一种用于水害预警的指标设置方法与流程

1.本发明属于矿井监测技术领域，尤其涉及一种用于水害预警的指标设置方法。


背景技术：

2.在对煤矿井下进行挖掘时，经常会出现影响生产、威胁采掘工作面或者矿井安全使煤矿井下局部或者全部被淹没的矿井水，这些被称为矿井水害。
3.在发生矿井水害时需要第一时间进行控制，这就需要在第一时间对水害进行发现，使得工作人员可以在第一时间对水害进行处理，这样才可以阻止水害的恶化同时也有利于对煤矿井下的工作人员进行及时的疏散，确保生命财产的安全。
4.现有的水害预警系统通常都是同时对各种水害类型进行监测，不管是顶板水害还是老空水害都进行监测，要知道煤矿水害类型有很多种，这就使得整个系统需要采集很多数据并且对这些数据进行处理，这样使得对数据的处理更加的复杂和繁琐，这就使得对于系统来说需要更加完善的处理功能。
5.同时水害预警指标也是难以确定，每类水害都有自身的特点，无法用统一的指标来预警，每个矿区的水害类型也有差异，预警指标无法参考其他的地方的。需要根据实际监测进行统计分析后获取，周期长，且效果难以确定。
6.基于此，需要一种用于水害预警的指标设置方法，来解决不同矿区的水害预警指标难以确认的问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种用于水害预警的指标设置方法，来解决不同矿区的水害预警指标难以确认的问题。
8.为达到上述目的，本发明的技术方案提供一种用于水害预警的指标设置方法，包括以下步骤：
9.步骤一、根据用户输入获取目标矿区名称，对矿区的所在方位进行确认；
10.步骤二、根据得到的矿区的所在方位，从服务器上匹配到所在方位的常见的水害类型；
11.步骤三、根据调用出来的水害类型，匹配到对应的水害类型需要监测的水害数据维度以及对应的预警指标；
12.步骤四、根据得到的水害数据维度对相应的水害数据维度所对应的水害数据进行获取；
13.步骤五、根据对应的预警指标以及获取到的水害数据，生成对应矿区的监测指标报告。
14.本方案的原理和效果是：通过矿区的名称来对矿区的所在方位进行定位，在得到对应矿区所在方位之后从服务器上去匹配到对应方位上常见的水害类型，根据这些常见的水害类型来确定需要对矿区进行监测的数据的维度和对应的预警指标，之后去获取数据维
度对应的采集设备上的数据，通过这些实时采集到的数据和之前得到的预警指标来对矿区内的水害情况进行判断，并生成矿区的监测指标报告，矿区的工作人员通过读取报告就可以第一时间的了解矿区内的水害情况。本技术通过在服务器上预先存储对应方位上会发生的常见的水害类型，利用矿区所在方位来对矿区的指标进行确认，面对不同的矿区都能找对与其对应和匹配的水害预警指标，使得整个数据的监测的更加的科学和准确，解决了不同矿区的水害预警指标难以确认的问题。
15.进一步的，步骤一中在电脑端获取到对应的矿区名称后，对矿区的所在方位进行确认的具体步骤为：
16.获取到对应的矿区名称；
17.根据矿区名称对矿区的坐标进行定位，得到定位坐标；
18.调用预先存储的根据定位坐标对矿区所在方位进行确认的方位确认策略，并根据方位确认策略生成确认指令；
19.根据确认指令对定位坐标所在方位进行确认。
20.利用矿区的名称来对矿区所处的坐标进行定位，通过坐标来对所在方位进行确认可以使得矿区在进行确认的时候更加的精准。
21.进一步的，步骤四中根据得到的水害数据维度对相应的水害数据维度所对应的水害数据进行获取的具体步骤为：
22.根据得到的水害数据维度，将水害数据维度所对应的采集设备进行开启；
23.采集设备开启后，实时获取对应的水害数据。
24.在得到对应的水害数据维度之后才将对应的采集设备给开启进行数据的采集，这样可以使得整个数据获取更加有针对性，同时不用长时间开启对应的设备更加的环保和节能减排。
25.进一步的，步骤四中根据得到的水害数据维度对相应的水害数据维度所对应的水害数据进行获取的具体步骤为：
