及智能照明控制技术领域，该方法包括：结合自适应分区模块对分布式矿灯进行层级寻优，确定支路划分结果；基于支路划分结果与分层通信网络进行预管理模式配置；监测感知实时矿场信息，并确定数据传输路径；将实时矿场信息传输至中央控制系统，进行矿下作业场景分析与灯控管理分析，确定灯控管理方式；生成控制指令进行矿灯智能控制。通过本申请可以解决由于无法根据井下作业场景适应性调整照明参数，导致照明参数与作业场景适配度较低，影响了人员作业的安全性和作业效率，同时造成矿灯能源消耗的技术问题，可以达到增强矿井内人员作业安全性和作业效率，降低矿灯能源消耗的效果。

Description

基于实况感知的矿灯智能控制方法及系统

技术领域

本发明涉及智能照明控制技术领域，尤其涉及一种基于实况感知的矿灯智能控制方法及系统。

背景技术

随着科技的不断发展，人们对于矿井工作环境的安全性和生产效率提出了更高要求，井下矿灯作为矿井生产过程中的重要照明设备，在井下作业过程中起着尤为重要的作用。

目前，传统的矿灯控制方式往往依赖于人工调节，这种方式智能化和自动化程度较低，同时由于矿井下的作业环境复杂多变，现有的矿灯控制方法无法根据井下作业的实际照明需求对矿井照明参数进行及时优化调整，导致实际照明状态不能满足实际作业场景，影响了井下作业人员的安全性，降低了井下作业效率，同时在照明需求较低的状态未对原始照明参数进行调节，会造成不必要的照明能耗。

综上所述，现有矿灯控制方法存在无法根据井下作业场景适应性调整照明参数，导致照明参数与井下作业场景适配度较低，影响了矿井内人员作业的安全性和作业效率，同时造成不必要的矿灯能源消耗的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种基于实况感知的矿灯智能控制方法及系统，用以解决现有矿灯控制方法存在无法根据井下作业场景适应性调整照明参数，导致照明参数与井下作业场景适配度较低，影响了矿井内人员作业的安全性和作业效率，同时造成不必要的矿灯能源消耗的技术问题。

鉴于上述问题，本申请提供了一种基于实况感知的矿灯智能控制方法及系统。

第一方面，本申请提供了一种基于实况感知的矿灯智能控制方法，所述方法通过一种基于实况感知的矿灯智能控制系统实现，其中，所述方法包括：交互预定矿场区域的矿灯基础信息，所述矿灯基础信息包括分布特征与矿灯属性；基于所述矿灯基础信息，结合自适应分区模块，对所述预定矿场区域的分布式矿灯进行层级划分寻优，确定支路划分结果，所述支路划分结果标识有共性特征与个性特征；设定信源至信宿的通信管理原则，对通信网络进行层次化自主配置，确定分层通信网络，其中，所述支路划分结果与所述分层通信网络具有可调更新性；基于所述支路划分结果与所述分层通信网络，对中央控制系统进行预管理模式配置；基于多元传感器监测感知实时矿场信息，并确定基于所述预管理模式的数据传输路径，其中，所述多元传感器嵌入装配于矿灯内；基于所述数据传输路径，将所述实时矿场信息传输至中央控制系统，进行矿下作业场景分析与灯控管理分析，确定灯控管理方式，所述灯控管理方式包含参控维度与采集维度；生成基于所述灯控管理方式的控制指令，进行所述预定矿场区域的预控制矿灯的智能控制。

第二方面，本申请还提供了一种基于实况感知的矿灯智能控制系统，用于执行如第一方面所述的一种基于实况感知的矿灯智能控制方法，其中，所述系统包括：矿灯基础信息交互模块，所述矿灯基础信息交互模块用于交互预定矿场区域的矿灯基础信息，所述矿灯基础信息包括分布特征与矿灯属性；层级划分寻优模块，所述层级划分寻优模块用于基于所述矿灯基础信息，结合自适应分区模块，对所述预定矿场区域的分布式矿灯进行层级划分寻优，确定支路划分结果，所述支路划分结果标识有共性特征与个性特征；分层通信网络确定模块，所述分层通信网络确定模块用于设定信源至信宿的通信管理原则，对通信网络进行层次化自主配置，确定分层通信网络，其中，所述支路划分结果与所述分层通信网络具有可调更新性；预管理模式配置模块，所述预管理模式配置模块用于基于所述支路划分结果与所述分层通信网络，对中央控制系统进行预管理模式配置；数据传输路径确定模块，所述数据传输路径确定模块用于基于多元传感器监测感知实时矿场信息，并确定基于所述预管理模式的数据传输路径，其中，所述多元传感器嵌入装配于矿灯内；灯控管理方式确定模块，所述灯控管理方式确定模块用于基于所述数据传输路径，将所述实时矿场信息传输至中央控制系统，进行矿下作业场景分析与灯控管理分析，确定灯控管理方式，所述灯控管理方式包含参控维度与采集维度；矿灯智能控制模块，所述矿灯智能控制模块用于生成基于所述灯控管理方式的控制指令，进行所述预定矿场区域的预控制矿灯的智能控制。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

