一种基于煤矿供电的安全监控系统的制作方法

本发明涉及煤矿供电，特别是指一种基于煤矿供电的安全监控系统。

背景技术：

1、随着科学技术的进步，许多煤矿企业为不断降低生产成本、减轻员工的劳动强度在生产过程中引入自动化电力监控设备，大大提高了企业生产效率。目前，煤矿企业普遍釆用的供电系统电力监控设备主要依靠微机设备实现，虽然该技术投入使用时间较长，技术成熟度较高，但在监控软件设计、自动化控制、系统程序优化等方面存在不足。为了实现对煤矿电力系统的高效监控，需要加强优化电力软件和系统设计能力，将完善的电力监控体系引入煤矿建设和生产，实现在煤炭工业中多方面的应用。

2、在煤矿井下工作时，由于环境昏暗，离不开照明设备的使用，对于井下启动照明设备的瞬间，由于电线老化、磨损容易造成电线裸露，且在电闸拉下启动的瞬间，由于电闸故障，可能会产生火花，若井下环境中可燃气体浓度过大会导致发生火灾、爆炸等安全事故，所以需要一种监控系统对这个瞬间进行安全监测。

3、中国专利公开号：cn113038761a，公开了一种煤矿用供电安全监控装置。该煤矿用供电安全监控装置，包括控制箱体，所述控制箱体包括连线板，所述连线板的外表面开设有线孔，所述控制箱体的内部设置有控制机体，所述控制机体的表面设置有连接槽体，所述连接槽体内插入有连接线体，所述连接线体包括连接件，所述连接件从线孔插入至连接槽体内，所述线孔内设置有密封件，所述密封件在连接件插入连接槽体后，与连接件的外表面紧密接触，密封所述线孔。

4、当前的安全监控系统不能及时发现潜在故障，无法保证煤矿生产的连续性、高效性和安全性。

技术实现思路

1、为此，本发明的目的是提供一种基于煤矿供电的安全监控系统，用于克服当前的安全监控系统不能及时发现潜在故障，无法保证煤矿生产的连续性、高效性和安全性的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种基于煤矿供电的安全监控系统，包括：

3、获取模块，其用以对电闸和井下工作区域进行实时监控；

4、环境监测模块，其包括气体探测单元，气体探测单元用以对井下工作环境内的可燃气体的浓度进行实时检测；

5、筛选模块，其用以所述获取模块获取的实时图像内的各像素点进行若干次的筛选；

6、中控模块，其与所述获取模块、所述环境监测模块和所述筛选模块分别相连；所述中控模块包括，第一分析计算单元、第二分析计算单元和分析判断单元；所述第一分析计算单元根据所述获取模块获取的第一图像结合所述环境监测模块获取的所述可燃气体的浓度计算所述电闸的第一安全评分；所述第二分析计算单元根据获取的目标像素点确定监测目标的目标图像，以及根据所述目标图像确定监测目标的异常等级，根据异常等级结合人群密度计算监测目标的第二安全评分；

7、所述分析判断单元根据所述第一安全评分和所述第二安全评分计算总安全指数，并根据所述总安全指数进行整体安全等级的划分，对于不同的整体安全等级发出不同等级的预警信号。

8、进一步地，所述获取模块包括：第一监测单元和第二监测单元；

9、所述第一监测单元用以对控制照明的电闸进行实时监控得到所述第一图像；

10、所述第二监测单元用以对井下工作区域进行实时监控得到所述第二图像；

11、所述筛选模块包括：颜色识别提取单元、轮廓识别提取单元和人脸识别检测单元；

12、所述颜色识别提取单元用以根据所述第二监测单元获取的所述第二图像对所述监测目标对应的颜色像素点进行首次识别和首次提取；

13、所述轮廓识别提取单元用以对提取的所述颜色像素点根据所述监测目标的轮廓进行二次识别和二次提取确定所述目标像素点；

14、所述人脸识别检测单元用以对所述第二图像中工作人员的人数进行检测。

15、进一步地，所述颜色识别提取单元内设置有所述监测目标的颜色像素点标准特征值；

16、所述颜色识别提取单元能够根据所述第二图像确定各所述像素点的颜色像素点实际特征值，并根据所述颜色像素点标准特征值结合所述颜色像素点实际特征值对各像素点进行所述首次识别和所述首次提取确定所述监测目标对应的所述颜色像素点。

