本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種礦用危險源監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：傳感器采集設備，包括一個或多個傳感器，用于采集傳感器數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)融合設備，用于對傳感器數(shù)據(jù)應用預存的不同等級的風險評估模型進行由高危險等級至低危險等級的逐級評估，當其中之一的評估結(jié)果等于或高于預設危險等級時，將該評估結(jié)果對應危險等級相關的傳感器數(shù)據(jù)上傳；以及感知網(wǎng)絡路由設備，用于接收多個數(shù)據(jù)融合設備上傳的傳感器數(shù)據(jù)，按照危險等級由高到低的順序，將傳感器數(shù)據(jù)路由至上位機。本發(fā)明專利技術(shù)中，有利于重大危險源監(jiān)測中使用最少的關鍵因素數(shù)據(jù)迅速計算出結(jié)果，從而緊急數(shù)據(jù)可以及時傳遞至上位機。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)礦山涉及安全生產(chǎn)
，尤其涉及一種礦用危險源監(jiān)測系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
煤礦危險源監(jiān)測預警中單一傳感器監(jiān)測可靠性差，以成為本領域技術(shù)人員的共識。將多傳感器模糊數(shù)據(jù)融合技術(shù)應用在煤礦危險源監(jiān)測預警系統(tǒng)中，選擇多個傳感器對井下的異常信息進行全面監(jiān)控，可彌補采用單一類型、單一傳感器的不足，擴展時間上和空間上的監(jiān)測范圍。根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)各傳感器監(jiān)測實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，每個子系統(tǒng)根據(jù)不同模型進行分析和判斷，分別給出預警等級并相應采用工程技術(shù)或組織管理措施，降低或控制危險。現(xiàn)有的礦用生產(chǎn)安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)基本屬于多種獨立的監(jiān)控子系統(tǒng)。有些監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)通過無線傳感網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)傳輸至控制中心后，通過上位機進行數(shù)據(jù)信息融合進行分·析、預警及支持管理決策等。但大量的數(shù)據(jù)傳輸容易造成網(wǎng)絡堵塞，由于無線通信信道有限，在節(jié)點搶占信道能力一樣的情況下，很有可能導致重要數(shù)據(jù)不能最早傳送到上位機，因此導致數(shù)據(jù)分析結(jié)果與實際有出入。參考文獻I (多維度感知礦山系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及應用設計，P :82 85，2011/11，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù))提供了一種感知礦山安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖I所示。該系統(tǒng)包括感知控制層、信息集成層和管理決策層。其中，感知與控制層由多個感測控制子系統(tǒng)組成，實現(xiàn)礦山生產(chǎn)與安全過程中各種傳感與控制信息的采集與使用。信息集成層通過工業(yè)以太網(wǎng)將信息集成到控制中心進行各種信息處理(如信息融合、信息挖掘等)，以用于安全生產(chǎn)監(jiān)控的終端，它們可實現(xiàn)對煤礦安全生產(chǎn)中各個子系統(tǒng)的監(jiān)測與控制功能。管理決策層為礦山各個職能部分通過網(wǎng)絡可實現(xiàn)更高層次的應用，如礦山安全生產(chǎn)評價與監(jiān)管、煤礦災害預警與防治、礦山資源環(huán)境控制及評價等。在上述的感知礦山安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中，信息集成層和管理決策層均位于礦井的上游，感知控制層的多個感測控制子系統(tǒng)需要實時地向信息集成層上報數(shù)據(jù)。在實現(xiàn)本專利技術(shù)的過程中，申請人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)存在如下技術(shù)缺陷感測控制子系統(tǒng)的多個傳感器之間的數(shù)據(jù)具有相關性，從而其向信息集成層上報的數(shù)據(jù)具有大量的數(shù)據(jù)冗余，經(jīng)常會造成緊急數(shù)據(jù)無法及時傳遞至信息集成層的上位機。