通过交互预定矿场区域的矿灯基础信息，所述矿灯基础信息包括分布特征与矿灯属性；基于所述矿灯基础信息，结合自适应分区模块，对所述预定矿场区域的分布式矿灯进行层级划分寻优，确定支路划分结果，所述支路划分结果标识有共性特征与个性特征；设定信源至信宿的通信管理原则，对通信网络进行层次化自主配置，确定分层通信网络，其中，所述支路划分结果与所述分层通信网络具有可调更新性；基于所述支路划分结果与所述分层通信网络，对中央控制系统进行预管理模式配置；基于多元传感器监测感知实时矿场信息，并确定基于所述预管理模式的数据传输路径，其中，所述多元传感器嵌入装配于矿灯内；基于所述数据传输路径，将所述实时矿场信息传输至中央控制系统，进行矿下作业场景分析与灯控管理分析，确定灯控管理方式，所述灯控管理方式包含参控维度与采集维度；生成基于所述灯控管理方式的控制指令，进行所述预定矿场区域的预控制矿灯的智能控制。也就是说，通过根据矿灯分布特征与矿灯属性对分布式矿灯进行层级划分寻优，得到支路划分结果，可以实现支路照明控制的协同一致性，为精准控制井下矿灯提供了支持；同时设置通信管理原则进行网络配置，生成分层通信网络，可以提高井下通信设置的精准性和灵活性；然后基于支路划分结果与分层通信网络配置矿灯控制的预管理模式；另一方面通过多元传感器监测感知实时矿场信息，并基于所述预管理模式将实时矿场信息传输至中央控制系统，进行矿下作业场景分析与灯控管理分析，得到灯控管理方式进行井下矿灯智能控制；可以提高矿灯照明参数与井下实时作业场景的适配度，进而实现提高矿灯照明控制的智能化、精准度和时效性的技术目标，达到增强矿井内人员作业安全性和作业效率，降低矿灯能源消耗的技术效果。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本申请的范围。本申请的其他特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请一种基于实况感知的矿灯智能控制方法的流程示意图；

图2为本申请一种基于实况感知的矿灯智能控制方法中对预定矿场区域的分布式矿灯进行层级划分寻优的流程示意图；

图3为本申请一种基于实况感知的矿灯智能控制系统的结构示意图。

附图标记说明：

矿灯基础信息交互模块11，层级划分寻优模块12，分层通信网络确定模块13，预管理模式配置模块14，数据传输路径确定模块15，灯控管理方式确定模块16，矿灯智能控制模块17。

具体实施方式

本申请通过提供一种基于实况感知的矿灯智能控制方法及系统，解决了现有矿灯控制方法存在无法根据井下作业场景适应性调整照明参数，导致照明参数与井下作业场景适配度较低，影响了矿井内人员作业的安全性和作业效率，同时造成不必要的矿灯能源消耗的技术问题。可以提高矿灯照明参数与井下实时作业场景的适配度，进而实现提高矿灯照明控制的智能化、精准度和时效性的技术目标，达到增强矿井内人员作业安全性和作业效率，降低矿灯能源消耗的技术效果。

下面，将参考附图对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。基于本申请的实施例，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，都属于本申请保护的范围。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部。

实施例一：

请参阅附图1，本申请提供了一种基于实况感知的矿灯智能控制方法，其中，所述方法应用于一种基于实况感知的矿灯智能控制系统，所述方法具体包括如下步骤：

步骤一：交互预定矿场区域的矿灯基础信息，所述矿灯基础信息包括分布特征与矿灯属性；

具体而言，本申请提供的方法用于基于井下作业实况感知对井下矿灯进行智能调节，提高矿灯照明参数与井下实时作业场景的适配度，进而实现提高矿灯照明控制的智能化、精准度和时效性的技术目标，所述方法具体实施于一种基于实况感知的矿灯智能控制系统。

首先，读取预定矿场区域的矿灯基础信息，所述预定矿场区域为待进行矿灯智能控制的矿井区域，可根据实际情况自行设置，所述矿井区域包含多种不同类型的矿灯设备；其中所述矿灯基础信息包括分布特征与矿灯属性，其中分布特征是指矿灯位于所述预定矿场区域内的位置坐标，所述矿灯属性包括照明属性、结构属性、安全属性、规格属性等信息。通过获取预定矿场区域的矿灯基础信息，为下一步对矿灯进行层级划分提供了依据。

