破碎站的粉尘的扩散预警方法、装置和系统与流程

本技术涉及破碎站的粉尘的处理，具体而言，涉及一种破碎站的粉尘的扩散预警方法、装置、计算机可读存储介质和系统。

背景技术：

1、破碎站作为露天矿转运开采煤炭的重要节点，运煤卡车在卸料口卸料过程中产生的粉尘污染也与日俱增，且粉尘量很大，扩散的区域广，对环境造成巨大的危害。卸料口周围粉尘浓度过高的区域，会对工人的身体健康产生严重的损害。大型设备在这样的环境中工作，粉尘会进入一些轴承器件造成使用寿命的大幅损耗；智能矿山的电子元器件更是会受到粉尘的威胁，使得电子设备短路或烧毁，严重的甚至会造成系统的瘫痪。

2、即现有方案对于破碎站的粉尘扩散的预测精度较低。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种破碎站的粉尘的扩散预警方法、装置、计算机可读存储介质和系统，以至少解决现有方案对于破碎站的粉尘扩散的预测精度较低的问题。

2、为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种破碎站的粉尘的扩散预警方法，该方法包括：

3、构建粉尘合力计算模型，并根据所述粉尘合力计算模型实时计算粉尘所受合力，所述粉尘合力计算模型实时计算的所述粉尘所受合力为所述粉尘所受重力、压力梯度力、气体阻力、萨夫曼升力、巴塞特力之和；

4、基于迭代的方式，根据所述粉尘合力计算模型实时计算的所述粉尘所受合力，以不断更新所述粉尘的预测速度和预测位置，直到所述预测速度的变化率小于速度变化率阈值，且所述预测位置的变化率小于位置变化率阈值为止；

5、在所述预测速度的变化率小于速度变化率阈值，且所述预测位置的变化率小于位置变化率阈值的情况下，构建k-ε湍流模型，并根据所述k-ε湍流模型和所述预测速度，确定湍流动能和湍流耗散率，所述湍流动能用于表征所述粉尘的分布，所述湍流耗散率用于表征所述湍流动能的损失率分布；

6、生成粉尘扩散情况信息，所述粉尘扩散情况信息包括所述预测速度、所述预测位置、所述湍流动能和所述湍流耗散率；

7、确定与所述粉尘扩散情况信息对应的各区域的风险等级，所述风险等级为风险程度依次升高的第一风险等级、第二风险等级和第三风险等级中的一个，并根据各所述区域的所述风险等级，生成区域预警信息，或者，生成区域报警信息，所述区域预警信息用于提示所述区域的工作人员需要在第一预设时间内进行避难，所述区域报警信息用于提示所述区域的所述工作人员需要在第二预设时间内进行避难，所述第二预设时间小于所述第一预设时间。

8、可选地，构建k-ε湍流模型，包括：构建湍流动能方程，所述湍流动能方程包括所述粉尘的密度和所述湍流动能的乘积关系以及所述湍流动能和所述预测速度的乘积关系；构建湍流耗散率方程，所述流耗散率方程包括所述粉尘的密度和所述湍流耗散率的乘积关系以及所述湍流耗散率和所述预测速度的乘积关系；确定所述k-ε湍流模型为所述湍流动能方程和所述湍流耗散率方程。

9、可选地，构建湍流动能方程，包括：确定所述湍流动能方程为：

10、

11、其中，ρ为所述粉尘的密度，t为时间，k为所述湍流动能，u为所述预测速度，ε为所述湍流耗散率，为的转置矩阵，为梯度运算符；

12、构建湍流耗散率方程，包括：确定所述湍流耗散率方程为：

13、

14、其中，c1和c2分别为预设常数，v为运动粘度，为的转置矩阵。

15、可选地，根据所述粉尘合力计算模型实时计算的所述粉尘所受合力，以不断更新所述粉尘的预测速度和预测位置，包括：

16、根据vn+1＝vn+(ftotal×δt)/m，更新所述粉尘的所述预测速度，

17、其中，vn+1为下一个时间步的所述预测速度，ftotal为所述粉尘所受合力，δt为时间步长，vn为上一个时间步的所述预测速度，m为所述粉尘的颗粒的质量

18、根据xn+1＝xn+vn+1×δt，更新所述粉尘的所述预测位置，

19、其中，xn+1为下一个时间步的所述预测位置，xn为上一个时间步的所述预测位置。

20、可选地，生成区域预警信息，或者，生成区域报警信息，包括：在确定所述区域的所述风险等级为所述第二风险等级的情况下，生成所述区域预警信息；在确定所述区域的所述风险等级为所述第三风险等级的情况下，生成所述区域报警信息。