技術(shù)實現(xiàn)思路
(一 )要解決的技術(shù)問題為解決上述的一個或多個問題，本專利技術(shù)提供了一種礦用危險源監(jiān)測系統(tǒng)，以使緊急數(shù)據(jù)及時傳遞至信息集成層的上位機。( 二 )技術(shù)方案根據(jù)本專利技術(shù)的一個方面，提供了一種礦用危險源監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括傳感器采集設備，包括一個或多個傳感器，用于采集傳感器數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)融合設備，用于對傳感器數(shù)據(jù)應用預存的不同等級的風險評估模型進行由高危險等級至低危險等級的逐級評估，當其中之一的評估結(jié)果等于或高于預設危險等級時，將該評估結(jié)果對應危險等級相關的傳感器數(shù)據(jù)上傳；以及感知網(wǎng)絡路由設備，用于接收多個數(shù)據(jù)融合設備上傳的傳感器數(shù)據(jù)，按照危險等級由高到低的順序，將傳感器數(shù)據(jù)路由至上位機。(三)有益效果從上述技術(shù)方案可以看出，本專利技術(shù)礦用危險源監(jiān)測系統(tǒng)具有以下有益效果(I)有利于重大危險源監(jiān)測中使用最少的關鍵因素數(shù)據(jù)迅速計算出結(jié)果，從而緊急數(shù)據(jù)可以及時傳遞至上位機； (2)在數(shù)據(jù)融合設備進行數(shù)據(jù)融合處理，大大減少了網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)傳輸量，從而緩解了信息集成層和感測控制子系統(tǒng)帶寬緊張的矛盾；(3)建立安全風險等級評估模式，不同等級的等級評估使用不同的數(shù)據(jù)源，不同的算法，等級越高，需要的數(shù)據(jù)越多，計算越復雜，得到的結(jié)果最真實。根據(jù)最終評估結(jié)果，可直接控制相關的設備，為事故的處理爭取時間。附圖說明圖I為一種感知礦山安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的示意圖；圖2為一種礦用重大危險源監(jiān)測的智能感知網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3為數(shù)據(jù)融合設備多級評估工作流程；圖4為的數(shù)據(jù)融合設備風險評估模型Modlei的詳細工作流程圖。具體實施例方式為使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本專利技術(shù)進一步詳細說明。需要說明的是，在附圖或說明書描述中，相似或相同的部分都使用相同的圖號。附圖中未繪示或描述的實現(xiàn)方式，為所屬
中普通技術(shù)人員所知的形式。另外，雖然本文可提供包含特定值的參數(shù)的示范，但應了解，參數(shù)無需確切等于相應的值，而是可在可接受的誤差容限或設計約束內(nèi)近似于相應的值。在本專利技術(shù)的一個示例性實施例中，提供了一種礦用重大危險源監(jiān)測的智能感知網(wǎng)絡。圖2為根據(jù)本專利技術(shù)實施例的一種礦用重大危險源監(jiān)測的智能感知網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本實施例包括傳感器采集設備、數(shù)據(jù)融合設備、感知網(wǎng)絡路由設備和中控室組成。其中，每一數(shù)據(jù)融合設備下有多種傳感器采集設備，而多臺數(shù)據(jù)融合設備可通過路由器連接至中控室。以下分別對各部分進行詳細說明。傳感器采集設備，包括一個或多個傳感器，用于采集傳感器數(shù)據(jù)，并將傳感器數(shù)據(jù)通過無線的方式上傳至數(shù)據(jù)融合設備。如圖2所示，礦用危險源監(jiān)測系統(tǒng)負責K個重大危險源監(jiān)測區(qū)域，A1 ApB1 BN2、…、K1 KNk表示K個監(jiān)測區(qū)域中的傳感器節(jié)點，其中Nk為正整數(shù)。在礦井環(huán)境中根據(jù)不同的層和不同的開采區(qū)安裝大量不同類型的傳感器，有瓦斯、CO、通風、煙霧、水位、流量、流速、頂板壓力、沖擊地壓、地質(zhì)、溫度、濕度等不同類型的傳感器。