26.根据得到的水害数据维度，匹配到水害数据维度所对应的采集设备；
27.匹配到对应的采集设备之后，实时获取对应的水害数据的同时调出对应采集设备的水害历史数据。
28.采集设备一直开启着，这样在得到水害数据维度的时候，不仅可以对水害数据进行实时的监测同时还可以得到对应采集设备的水害历史数据，这些数据可以用来对水害发生的频率提供有力的支撑，同时也有很大的参考价值。
29.进一步的，步骤五中根据对应的预警指标以及获取到的水害数据，生成对应矿区的监测指标报告的具体步骤为：
30.根据实时获取到的水害数据与对应的预警指标进行第一判断，并得到第一判断结果；
31.根据得到的第一判断结果，生成对应的检测指标报告。
32.通过实时获取到的水害数据与预警指标进行对比，通过判断来得到对应的检测指标报告，这样就可以实时的对矿区内的水害数据进行监测，以确保及时的对矿区内的水害进行监控，可以在第一时间对水害进行防范，避免在水害数据超过预警指标时不能第一时间发现造成不必要的损失。
33.进一步的，所述预警指标包括预警最小指标和预警最大指标，所述第一判断的逻辑为：第一判断为水害数据小于预警最小指标，则第一判断结果为此时没有发生相应的水害危险；当第一判断为水害数据在预警最小指标和预警最大指标之间，则第一判断结果为发生水害的概率较大；当第一判断为水害数据大于或者等于预警最大指标，则第一判断结果为发生水害。
34.进一步的，所述检测指标报告包括本矿区常见的水害类型、当前时刻对应的水害数据、本矿区对应的预警指标以及对应水害发生的可能性。
35.检测指标报告包含的数据越多对应的参考的价值也就越大，同时也能够给予工作人员足够的数据进行分析和学习。
36.进一步的，所述根据得到的第一判断结果，生成对应的检测指标报告的具体步骤为：
37.当第一判断结果为此时没有发生相应的水害危险时或者当第一判断结果为发生水害概率很大时，根据当前时刻对应的水害数据和水害历史数据，得到对应水害数据所发生水害的概率，且对应的发生水害概率小于预设阈值时，直接生成对应的检测指标报告；
38.当第一判断结果为发生水害概率很大时，根据当前时刻对应的水害数据和水害历史数据，得到对应水害数据所发生水害的概率，当发生水害概率大于预设阈值时或者第一判断结果为发生水害时，生成对应的检测指标报告的同时发出报警信号。
39.在发生水害概率较大或者已经发生水害的情况进行报警信号的发送，可以在第一时间进行水害危险的告知，使得矿区内的工作人员能在第一时间进行逃生。
附图说明
40.图1为本发明实施例一中的用于水害预警的指标设置方法的流程图。
具体实施方式
41.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
42.实施例一
43.实施例一基本如附图1所示：一种用于水害预警的指标设置方法，包括如下步骤：
44.步骤一、根据用户输入获取目标矿区名称，对矿区的所在方位进行确认。具体的，通过电脑端获取到对应矿区名称，在获取完成之后，就会根据获取到的名称对矿区的坐标进行定位，得到矿区的定位坐标；之后会从调用预先存储在服务器上的根据定位坐标对矿区所在方位进行确认的方位确认策略，根据方位确认策略生成确认指令，根据确认指令对定位坐标到的所在方位进行确认。在本实施例中，在服务器上是预先存储有对应的方位所在的坐标范围，在这个坐标范围之内的都属于对应的方位。例如当工作人员通过键盘向电脑端输入“某某煤矿”，根据这个煤矿的名称，匹配到其煤矿所在的坐标假设为(北纬a度、东经b度)，在知晓这个坐标之后就会调用预先存储的根据定位坐标对矿区所在方位进行确认的方位确认策略，之后方位确认策略会生成确认指令，根据确认指令会对定位坐标所在方位进行确认。
45.步骤二、根据得到的矿区的所在方位，从服务器上调出所在方位的常见的水害类型。在本实施例中，服务器上预先存储有每个方位常见的水害类型，利用各个方位的历史数