步骤二：基于所述矿灯基础信息，结合自适应分区模块，对所述预定矿场区域的分布式矿灯进行层级划分寻优，确定支路划分结果，所述支路划分结果标识有共性特征与个性特征；

具体而言，基于自适应分区模块，根据所述矿灯基础信息中的矿灯分布特征与矿灯属性对所述预定矿场区域的分布式矿灯进行层级划分寻优，其中层级划分寻优是指将矿灯属性一致，且满足分布协同约束的矿灯划分为一类，得到支路划分结果，所述支路划分结果包含多个矿灯支路，且所述支路划分结果中的多个矿灯支路标识有共性特征和个性特征，所述共性特征包含支路内共性与支路间共性，所述个性特征包括支路间的不同属性，例如：规格属性、照明强度属性、色差属性等。

通过根据矿灯分布特征与矿灯属性对分布式矿灯进行层级划分寻优，得到支路划分结果，可以实现支路照明控制的协同一致性，为精准控制井下矿灯提供了支持。

步骤三：设定信源至信宿的通信管理原则，对通信网络进行层次化自主配置，确定分层通信网络，其中，所述支路划分结果与所述分层通信网络具有可调更新性；

具体而言，首先，设定信源至信宿的通信管理原则，其中信源为矿灯支路，信宿为对矿灯进行智能调节的中央控制系统，所述通信管理原则为信息传输的通信规则。然后根据所述通信管理原则对通信网络进行层次化自主配置，根据配置结果确定分层通信网络，其中所述支路划分结果与所述分层通信网络具有可调更新性，即矿灯支路与中央控制系统的分层通信网络可根据实际情况进行调节，可以提高分层通信网络设置的灵活性。通过生成分层通信网络，为进行矿灯支路与中央控制系统之间的信息传输提供了支持。

步骤四：基于所述支路划分结果与所述分层通信网络，对中央控制系统进行预管理模式配置；

具体而言，根据所述支路划分结果与所述分层通信网络，对中央控制系统进行预管理模式配置，所述中央控制系统为进行矿灯智能控制的模块或平台，所述预管理模式是指矿灯支路与中央控制系统进行信息传输与智能管控的连接方式。通过生成预管理模式，为后续获取实时矿场信息，进而根据实时矿场信息对矿灯支路进行智能控制提供了支持。

步骤五：基于多元传感器监测感知实时矿场信息，并确定基于所述预管理模式的数据传输路径，其中，所述多元传感器嵌入装配于矿灯内；

具体而言，配置多元传感监测阵列，所述多元传感监测阵列包括多个多元传感器，且所述多元传感器嵌入装配于矿灯内，即所述多元传感器与矿灯一一对应。然后基于所述多元传感监测阵列对矿场信息进行实时监测采集，所述多元传感器至少包括温度传感器、瓦斯传感器、加速度传感器，本领域技术人员可根据实际需求进行传感器类型设置；基于所述预管理模式的数据传输路径将采集获得的实时矿场信息传输至中央控制系统。通过对矿场信息进行实时采集，为进行井下作业场景分析提供了数据支持。

步骤六：基于所述数据传输路径，将所述实时矿场信息传输至中央控制系统，进行矿下作业场景分析与灯控管理分析，确定灯控管理方式，所述灯控管理方式包含参控维度与采集维度；

具体而言，基于所述数据传输路径，将所述实时矿场信息传输至中央控制系统，并根据所述实时矿场信息进行矿下作业场景分析，确定实时矿下作业场景，进一步根据实时矿下作业场景确定实际照明需求，基于实际照明需求进行灯控管理分析，确定灯控管理方式，其中所述灯控管理方式包含参控维度与采集维度，所述参控维度是指矿灯的照明控制参数，所述采集维度是指从矿灯信息传输方面进行分析，避免出现网络拥堵，提高矿灯控制调节的时效性和准确性。通过确定灯控管理方式，为下一步进行矿灯智能控制提供了依据。

