本发明涉及一种煤矿隐患处理技术，尤其涉及一种煤矿隐患处理管理系统。
背景技术：
我国是煤炭能源大国，而煤炭也是国内生产总值的主要来源之一。随着“以人为本”的方针政策不断被强调和建设，我国煤炭安全生产的水平也得到了显著的提高。然而，煤矿企业人员复杂，对煤矿工人的管理不到位，井下设备设施繁多，作业地点环境不安全因素多，等自然灾害和生产事故的危险因素始终制约和影响着煤矿的安全生产。虽然说我国煤矿安全生产形式明显好转，但整体形势不容乐观，继续减少煤矿死亡人数的难度不断增加。推动安全生产关口前移成了防范事故、减少死亡人数的重要举措。但如何前移却一直没有系统的理论可供指导，没有切实可行的方法可供操作。
依据隐患闭环管理系统，多数煤矿安全隐患排查、处理依然存在诸多问题，具体表现在：不能对安全生产作业过程中各类安全隐患的有效辨识，相应的管控措施不够明确；不能从根本上对煤矿生产作业活动及各类设备运行开展有效识别，只是单纯应付性检查，效果不足；矿井生产作业过程缺少相应的安全隐患排查体系，导致各类险兆事件未获得有效重视。
技术实现要素：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种煤矿隐患处理管理系统。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
本发明包括隐患识别模块、隐患导入与上传模块、隐患分析模块、隐患处理模块和隐患验收模块，所述隐患识别模块通过矿工、井下人员和基于物联网视频监控、传感器采集煤矿安全生产隐患；所述隐患录入与上传模块是将所采集的安全生产隐患输入到隐患上传终端，再将煤矿隐患上传到数据库的模块；隐患分析模块是对实时上传的隐患数据进行隐患分类、分级的模块；所述隐患处理模块用于对所上传的安全隐患给出治理方案并用于将安全生产隐患整改方案下达到相应的工作岗位并；所述隐患验收模块用于对安全隐患整改情况进行验证与记录整改结果，并将该隐患信息上传至安全管理系统。
所述隐患识别模块包括井下人员和检测设备，检测设备主要是视频监控、传感器；所述的传感器与隐患导入与上传模块可以采用两种方式：有线技术、无线技术，传感器、视频监控将所采集的信息转化为无线信号，再通过A/D转换器将声、光、温度、头像转化为数字信号，通过处理器、信号放大器与信号发射器并将数字信号输入到隐患上传模块；当到达阈值时，传感器的报警模块会做出响应；
物联网的网络层由无线路由芯片、WiFi天线、以太网电口、射频芯片、ZigBee天线和WiFi天线组成，将数据上传至数据分析模块；
所述的隐患导入与上传模块的具体使用为：井下人员用专属射频卡刷安全隐患上传终端，在人机交互界面上选择相应的隐患类型、隐患地点、隐患时间与设备编号；当与终端预设的隐患信息一致时，终端会给出相应的整改方案，并将该隐患信息上传至安全管理系统；当与终端预设的隐患现象信息不一致时，井下人员可以通过手动输入的方式，新增隐患现象录入安全隐患上传终端；该终端根据隐患的时间、地点、隐患类型、隐患发现人员按照预设的编码方式进行编码。
所述安全隐患上传终端，分为固定式与移动式并且均有相应的IP地址与地理位置信息，且在井下呈树状型分布以便井下人员快速上传隐患信息；也用于查询隐患信息、统计分析以及隐患地图；
所述井下人员RFID射频卡，用于既可以用于一键救护也可以用于人员井下定位和识别矿工身份。
所述的隐患分析模块包括隐患数据转化模块、数据获取模块、数据储存模块、数据分析模块，该数据库的开发由SQL Server组建；其中数据转化模块主要作用是将采集到的隐患信息通过转换器转化为数字信号，数据获取模块来源于基于物联网技术煤矿隐患检测系统以及井下人员对安全隐患的收集信息；所述的隐患处理模块基于大数据技术对所上传的隐患数据进行数据统计、数据存储、数据预测；通过与数据库已统计的隐患进行对比分析，判断、预测隐患分类与分级并得到相应的安全隐患治理方案以及隐患处理人员；若数据库中未存在所上传的隐患数据，则系统会送达到专家组并由专家组对该隐患进行评估、分级、分类，并将该隐患存入隐患数据库中；若所上传的隐患数据为正常状态，则将该隐患消除；