對于兩不同的監(jiān)測區(qū)域來講，其包含的傳感器的類型和數(shù)目可以相同，也可以不同。傳感器采集設備中通用傳感器采集接口采用PSOC的模式，在一個標準設備上用軟件方式實現(xiàn)不同的模擬調(diào)理；其傳感器數(shù)據(jù)通信接口采用可編程方式，能夠支持不同的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。傳感器數(shù)據(jù)按照統(tǒng)一的方式進行編碼和傳輸，解決現(xiàn)有監(jiān)測系統(tǒng)中各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)協(xié)議不同，數(shù)據(jù)融合處理困難的問題。能夠有效增加網(wǎng)絡可延展性，支持項目中增加或者減少使用不同的傳感器類型。感知網(wǎng)絡路由設備，如圖2中Rp R2.....Rm所示，用于接收傳感器數(shù)據(jù)并根據(jù)系統(tǒng)評估體系對監(jiān)測狀況進行評估，同時根據(jù)數(shù)據(jù)融合處理狀況及評估結(jié)果對執(zhí)行器進行處理；同時把數(shù)據(jù)通過感知網(wǎng)絡路由設備傳輸?shù)街锌厥摇８兄W(wǎng)絡路由設備作為網(wǎng)絡中的專用路由設備，能夠按照通信協(xié)議，根據(jù)數(shù)據(jù)的內(nèi)容解析數(shù)據(jù)的重要性等級，實現(xiàn)可控制的QoS服務，確保在網(wǎng)絡帶寬變化情況下，高危險等級數(shù)據(jù)能夠得到優(yōu)先和可靠的傳輸，解決原有系統(tǒng)信道爭用能力。 數(shù)據(jù)融合設備具有無線、有線傳輸功能，具有上、下行信息功能。具有網(wǎng)絡通信功能。可以連接到基于IP的主干通信網(wǎng)絡；能夠基于統(tǒng)一的監(jiān)測數(shù)據(jù)表示方式。根據(jù)需要主動請求非直接數(shù)據(jù)功能；根據(jù)內(nèi)部保存的風險評估模型進行等級評估；可直接根據(jù)控制結(jié)果報警或者控制相關設備。該設備是實現(xiàn)礦用重大危險源監(jiān)測智能感知網(wǎng)絡在傳輸過程中進行數(shù)據(jù)融合的關鍵。系統(tǒng)由M個感知網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸融合設備，如圖2所示A、C、K、B等，該設備接收傳感器的數(shù)據(jù)，應用設備內(nèi)保存的不同等級的風險評估模型(不同等級的評估模型對應不同的傳感器數(shù)據(jù))對傳感器數(shù)據(jù)進行逐級評估。預設有H級風險評估模型，從低到高分別用ModlepModley…、Modlea來表示,等級越高,需要的數(shù)據(jù)越多，評估速度越慢,得出的結(jié)果越精確。使用等級風險評估模型，高危險等級的因素在低等級中評估，低危險等級的在高評估中評估，既能迅速處理傳感器數(shù)據(jù)又不丟掉關鍵數(shù)據(jù)。中控室中上位機再對數(shù)據(jù)進行更為詳細的處理，并執(zhí)行處理結(jié)果。此外，數(shù)據(jù)融合設備在上傳數(shù)據(jù)的同時，還可以向地面控制中心發(fā)出報警信息，或者直接控制相關的設備。在該系統(tǒng)中，關鍵是數(shù)據(jù)融本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種礦用危險源監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括：傳感器采集設備，包括一個或多個傳感器，用于采集傳感器數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)融合設備，用于對傳感器數(shù)據(jù)應用預存的不同等級的風險評估模型進行由高危險等級至低危險等級的逐級評估，當其中之一的評估結(jié)果等于或高于預設危險等級時，將該評估結(jié)果對應危險等級相關的傳感器數(shù)據(jù)上傳；以及感知網(wǎng)絡路由設備，用于接收多個數(shù)據(jù)融合設備上傳的傳感器數(shù)據(jù)，按照危險等級由高到低的順序，將傳感器數(shù)據(jù)路由至上位機。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李學恩，
申請(專利權(quán))人：中國科學院自動化研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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