步骤七：生成基于所述灯控管理方式的控制指令，进行所述预定矿场区域的预控制矿灯的智能控制。

具体而言，基于所述灯控管理方式生成对应的矿灯控制指令，并根据所述矿灯控制指令对所述预定矿场区域的预控制矿灯进行智能控制。

所述一种基于实况感知的矿灯智能控制方法应用于一种基于实况感知的矿灯智能控制系统，可以解决现有矿灯控制方法存在无法根据井下作业场景适应性调整照明参数，导致照明参数与井下作业场景适配度较低，影响了矿井内人员作业的安全性和作业效率，同时造成不必要的矿灯能源消耗的技术问题。首先，交互预定矿场区域的矿灯基础信息，所述矿灯基础信息包括分布特征与矿灯属性；然后，基于所述矿灯基础信息，结合自适应分区模块，对所述预定矿场区域的分布式矿灯进行层级划分寻优，确定支路划分结果，所述支路划分结果标识有共性特征与个性特征；接着，设定信源至信宿的通信管理原则，对通信网络进行层次化自主配置，确定分层通信网络，其中，所述支路划分结果与所述分层通信网络具有可调更新性；接下来，基于所述支路划分结果与所述分层通信网络，对中央控制系统进行预管理模式配置；此外，基于多元传感器监测感知实时矿场信息，并确定基于所述预管理模式的数据传输路径，其中，所述多元传感器嵌入装配于矿灯内；进一步，基于所述数据传输路径，将所述实时矿场信息传输至中央控制系统，进行矿下作业场景分析与灯控管理分析，确定灯控管理方式，所述灯控管理方式包含参控维度与采集维度；最后，生成基于所述灯控管理方式的控制指令，进行所述预定矿场区域的预控制矿灯的智能控制。通过根据矿灯分布特征与矿灯属性对分布式矿灯进行层级划分寻优，得到支路划分结果，可以实现支路照明控制的协同一致性，为精准控制井下矿灯提供了支持；同时设置通信管理原则进行网络配置，生成分层通信网络，可以提高井下通信设置的精准性和灵活性；然后基于支路划分结果与分层通信网络配置矿灯控制的预管理模式；另一方面通过多元传感器监测感知实时矿场信息，并基于所述预管理模式将实时矿场信息传输至中央控制系统，进行矿下作业场景分析与灯控管理分析，得到灯控管理方式进行井下矿灯智能控制；可以提高矿灯照明参数与井下实时作业场景的适配度，进而实现提高矿灯照明控制的智能化、精准度和时效性的技术目标，达到增强矿井内人员作业安全性和作业效率，降低矿灯能源消耗的技术效果。

进一步，对所述预定矿场区域的分布式矿灯进行层级划分寻优，如附图2所示，本申请步骤二包括：

读取所述预定矿场区域的灯控管理记录，挖掘灯控相关性；

基于所述灯控相关性，对所述预定矿场区域的分布式矿灯进行划分，确定初始划分结果；

以分布协同性与属性一致性为划分原则，对所述初始划分结果进行层次寻优，确定所述支路划分结果；

遍历所述支路划分结果，确定基于支路共性与支路个性的控制特征，对所述支路划分结果进行标识，其中，所述支路共性包含支路内共性与支路间共性。

具体而言，首先，读取所述预定矿场区域的灯控管理记录，所述灯控管理记录为所述预定矿场区域内矿灯设备的使用、维护和管理情况的记录数据，其中包括矿灯开启关闭时间、亮度、色温、能耗、维护情况，进一步基于所述灯控管理记录挖掘灯控相关性，其中灯控相关性是指具有关联性的灯控指标，例如：矿灯开启关闭时间处于同一时区等。接着基于所述灯控相关性，对所述预定矿场区域的分布式矿灯进行划分，即将具有关联性的灯控指标对应的分布式矿灯聚为一类，得到初始划分结果，所述初始划分结果包括多个具有关联的分布式矿灯集合。

配置预设划分原则，所述预设划分原则包括分布协同性和属性一致性，所述分布协同性为分布协同约束，本领域技术人员可根据实际情况进行设置，例如：处于同一区域内，或处于同一开关控制等；所述属性一致性是指将具有相同矿灯属性的划分为一类。基于所述预设划分原则，对所述初始划分结果进行层次寻优，得到满足所述预设划分原则的所述支路划分结果。进一步所述支路划分结果进行特征提取，确定基于支路共性与支路个性的控制特征，其中，所述支路共性为具有关联性或相同的控制特征，包含支路内共性与支路间共性；所述支路个性为独有的控制特征。然后根据所述控制特征对所述支路划分结果进行标识。

通过根据矿灯分布特征与矿灯属性对分布式矿灯进行层级划分寻优，得到支路划分结果，可以实现支路照明控制的协同一致性，为精准控制井下矿灯提供了支持。

进一步，所述设定信源至信宿的通信管理原则，本申请步骤三包括：

划定多等级网络状态，设定第一通信规则，其中，网络状态等级以拥堵程度设定；

确定路由选择方式，设定第二通信规则；

基于矿下作业的重要等级与安全等级，设定敏感数据阈值，进行通信优先级限定，设定第三通信规则；

拟合所述第一通信规则、所述第二通信规则与所述第三通信规则，进行通信网络的逻辑层配置。

具体而言，首先，划定多等级网络状态，设定第一通信规则，其中网络状态等级以拥堵程度设定，其中网络的拥堵程度会直接影响数据传输的速度和稳定性。当网络拥堵时，数据传输可能会变慢或中断。因此，在选择数据传输路径时，需要考虑网络的拥堵情况，并尽量选择拥堵程度较低的路径；所述网络状态等级与所述拥堵程度成反比，即网络拥堵程度越低，表征网络状态等级越高。

接着确定路由选择方式，其中路由选择是网络层中的关键功能，负责确定数据包在网络中从源地址到目的地址的最佳路径，常用的路由选择方式包括洪泛式路由选择、随机路由选择、自适应路由选择等，本领域技术人员可根据实际应用场景设置适配的路由选择方式；并根据路由选择方式设定第二通信规则。