所述生产安全隐患数据库的大数据的来源主要有煤矿企业内部数据，煤矿企业内部数据包括三维地理信息、设备信息、煤矿隐患类型与频率、煤矿企业之间相互共享的数据和科研数据三大类，组建了生产安全隐患数据库；其中生产安全隐患数据库里面的数据会自动更新；其中，所述数据存储，不是简单的存储，包括虚拟存储和物理存储，物理存储是指现代RAM、固态驱动器SSD等硬件基础；虚拟存储采用多个网络存储设备合并为单个存储设备，在SAN和NAS架构上实现存储虚拟化；安全生产隐患数据的存储是动态的存储，会随着数据生命周期的变动和实际应用的需要，对数据进行动态更新操作。
所述的隐患处理模块，对于一般安全生产隐患，通过井下移动终端将生产安全隐患整改方案、整改期限下达到相应的部门、生产班组，并指定整改负责人；并将隐患整改方案、整改期限、整改负责人等文件上传到安全生产管理系统以作备案以及将相关信息在矿井进出口处的LED屏幕以作公示；所述隐患处理模块，通过物联网技术将煤矿生产隐患整改方案、整改期限和整改责任人下达到井下智能终端和相应的部门。
所述的隐患验收模块，基于安全隐患闭环管理平台，整改责任人对隐患的整改情况进行动态检查及验收，被授权的复查人应在整改期限截止时对存在隐患进行复查验收，并将验收日期、验收情况、验收现场图通过智能移动终端上传安全管理系统，如没有在期限内整改以及隐患未被排除，则该生产环节禁止作业，直至整改完成，并由安全管理层下发复工通知。
所述的安全管理系统用于隐患信息查询，隐患信息公布，隐患信息统计分析，隐患分布地图。
本发明的有益效果在于：
本发明是一种煤矿隐患处理管理系统，与现有技术相比，本发明基于物联网、大数据系统技术设计开发了煤炭安全隐患处理管理系统，该系统建立了有效的安全生产隐患督查系统，实现了安全生产隐患排查治理的闭环管理，为煤矿安全管理提供了一种有效的方法。对提升隐患排查治理管理水平、提高事故防范能力，具有非常积极的意义。
附图说明
图1本发明的煤矿隐患处理管理系统的结构示意图；
图2本发明的安全生产隐患闭环管理系统流程图；
图3本发明的基于物联网的隐患信息收集电路原理图；
图4本发明的基于物联网的隐患信息收集原理图；
图5本发明的隐患推送与闭环管理原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
本发明包括隐患识别模块、隐患录入与上传模块、隐患分析模块、隐患处理模块和隐患验收模块，所述隐患识别模块通过井下人员和基于物联网视频监控、传感器等方式采集煤矿安全生产隐患；所述隐患录入与上传模块是将所采集的安全生产隐患输入到隐患上传终端，再将煤矿隐患上传到数据库的模块；隐患分析模块是对实时上传的隐患数据进行隐患分类、分级的模块；所述隐患处理模块用于对所上传的安全隐患给出治理方案并用于将安全生产隐患整改方案下达到相应的工作岗位并；所述隐患验收模块用于对安全隐患整改情况进行验证与记录整改结果，并将该隐患信息上传至安全管理系统。
所述隐患识别模块包含井下人员和仪器，其中仪器主要是视频监控、传感器，所述传感器基于物联网与隐患上传模块、声光报警模块相连接，传感器包括环境检测传感器、煤矿机械传感器、矿工行为检测传感器、顶板移动量传感器。
所述的隐患录入与上传模块，包括隐患录入模块与隐患上传模块，其中隐患录入模块的具体使用为：井下人员用自己的信息卡刷生产安全隐患上传终端，在人机交互界面上选择相应的隐患类型、隐患位置与隐患时间；当与终端预设的隐患信息一致时，终端会给出相应的整改方案，并将该隐患信息上传至安全管理系统；当与终端预设的隐患现象信息不一致时，井下人员可以通过手动输入的方式，新增隐患现象录入安全隐患上传终端；该终端根据隐患的时间、地点、隐患类型、隐患发现人员按照预设的编码方式进行编码。所述矿工个人信息卡，用于既可以用于一键救护也可以用于人员井下定位和识别矿工身份。