据进行分析，对各种水害类型发生的次数进行统计，匹配到对应次数前几的水害类型，将其作为该方位的常见水害类型。在本实施例中具体的水害类型包括底板水害、顶板水害、老空水害和地表水害，其中底板水害中正常岩层突水是根据对实际弯矩和临界弯矩的对比来判断，而陷落柱突水则是根据关键层的抗拉强度和厚度来进行计算和判断，这就使得不同的水害类型对应的判断依据不同，这就造成不同的水害类型需要监测的数据不同，所以需要对常见的水害类型进行确认，好方便之后的水害数据维度以及对应预警指标的确定。
46.步骤三、根据调用出来的水害类型，匹配到对应的水害类型需要监测的水害数据维度以及对应的预警指标。不同的水害类型所要监测的数据是不一样的，例如要是对应的水害类型为正常岩层突水时，就需要对实际弯矩进行采集和判断，通过实际弯矩和临界弯矩的对比来完成正常岩层突水的认定。在得到水害类型之后，就需要匹配出对应水害类型需要监测的水害数据，实现对该水害类型的精准监测，同时也要匹配出对应的预警指标，通过预警指标可以更直观的对实际的情况进行判断。
47.步骤四、根据得到的水害数据维度对相应的水害数据维度所对应的水害数据进行获取。具体的，根据得到的水害数据维度，匹配到水害数据维度对应的采集设备，匹配到对应的采集设备之后，实时获取对应的水害数据的同时调出对应采集设备的水害历史数据。在本实施例中，在矿井下设置了对应所有水害类型所需要的采集设备，其中采集设备是一直工作的，实时对所要采集的数据进行采集，并且将采集到的数据上传到服务器上进行存储，当需要对此水害类型的当前时刻下的水害数据进行采集的时候，就会与对应的采集设备进行通信连接，以此来实现对水害数据的获取，同时从服务器上调出对应采集设备的水害历史数据。
48.步骤五、根据对应的预警指标以及获取到的水害数据，生成对应矿区的监测指标报告。
49.在得到水害数据之后，就需要对水害数据进行判断，其中预警指标包括预警最小指标和预警最大指标，具体的，根据实时获取到的水害数据和对应的预警指标进行第一判断，并得到第一判断结果，具体的判断逻辑为：第一判断为水害数据小于预警最小指标，则第一判断结果为此时没有发生相应的水害危险；当第一判断为水害数据在预警最小指标和预警最大指标之间，则第一判断结果为发生水害的概率很大；当第一判断为水害数据大于或者等于预警最大指标，则第一判断结果为发生水害。
50.通过判断知道，水害数据小于预警最小指标，说明水害发生的可能性很低，甚至可以说没有水害发生，而水害数据在预警最小指标和预警最大指标之间时，有可能发生水害也有可能没有发生水害，不好进行确定。
51.所以在得到的第一判断结果为此时没有发生相应的水害危险时或者当第一判断结果为发生水害概率很大时，根据当前时刻对应的水害数据和水害历史数据，得到对应水害数据所发生水害的概率，且对应的发生水害概率小于预设阈值时，直接生成对应的检测指标报告。其中检测指标报告中就包括了本矿区的常见水害类型，以及当前时刻对应的水害数据、这个矿区的预警指标以及发生水害的可能性。
52.而在第一判断结果为发生水害概率很大时，会根据当前时刻对应的水害数据和水害历史数据，得到对应水害数据所发生水害的概率，当发生水害概率大于预设阈值时或者第一判断结果为发生水害时，会生成对应的检测指标报告的同时发出报警信号。
53.在本实施例中，利用bp神经网络模型对警报信号的发送进行判定，具体的，首先构建一个三层的bp神经网络模型，包括输出层、隐层和输入层，在本实施例中当前时刻的水害数据和水害历史数据作输入层的输入，因此输入层有2个节点，而输出是对警报信号发送的判定以及水害发生时间的预测，因此输出层有2节点；针对隐层，本实施例中使用了以下公式来确定隐层节点的数量：其中l为隐层的节点数，n为输入层的节点数，m为输出层的节点数，a为1至10之间的一个数，本实施例中取为4，因此隐层共有6个节点。bp神经网络通常采用sigmoid可微函数和线性函数作为网络的激励函数。本文选择s型正切函数tansig作为隐层神经元的激励函数。预测模型选取s型对数函数tansig作为输出层神经元的激励函数。在整个模型构建完成之后，会利用历史数据库中水害发生时对应的数据作为样本对模型进行训练，这样通过多次的训练得到的模型可以得到较为准确的判定结果和预测。