获取矿下作业场景对应的重要等级与安全等级，所述重要等级与所述安全等级可根据矿下作业场景的类型进行设置；然后基于所述重要等级与所述安全等级设定敏感数据阈值，其中所述重要等级、所述安全等级与所述敏感数据阈值成正比，即所述重要等级越高、所述安全等级越高，表征数据敏感程度越高，则对应的敏感数据阈值越大；并基于所述敏感数据阈值进行通信优先级限定，其中所述通信优先级与所述敏感数据阈值成正比，即所述敏感数据阈值越大，则所述通信优先级越大，基于所述通信优先级设定第三通信规则。最后拟合所述第一通信规则、所述第二通信规则与所述第三通信规则，进行通信网络的逻辑层配置。通过分别配置第一通信规则、第二通信规则与第三通信规则，可以提高通信网络配置的精细度，从而提高数据通信的准确性和效率。

进一步，基于多元传感器监测感知实时矿场信息，本申请步骤五包括：

识别传感监测数据，基于数据准确性与完备度，进行数据预处理确定有效传感数据；

对所述有效传感数据进行冗余筛选与数据关联整合，提炼数据体系；

对所述数据体系进行主次标识，作为所述实时矿场信息。

具体而言，对所述传感监测数据进行识别，配置数据预处理规则，所述数据预处理规则包括数据准确性约束和数据完整性约束，可根据实际需求进行设置；然后基于所述数据预处理规则，对所述传感监测数据进行预处理，其中数据预处理方法包括数据清洗、缺失补充、错误校准等，得到数据预处理后的有效传感数据。

接着对所述有效传感数据进行冗余筛选与数据关联整合，其中冗余筛选用于去除所述有效传感数据中的重复数据，所述数据关联整合用于将具有关联性的有效传感数据整合在一起，得到数据体系，其中数据体系为整合后的不同类型数据的集合。进一步根据数据重要程度对所述数据体系进行主次标识，其中重要性高的数据为主数据标识，重要程度低的数据为次数据标识，将标识后的数据体系作为所述实时矿场信息。

通过设置数据预处理规则对传感监测数据进行预处理、冗余筛选与数据关联整合，可以提高数据体系得到的准确性和完整性，同时对数据体系进行主次标识，可以提高数据划分的精细度，从而可以提高后续数据分析的准确性和效率。

进一步，进行矿下作业场景分析与灯控管理分析，本申请步骤六包括：

识别基于所述实时矿场信息的矿下作业场景，定位场景碰撞信息，所述矿下作业场景包括至少一个；

基于所述场景碰撞信息，基于矿下作业的重要等级与安全等级，分析场景优先级并确定场景避让方式，其中所述场景避让方式标识有碰撞控制矿灯的场景避让比例；

基于所述场景避让方式，进行矿灯控制参数的确定。

具体而言，首先，基于所述实时矿场信息识别矿下作业场景，其中矿下作业场景开采场景、运输场景、维护场景等，且所述作业场景至少为一个，即可能存在多个同时存在的作业场景，可基于实际情况分析得到，进一步定位场景碰撞信息，其中场景碰撞信息是指多个作业场景汇集在一起。

然后所述场景碰撞信息，确定所述场景碰撞信息内多个矿下作业场景对应的矿下作业的重要等级与安全等级，并基于所述重要等级与所述安全等级进行场景优先级分析，其中所述重要等级越高，所述安全等级越高，则对应的场景优先级越大，确定场景优先级。进一步根据所述场景优先级确定场景避让方式，且所述场景避让方式标识有碰撞控制矿灯的场景避让比例，所述场景避让比例是指对矿灯照明控制参数调整的比例，例如：光照强度、光照角度的调整比例，可根据样本数据配置样本场景避让比例库，所述样本场景避让比例库包括多个样本场景避让方式及对应的多个样本场景避让比例，并基于样本场景避让比例库匹配得到场景避让比例。最后根据所述场景避让方式对矿灯控制参数进行设置。

通过对场景碰撞时的场景优先级进行分析，并基于场景优先级确定场景避让方式及场景避让比例，可以提高矿灯控制参数分析的准确性和效率。

进一步，所述灯控管理方式包含参控维度与采集维度，本申请步骤六包括：

执行基于所述实时矿场信息的矿下作业场景分析与灯控管理分析，确定预控制矿灯的参控数据；

对矿下作业场景进行场景趋变预测，确定满足场景变量阈值的时区节点，作为下位回传节点；

将所述参控数据与所述下位回传节点添加进所述灯控管理方式；

读取基于所述下位回传节点的控制时区，进行边端自主控制。

具体而言，首先，根据所述实时矿场信息的矿下作业场景进行灯控管理分析，其中灯控管理分析方法可通过基于BP神经网络构建灯控管理分析模型，其中所述灯控管理分析模型的输入数据为矿下作业场景，输出数据为矿灯控制参数；然后获取样本数据对所述灯控管理分析模型进行监督训练，得到符合预期收敛约束的灯控管理分析模型，并基于所述灯控管理分析模型进行灯控管理分析，确定预控制矿灯的参控数据。