所述的隐患上传模块与数据库相连，当矿工输入的隐患为已存在隐患或一般隐患时，该终端会显示相应的隐患治理方案并对所上报的隐患类型、时间、地点、隐患发现人进行上传至生产安全管理信息系统；用于统计隐患频率以及对相应的隐患识别者进行奖励记录；若无法给出相应的治理方案以及无法判别时则将该数据上传至隐患处理中心。安全隐患上传终端根据隐患发生地、时间、状态、类型进行编码。矿工可根据现场情况在安全隐患上传终端选择相应的隐患，若预设的隐患现象信息不一致时，则通过手动输入的方式，新增隐患现象录入安全隐患上传终端。
所述的隐患分析模块包括数据转化模块、数据获取模块、数据储存模块、数据分析模块，该数据库的开发由SQL Server组建，其中数据转化模块主要作用是将电信号通过转化器转化为数字信号，数据获取模块来源于基于物联网技术煤矿隐患检测系统以及井下人员对安全隐患的收集信息；所述的隐患处理模块基于大数据技术对所上传的隐患数据进行数据统计、数据预测、数据分析；通过与数据库已有的隐患进行对比分析，判断、预测、隐患分类与分级并得到相应的安全隐患治理方案以及隐患检查人员；若数据库中未存在所上传的隐患数据，则系统会送达到专家组并由专家评估对该隐患进行评估、分级、分类，并将该隐患存入隐患数据库中；若所上传的隐患数据为正常状态，则将该隐患消除；
所述的数据分析模块，先对所上传的隐患进行初审，再进行终审；隐患初审是对所上传的隐患与数据库已存在的数据进行初次预审，判断所上传的安全生产隐患是否存在。若数据库中未存在该相似隐患，则需要专家组对该隐患及时做出评估、分级、分类和隐患预测，并将隐患治理方案下达至隐患处理模块。数据库根据所上传的隐患选在相应的专业隐患检查人员，并随机抽取2-3人组成安全隐患检查小组；从事统计数据的变化趋势总结风险管理过程的经验教训，及时发现组织内外部状况变化和由此产生的新风险，
所述生产安全隐患数据库的大数据的来源主要有煤矿企业内部数据、煤矿企业之间相互共享的数据和科研数据三类，建立煤矿隐患数据库；其中生产安全隐患数据库里面的数据会自动更新，如隐患处理方法的更新、隐患分级方法的更新、隐患孕育阶段的更新；
所述煤矿安全生产隐患数据库进行数据分析的方法：由于计算机、人工智能和神经网络技术的迅速发展，其对解决安全评价过程中问题的能力和算法都大大得到改善和加强；隐患的分类有两种方法：一种是考虑隐患出现的频繁程度，对极易出现生产隐患的工序、设备、人员增加巡视频率，以减少事故的发生；通过对安全生产隐患数据的分类、对比能够得到不同类型隐患导致事故的概率、死亡人数以及占比；另外一种是根据以隐患的整改、治理和排除的难度及其影响范围为标准的对隐患划分为一般事故隐患和重大事故隐患；所述数据分析，具体用于基于安全生产隐患的辨识模型和评估模型，从历史事故和历史企业隐患数据中获取隐患显性、隐性致灾因素；按照隐患排查治理的专业类别、行业类别、致灾类别，对已获取的所述显性、隐性致灾因素进行分级分类管理，形成分类隐患辨识方法知识库；利用数据分析引擎进行多维分析、挖掘分析(关联分析、趋势分析和预测分析等)、煤矿专业分析，如通风网络动态解算、“水、火、瓦斯、矿压”重大危险源预警、基于人、机、法、料、环的煤矿安全动态诊断及风险管控等各种数据的分析应用；
所述的隐患数据分析模块，若所上传的生产隐患为重大隐患以及特别重大隐患，则该隐患相关的信息优先上传至安全管理系统，并由安全管理层做出响应，实施应急预案，以防止事故的发生；