21、可选地，在根据各所述区域的所述风险等级，生成区域预警信息，或者，生成区域报警信息的过程中，所述方法还包括：在确定所述区域的所述风险等级为所述第一风险等级的情况下，生成区域安全信息，所述区域安全信息用于提示所述区域不会受到所述粉尘的影响。

22、可选地，在生成区域预警信息之后，所述方法还包括：控制频闪指示灯发光；在生成区域报警信息之后，所述方法还包括：控制频闪指示灯发光，同时控制报警器进行报警。

23、根据本技术的另一方面，提供了一种破碎站的粉尘的扩散情况的确定装置，该装置包括：

24、构建单元，用于构建粉尘合力计算模型，并根据所述粉尘合力计算模型实时计算粉尘所受合力，所述粉尘合力计算模型实时计算的所述粉尘所受合力为所述粉尘所受重力、压力梯度力、气体阻力、萨夫曼升力、巴塞特力之和；

25、第一处理单元，用于基于迭代的方式，根据所述粉尘合力计算模型实时计算的所述粉尘所受合力，以不断更新所述粉尘的预测速度和预测位置，直到所述预测速度的变化率小于速度变化率阈值，且所述预测位置的变化率小于位置变化率阈值为止；

26、第二处理单元，用于在所述预测速度的变化率小于速度变化率阈值，且所述预测位置的变化率小于位置变化率阈值的情况下，构建k-ε湍流模型，并根据所述k-ε湍流模型和所述预测速度，确定湍流动能和湍流耗散率，所述湍流动能用于表征所述粉尘的分布，所述湍流耗散率用于表征所述湍流动能的损失率分布；

27、生成单元，用于生成粉尘扩散情况信息，所述粉尘扩散情况信息包括所述预测速度、所述预测位置、所述湍流动能和所述湍流耗散率；

28、确定单元，用于确定与所述粉尘扩散情况信息对应的各区域的风险等级，所述风险等级为风险程度依次升高的第一风险等级、第二风险等级和第三风险等级中的一个，并根据各所述区域的所述风险等级，生成区域预警信息，或者，生成区域报警信息，所述区域预警信息用于提示所述区域的工作人员需要在第一预设时间内进行避难，所述区域报警信息用于提示所述区域的所述工作人员需要在第二预设时间内进行避难，所述第二预设时间小于所述第一预设时间。

29、根据本技术的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一种所述的破碎站的粉尘的扩散预警方法。

30、根据本技术的另一方面，提供了一种破碎站的粉尘的扩散情况的确定系统，该系统包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行任意一种所述的破碎站的粉尘的扩散预警方法。

31、应用本技术的技术方案，通过粉尘所受重力、压力梯度力、气体阻力、萨夫曼升力、巴塞特力之和作为粉尘合力计算模型实时计算的粉尘所受合力，并且基于迭代的方式，根据粉尘合力计算模型实时计算的所述粉尘所受合力，以不断更新所述粉尘的预测速度和预测位置，从而使得预测速度和预测位置趋向于对应的真实值，提高了粉尘的速度和位置的预测的准确度，将k-ε湍流模型引入，可以得到所述粉尘的分布和所述湍流动能的损失率分布，有助于确定在不同位置和时间点上粉尘的积聚程度，从而得到各区域的风险等级，最后根据各区域的风险等级，来对各区域进行预警，从而保证工作人员可以尽快避难，进而解决了现有方案对于破碎站的粉尘扩散的预测精度较低的问题。