接着矿下作业场景进行场景趋变预测，其中场景趋变预测可基于矿下作业场景的实际作业状态进行预测，或者根据作业计划进行预测，得到场景趋变预测结果，所述场景趋变预测结果是指场景变化幅度。根据场景变量阈值对所述场景趋变预测结果进行判断，若所述场景趋变预测结果大于所述场景变量阈值，表征场景变化幅度较大，对灯光的调控要求较高，需要基于采集回传信息的方式进行分析与远端调控分析，则确定所述场景趋变预测结果发生的时区节点，并将所述时区节点设定为下位回传节点；若所述场景趋变预测结果小于等于所述场景变量阈值，表征场景变化幅度较小，对灯光的调控要求较低，则可基于矿灯端自设定的自动化模式直接进行微调。

进一步将所述参控数据与所述下位回传节点添加进所述灯控管理方式，然后读取基于所述下位回传节点的控制时区，即获取矿灯调节的时间节点，并基于所述控制时区进行边端自主控制。其中不间断进行数据采集和进行控制中心分析，容易造成信息过载，通过将灯控管理方式发送至边端进行自主控制，可以避免发生网络拥堵，提高调控的准确性和时效性。

进一步，进行所述预定矿场区域的预控制矿灯的智能控制，本申请步骤七包括：

识别所述灯控管理记录，挖掘泛化影响特征，所述泛化影响特征包含灯控维度、通信维度与故障管理维度；

遍历所述泛化影响特征，建立备份预案库，其中，各备份预案标识有预案启动的特征强度；

若所述备份预案库存在任一触发，定位触发矿灯支路，并生成基于触发预案的类报警信息。

具体而言，识别所述灯控管理记录，并基于所述灯控管理记录挖掘泛化影响特征，其中泛化影响特征是指出现频次较高的影响特征，例如：基于所述灯控管理记录进行影响特征识别，确定多个影响特征及出现频次，并将出现频次大于预设频次阈值的影响特征标记为泛化影响特征，其中所述泛化影响特征包含灯控维度、通信维度与故障管理维度。

基于所述泛化影响特征进行调控分析，确定所述泛化影响特征对应的调控预案，所述调控预案为不同类型的报警方式，其中标识有预案启动的特征强度，即将泛化影响特征达到所述特征强度时，则进行调控预案启动；进一步基于决策树原理，将泛化影响特征作为子节点，将泛化影响特征对应的调控预案作为所述子节点的叶节点，构建备份预案库。然后基于所述备份预案库对后续泛化影响特征进行识别，若所述备份预案库存在任一触发，则定位触发矿灯支路，并基于对应的调控预案进行报警。

通过构建备份预案库进行泛化影响特征触发识别，并智能匹配得到对应的调控预案进行报警，可以提高异常状态预警的智能化和自动化，从而提高异常预警的效率和准确性。

综上所述，本申请所提供的一种基于实况感知的矿灯智能控制方法具有如下技术效果：

1.通过根据矿灯分布特征与矿灯属性对分布式矿灯进行层级划分寻优，得到支路划分结果，可以实现支路照明控制的协同一致性，为精准控制井下矿灯提供了支持；同时设置通信管理原则进行网络配置，生成分层通信网络，可以提高井下通信设置的精准性和灵活性；然后基于支路划分结果与分层通信网络配置矿灯控制的预管理模式；另一方面通过多元传感器监测感知实时矿场信息，并基于所述预管理模式将实时矿场信息传输至中央控制系统，进行矿下作业场景分析与灯控管理分析，得到灯控管理方式进行井下矿灯智能控制；可以提高矿灯照明参数与井下实时作业场景的适配度，进而实现提高矿灯照明控制的智能化、精准度和时效性的技术目标，达到增强矿井内人员作业安全性和作业效率，降低矿灯能源消耗的技术效果。

2.通过设置数据预处理规则对传感监测数据进行预处理、冗余筛选与数据关联整合，可以提高数据体系得到的准确性和完整性，同时对数据体系进行主次标识，可以提高数据划分的精细度，从而可以提高后续数据分析的准确性和效率。

3.通过构建备份预案库进行泛化影响特征触发识别，并智能匹配得到对应的调控预案进行报警，可以提高异常状态预警的智能化和自动化，从而提高异常预警的效率和准确性。

实施例二：

基于与前述实施例中一种基于实况感知的矿灯智能控制方法，同样发明构思，本申请还提供了一种基于实况感知的矿灯智能控制系统，请参阅附图3，所述系统包括：

矿灯基础信息交互模块11，所述矿灯基础信息交互模块11用于交互预定矿场区域的矿灯基础信息，所述矿灯基础信息包括分布特征与矿灯属性；

层级划分寻优模块12，所述层级划分寻优模块12用于基于所述矿灯基础信息，结合自适应分区模块，对所述预定矿场区域的分布式矿灯进行层级划分寻优，确定支路划分结果，所述支路划分结果标识有共性特征与个性特征；