54.实施例二
55.与实施例一相比，本实施中步骤四中根据得到的水害数据维度对相应的水害数据维度所对应的水害数据进行获取的具体步骤为：
56.根据得到的水害数据维度，将水害数据维度所对应的采集设备进行开启；
57.采集设备开启后，实时获取对应的水害数据。
58.在本实施例中，设置在矿区内的前端的采集设备是提前安装好的且都是处于待机状态，只有在得到水害数据维度之后，即得到了所要采集的水害数据都有哪些。之后再开启对应的水害数据维度所对应的采集设备，有针对性的进行水害数据的采集。主要考虑到有一些水害类型在本矿区中发生的概率几乎为零，面对这种情况，就可以不用对这些水害类型所对应的水害数据进行采集，基于此就可以针对常见水害类型进行数据的采集，在确保水害监测确保矿区安全的同时，也可以节能减排，耗电量也大大减少。
59.实施例三
60.与实施例一相比，本实施例还包括以下步骤：
61.在第一判断结果为发生水害或者第一判断结果为发生水害的概率较大时，对工作人员的位置进行定位，并进行相应的路径规划；
62.之后通过移动终端对工作人员的位置进行定位；
63.在定位到该工作人员没有在规划路径上时，对该工作人员的周围环境进行实时的采集，得到周围环境信息；同时进行声音报警，所述声音报警离路径规划越远声音越响；
64.根据周围环境信息，对工作人员所处的环境进行分析，判断可能发生的危险类型；
65.对危险类型进行显示。
66.在整个系统发出水害预警时，可能会出现一部分工作人员不把预警当一回事，没有按照系统给予的路径规划进行逃离，而是另辟蹊径，走其他的路，这样就不能很好的确保该工作人员的安全，考虑到这些，会让每一个工作人员携带一个移动终端，在检测到工作人员没有按照路径规划进行逃离时，即定位到该工作人员的位置没有在规划路径上，会强制开启移动终端上的摄像头对周围的环境进行采集，通过对非规划路径的其他路径的周围环境的采集，可以很好的这些路线上的水害情况和对应的危险类型进行判断并对得到的危险类型进行显示，与此同时，工作人员在不按照规划路径进行逃离时，移动终端会发出声音警报，随着工作人员离规划路径越来越远，对应的声音警报声会越来越大，通过这种方式使得
工作人员不得不走规划路径，进而使得工作人员都可以第一时间通过规划路径进行逃离，从而将工作人员的生命安全损失降到最低。在本实施例中采集到的周围环境信息会在第一时间上传到服务器上，以便于之后的救援行动的部署。
67.通过移动终端对周围环境的采集，可以了解到没有在规划路径上的工作人员的真正情况，以便于之后的救援行动的快速开展，也通过对周围环境的拍摄可以解决一些系统的采集盲点，使得整个系统对矿井下的某些位置也可以准确的了解。同时利用声音对走其他路径逃离的工作人员进行驱逐，以确保这些人的生命安全，减少损失。通过对危险类型的判断和显示可以使得工作人员第一时间远离危险，避免出现事故。
68.例如，工作人员甲在系统发出预警时，没有向规划路径a路线进行逃离，而是走在b路线上，甲身上的移动终端检测到后，会强制打开移动终端的摄像头对周围的环境进行拍摄，同时移动终端对于采集到的信息进行分析，判断信息中的危险类型，如水害情况和矿井井壁的裂缝等，之后对危险类型进行显示使得甲可以第一时间知晓。在这个过程中整个移动终端会发出刺耳的声音，同时随着甲离a路线越来越远，移动终端发出的声音会越来越大，使得甲不得不返回到a路线上进行逃离。
69.以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。