所述的隐患处理模块，对于一般安全生产隐患，通过井下移动终端将生产安全隐患整改方案、整改期限下达到相应的部门、生产班组，并指定整改负责人；并将整改方案、整改期限、整改负责人等文件上传到安全生产管理系统以作备案，以及将相关信息在矿井进出口处的LED屏幕以作公示；所述隐患处理模块，用于通过电话、井下终端将煤矿生产隐患整改方案、整改期限和整改责任人下达到相应的部门；并将整改方案、整改期限、整改责任人等文件上传到生产安全管理信息系统以作备案。
所述的隐患验收模块，基于安全隐患闭环管理平台，整改责任人对隐患的整改情况进行动态检查及验收，被授权的复查人应在整改期限截止时对存在隐患进行复查，并将验收的结果通过智能移动终端上传安全管理系统，如没有在期限内整改以及隐患未被排除，则该生产环节禁止作业，直至整改完成，并由安全管理层下发复工通知。
其中，所述智能移动终端，是隐患复查员手中的智能PDA，以APP形式实现，用于隐患信息、地址、分布、统计分析查询以及上报整改情况的功能，其具有防爆功能。
其中，安全隐患闭环管理平台，主要功能是通过物联网、大数据系统技术实现各个子系统的连接以及安全隐患的集中存储；通过闭环管理，确保治理方案实施的及时性，并依据隐患的动态变化及时调整隐患处理方案，确保隐患管理过程的动态循环。
本发明是针对煤矿在进行隐患排查治理的过程中，不能对安全生产作业过程中各环节安全隐患有效辨识，相应的管控措施不够明确；不能从根本上对煤矿生产作业活动及各类设备运行开展有效识别，只是单纯应付性检查，效果不足等缺点，提供一种基于物联网、大数据技术煤矿安全生产隐患闭环管理系统。其特征在于，包括：隐患识别模块，用于收集煤矿生产隐患信息；隐患录入与上传模块，用于录入与上传安全生产隐患信息；隐患分析模块，用于对所上传的生产隐患进行分类、分级；隐患处理模块，用于给出治理方案并下达安全隐患整改方案、整改负责人、整改期限隐患整改模块；隐患验收模块，用于对安全隐患整改情况进行验证与记录。
如图1所示，本发明提供了一种基于物联网、大数据技术的煤矿隐患处理智能管理系统，所述系统包括隐患识别模块A1、隐患录入与上传模块A2、隐患分析模块A3、隐患处理模块A4、隐患验收模块A5；
如图2所示，具体说明了隐患处理闭环管理，主要功能是通过物联网技术来实现各个生产子系统的连接，通过闭环管理，确保治理方案实施的及时性，并依据隐患的动态变化及时调整隐患处理方案，确保隐患管理过程的动态循环。
所述隐患识别模块A1，用于收集安全隐患数据，主要有井下人员对隐患的收集A11和基于物联网技术A12的视频监控、传感器对各个参数的收集，并通过隐患导入与上传模块A2将收集到的隐患上传至隐患分析模块A3；隐患经过隐患分析模块A3的隐患分析、分类、评估、预测将得到的隐患治理方案以及隐患状态、隐患整改负责人传送至安全管理系统与隐患处理模块A4，为了落实隐患整改情况则需要对隐患进行验收，因而引入隐患验收模块A5；
所述矿工对隐患的收集A11，取决于煤矿对矿工的安全培训、矿工的经验、矿工对隐患辨识的能力等等方面；
所述物联网技术A12在煤矿中主要应用于以下几个方面：环境实时监测、设备状态监控、人员定位、风机水泵自动化、通信设备等方面。物联网的网络结构布置宜采用树形结构，因煤矿井下巷道为分支结构、呈树形布置；煤矿井下电缆和光缆必须沿巷道敷设。因此，为便于系统安装维护、节约传输电缆和光缆、降低系统成本，宜采用树形结构。
所述的隐患上传模块A2，井下人员使用个人信息卡刷安全隐患上传终端进入人机交互界面，并在界面上选择安全隐患类型、隐患位置、隐患状态、隐患时间；当与终端预设的隐患现象信息不一致时，则通过手动输入的方式，新增隐患现象录入安全隐患上传终端；该终端根据隐患的时间、地点、隐患类型、隐患发现人按照预设的编码方式进行编码；若所选择的隐患为一般隐患，则上传终端会给出隐患治理方案；若所选或手动输入的隐患与预设隐患信息不一致、隐患为较大隐患以及较大隐患以上，则隐患上传终端A2将隐患数据导入隐患处理模块A3；若所选的隐患为重大隐患，则该隐患信息优先上传至安全管理系统；