分层通信网络确定模块13，所述分层通信网络确定模块13用于设定信源至信宿的通信管理原则，对通信网络进行层次化自主配置，确定分层通信网络，其中，所述支路划分结果与所述分层通信网络具有可调更新性；

预管理模式配置模块14，所述预管理模式配置模块14用于基于所述支路划分结果与所述分层通信网络，对中央控制系统进行预管理模式配置；

数据传输路径确定模块15，所述数据传输路径确定模块15用于基于多元传感器监测感知实时矿场信息，并确定基于所述预管理模式的数据传输路径，其中，所述多元传感器嵌入装配于矿灯内；

灯控管理方式确定模块16，所述灯控管理方式确定模块16用于基于所述数据传输路径，将所述实时矿场信息传输至中央控制系统，进行矿下作业场景分析与灯控管理分析，确定灯控管理方式，所述灯控管理方式包含参控维度与采集维度；

矿灯智能控制模块17，所述矿灯智能控制模块17用于生成基于所述灯控管理方式的控制指令，进行所述预定矿场区域的预控制矿灯的智能控制。

进一步，所述系统中的所述层级划分寻优模块12还用于：

读取所述预定矿场区域的灯控管理记录，挖掘灯控相关性；

基于所述灯控相关性，对所述预定矿场区域的分布式矿灯进行划分，确定初始划分结果；

以分布协同性与属性一致性为划分原则，对所述初始划分结果进行层次寻优，确定所述支路划分结果；

遍历所述支路划分结果，确定基于支路共性与支路个性的控制特征，对所述支路划分结果进行标识，其中，所述支路共性包含支路内共性与支路间共性。

进一步，所述系统中的所述分层通信网络确定模块13还用于：

划定多等级网络状态，设定第一通信规则，其中，网络状态等级以拥堵程度设定；

确定路由选择方式，设定第二通信规则；

基于矿下作业的重要等级与安全等级，设定敏感数据阈值，进行通信优先级限定，设定第三通信规则；

拟合所述第一通信规则、所述第二通信规则与所述第三通信规则，进行通信网络的逻辑层配置。

进一步，所述系统中的所述数据传输路径确定模块15还用于：

识别传感监测数据，基于数据准确性与完备度，进行数据预处理确定有效传感数据；

对所述有效传感数据进行冗余筛选与数据关联整合，提炼数据体系；

对所述数据体系进行主次标识，作为所述实时矿场信息。

进一步，所述系统中的所述灯控管理方式确定模块16还用于：

识别基于所述实时矿场信息的矿下作业场景，定位场景碰撞信息，所述矿下作业场景包括至少一个；

基于所述场景碰撞信息，基于矿下作业的重要等级与安全等级，分析场景优先级并确定场景避让方式，其中所述场景避让方式标识有碰撞控制矿灯的场景避让比例；

基于所述场景避让方式，进行矿灯控制参数的确定。

进一步，所述系统中的所述灯控管理方式确定模块16还用于：

执行基于所述实时矿场信息的矿下作业场景分析与灯控管理分析，确定预控制矿灯的参控数据；

对矿下作业场景进行场景趋变预测，确定满足场景变量阈值的时区节点，作为下位回传节点；

将所述参控数据与所述下位回传节点添加进所述灯控管理方式；

读取基于所述下位回传节点的控制时区，进行边端自主控制。

进一步，所述系统中的所述矿灯智能控制模块17还用于：

识别所述灯控管理记录，挖掘泛化影响特征，所述泛化影响特征包含灯控维度、通信维度与故障管理维度；

遍历所述泛化影响特征，建立备份预案库，其中，各备份预案标识有预案启动的特征强度；

若所述备份预案库存在任一触发，定位触发矿灯支路，并生成基于触发预案的类报警信息。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，前述实施例一中的一种基于实况感知的矿灯智能控制方法和具体实例同样适用于本实施例的一种基于实况感知的矿灯智能控制系统，通过前述对一种基于实况感知的矿灯智能控制方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚知道本实施例中一种基于实况感知的矿灯智能控制系统，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.基于实况感知的矿灯智能控制方法，其特征在于，所述方法包括：

交互预定矿场区域的矿灯基础信息，所述矿灯基础信息包括分布特征与矿灯属性；

基于所述矿灯基础信息，结合自适应分区模块，对所述预定矿场区域的分布式矿灯进行层级划分寻优，确定支路划分结果，所述支路划分结果标识有共性特征与个性特征；

设定信源至信宿的通信管理原则，对通信网络进行层次化自主配置，确定分层通信网络，其中，所述支路划分结果与所述分层通信网络具有可调更新性；

基于所述支路划分结果与所述分层通信网络，对中央控制系统进行预管理模式配置；

基于多元传感器监测感知实时矿场信息，并确定基于所述预管理模式的数据传输路径，其中，所述多元传感器嵌入装配于矿灯内；

基于所述数据传输路径，将所述实时矿场信息传输至中央控制系统，进行矿下作业场景分析与灯控管理分析，确定灯控管理方式；

其中，所述确定灯控管理方式，包括：

对矿下作业场景进行场景趋变预测，并判定场景趋变预测结果是否满足场景变量阈值；

若所述场景趋变预测结果大于等于所述场景变量阈值，以采集信息回传与远端调控管理为所述灯控管理方式；

若所述场景趋变预测结果小于所述场景变量阈值，以基于矿灯端自设定的自动化模式进行近端微调管理为所述灯控管理方式；

生成基于所述灯控管理方式的控制指令，进行所述预定矿场区域的预控制矿灯的智能控制。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述预定矿场区域的分布式矿灯进行层级划分寻优，包括：

读取所述预定矿场区域的灯控管理记录，挖掘灯控相关性；

基于所述灯控相关性，对所述预定矿场区域的分布式矿灯进行划分，确定初始划分结果；

以分布协同性与属性一致性为划分原则，对所述初始划分结果进行层次寻优，确定所述支路划分结果；

遍历所述支路划分结果，确定基于支路共性与支路个性的控制特征，对所述支路划分结果进行标识，其中，所述支路共性包含支路内共性与支路间共性。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定信源至信宿的通信管理原则，包括：

划定多等级网络状态，设定第一通信规则，其中，网络状态等级以拥堵程度设定；

确定路由选择方式，设定第二通信规则；

基于矿下作业的重要等级与安全等级，设定敏感数据阈值，进行通信优先级限定，设定第三通信规则；

拟合所述第一通信规则、所述第二通信规则与所述第三通信规则，进行通信网络的逻辑层配置。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于多元传感器监测感知实时矿场信息，包括：

识别传感监测数据，基于数据准确性与完备度，进行数据预处理确定有效传感数据；

对所述有效传感数据进行冗余筛选与数据关联整合，提炼数据体系；

对所述数据体系进行主次标识，作为所述实时矿场信息。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进行矿下作业场景分析与灯控管理分析，包括：

识别基于所述实时矿场信息的矿下作业场景，定位场景碰撞信息，所述矿下作业场景包括至少一个；

基于所述场景碰撞信息，基于矿下作业的重要等级与安全等级，分析场景优先级并确定场景避让方式，其中所述场景避让方式标识有碰撞控制矿灯的场景避让比例；

基于所述场景避让方式，进行矿灯控制参数的确定。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，进行所述预定矿场区域的预控制矿灯的智能控制，包括：

识别所述灯控管理记录，挖掘泛化影响特征，所述泛化影响特征包含灯控维度、通信维度与故障管理维度；

遍历所述泛化影响特征，建立备份预案库，其中，各备份预案标识有预案启动的特征强度；

若所述备份预案库存在任一触发，定位触发矿灯支路，并生成基于触发预案的类报警信息。

7.基于实况感知的矿灯智能控制系统，其特征在于，用于实施权利要求1至6中任意一项所述方法的步骤，所述系统包括：

矿灯基础信息交互模块，所述矿灯基础信息交互模块用于交互预定矿场区域的矿灯基础信息，所述矿灯基础信息包括分布特征与矿灯属性；

层级划分寻优模块，所述层级划分寻优模块用于基于所述矿灯基础信息，结合自适应分区模块，对所述预定矿场区域的分布式矿灯进行层级划分寻优，确定支路划分结果，所述支路划分结果标识有共性特征与个性特征；

分层通信网络确定模块，所述分层通信网络确定模块用于设定信源至信宿的通信管理原则，对通信网络进行层次化自主配置，确定分层通信网络，其中，所述支路划分结果与所述分层通信网络具有可调更新性；

预管理模式配置模块，所述预管理模式配置模块用于基于所述支路划分结果与所述分层通信网络，对中央控制系统进行预管理模式配置；

数据传输路径确定模块，所述数据传输路径确定模块用于基于多元传感器监测感知实时矿场信息，并确定基于所述预管理模式的数据传输路径，其中，所述多元传感器嵌入装配于矿灯内；

灯控管理方式确定模块，所述灯控管理方式确定模块用于基于所述数据传输路径，将所述实时矿场信息传输至中央控制系统，进行矿下作业场景分析与灯控管理分析，确定灯控管理方式；

矿灯智能控制模块，所述矿灯智能控制模块用于生成基于所述灯控管理方式的控制指令，进行所述预定矿场区域的预控制矿灯的智能控制。