若导入的隐患数据库中未存在相似的隐患，则该隐患数据被送到专家组，由专家组成员对该隐患做出判定、分析、预测、隐患治理方案以及整改负责人，并将这些内容上传至数据库进行数据存储A32、安全管理系统。隐患治理方案、整改责任人下达至隐患整改模块A4。
所述的数据库的数据主要来源于企业内部数据、互联网数据、煤矿企业之间共享的数据、科学实验数据等；
所述隐患分析模块A3，包括隐患初审A31、数据存储A32、数据分析A33；所述的隐患初审A31，用于对导入的隐患进行隐患初审与评判。
所述数据分析A33，通过时间序列模型和自适应神经网络对历史数据潜在的特征进行挖掘，从而对该隐患进行隐患等级分类、预测、分析并得出隐患治理方案。若该隐患为重大隐患或重大以上隐患，数据库根据数值模拟得到最优应急方案、疏散方案并直接下达到矿井智能终端，提醒相关人员紧急撤离；
大数据以解决问题为目的，只要结果，不分析原因；所述数据存储，不是简单的存储，包括虚拟存储和物理存储，虚拟存储是指现代RAM、固态驱动器SSD等硬件基础；物理存储采用多个网络存储设备合并为单个存储设备，在SAN和NAS架构上实现存储虚拟化；安全生产隐患数据的存储是动态的存储，会随着数据生命周期的变动和实际应用的需要，对数据进行动态更新操作。
所述隐患处理模块A4，通过通讯设备、井下终端将生产安全隐患整改方案、整改负责人以及整改期限下达到相应的部门；并将整改方案、整改期限、整改负责人等相关文件上传到安全管理系统以作备案；整改责任人需要在整改期限内组织人员对存在的隐患进行整改；
所述隐患验收模块A5，基于安全隐患闭环管理平台，被授权的复查小组应在整改期限截止时对存在隐患进行复查，将整改情况、整改状态、复查的结果通过移动智能终端上传安全管理系统；
如图3所示，物联网主要由网络层、感知层以及应用层三部分组成，其中感知层作为物联网中最为核心的技术,其功能在于采集各类信息,主要技术包括环境与设备检测传感器以及RFID技术。网络层属于物联网的支撑技术,其主要功能是将感知层中所收集到的各类信息安全且稳定地向应用层进行传输,所采用的技术主要包括有线技术与无线技术。
其中，感知层所用的传感器包括设备状态传感器、瓦斯浓度传感器、粉尘浓度传感器、噪声传感器、矿山压力传感器、矿工行为检测传感器，传感器既可以与隐患上传模块有线连接，有可以无线连接；传感器、视频监控将所收集的信息通过A/D转换器将声、光、温度、头像转化为数字信号，通过处理器、信号放大器与信号发射器并将数字信号输入到隐患上传模块；当到达阈值时，传感器的报警模块会做出响应；
网络层由无线路由芯片、WiFi天线、以太网电口、射频芯片、ZigBee天线；WiFi天线组成，将数据上传至数据分析模块；
上述方案中，基于物联网技术，通过物联网、传感器获取安全隐患数据，并通过所述隐患上传模块将所述安全隐患数据发送至所述数据处理模块；通过所述安全处理模块对安全隐患进行数据存储、数据分析，通过数据挖掘对安全隐患进行排查、预测、隐患等级划分与分类并得到相应的安全隐患治理方案；再通过隐患整改模块通过电话、智能终端下达隐患治理方案、整改期限并指定整改负责人，隐患复查人应在整改期限截止时对存在隐患进行复查，将整改情况、复查的结果通过移动智能终端录入生产安全管理信息系统。在煤矿安全管理中，通过引入物联网、大数据系统技术，通过物联网传输平台和大数据支撑平台，可大幅度降低煤矿信息化运营及投入成本，提高矿山安全生产信息化系统运行效率，实现信息资源的分析与共享，强化煤矿安全生产综合能力，符合新形势下煤矿企业信息化建设的需要。可以有效提高煤矿的安全管理水平，有效遏制煤矿安全事故的发生，为煤炭工业的健康发展提供有力保障。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。