17、进一步地，所述轮廓识别提取单元内设置有所述监测目标的轮廓像素点区域标准特征值；

18、所述轮廓识别提取单元能够根据各所述颜色像素点确定若干轮廓区域；

19、对于各所述轮廓区域，所述轮廓识别提取单元能够根据各轮廓区域的边缘像素点进行轮廓边缘标记，确定若干标记轮廓像素点区域以及各标记轮廓像素点区域的轮廓像素点区域实际特征值；

20、所述轮廓识别提取单元能够根据所述轮廓像素点区域实际特征值结合所述轮廓像素点区域标准特征值确定所述监测目标的所述目标像素点。

21、进一步地，各所述目标像素点组成若干目标区域；

22、所述第二分析计算单元能够根据完整的所述目标区域的个数确定所述监测目标的运行状态正常，或，运行状态异常。

23、进一步地，所述第二分析计算单元内设置有异常等级评定区间；

24、基于所述监测目标运行状态异常，所述第二分析计算单元能够根据不完整的所述目标区域中所述颜色像素点缺失区域的个数结合所述异常等级评定区间确定监测目标的运行异常等级。

25、进一步地，所述第二分析计算单元根据所述人脸识别检测单元获取的实际人数和所述井下工作区域的实际面积确定人群密度；

26、所述第二分析计算单元内设置有第二安全评价区间，第二分析计算单元能够根据所述人群密度结合所述监测目标的所述运行异常等级计算所述第二安全评分，并能够根据第二安全评分结合第二安全评价区间确定对监测目标进行维护，或，更换。

27、进一步地，所述气体探测单元内设置有浓度评价值，并能够获取所述可燃气体的实际浓度；

28、所述第一分析计算单元能够确定电闸开启瞬间状态；

29、若所述电闸开启时产生火花，则判定电闸开启瞬间符合单一判断条件，若所述实际浓度超过所述浓度评价值，则判定实际浓度符合单一判断条件；

30、所述第一分析计算单元能够根据符合所述单一判断条件的项目个数确定所述电闸运行状态正常，或，运行状态异常。

31、进一步地，所述第一分析计算单元内设置有第一安全评价区间；

32、所述第一分析计算单元能够根据所述电闸开启瞬间状态结合所述实际浓度计算所述第一安全评分，并根据第一安全评分结合所述第一安全评价区间确定对所述电闸进行维护，或，更换。

33、进一步地，所述分析判断单元内设置有评分周期和运行周期，其中，评分周期小于运行周期；

34、所述分析判断单元根据所述评分周期周期性获取所述第一安全评分和所述第二安全评分，并根据所述运行周期确定所述电闸和所述监测目标需进行维护，或，更换的第一发生次数和第二发生次数；

35、所述分析判断单元根据所述第一发生次数、所述第二发生次数、所述运行周期以及其计算的运行周期内的各安全评分的平均值确定整体安全等级，且对于不同的整体安全等级确定发出一级预警信号，或，二级预警信号。

36、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过对第二监测单元获取的第二图像进行首次识别，根据颜色识别提取单元设定的不同颜色对应的颜色像素点标准特征值，对第二图像中监测目标对应的颜色像素点进行识别，并根据识别结果进行监测目标对应的颜色像素点的提取，通过对第二图像进行的预处理，可以对非目标像素点进行首次过滤，仅让目标像素点进入颜色特征的提取，从而减少了非目标像素点拟合现象的发生；增加了目标像素点在第二图像特征中的比重，提高识别的精确性，并提取出能近似表示监测目标的像素点的集合，确保在后续计算过程中保留较完整监测目标图像像素点的同时，减少程序处理的数据量，使得高效、快速的确定监测目标。

37、尤其，通过对确定的各颜色像素点依次进行二次识别和二次提取，轮廓识别提取单元内设置有监测目标对应的轮廓像素点区域标准特征值，并根据各颜色像素点组成的不同轮廓区域的边缘像素点位置进行轮廓边缘标记，从而形成若干标记轮廓像素点区域并进行编号，对若干标记轮廓像素点区域进行识别，并根据识别结果进行监测目标对应的标记轮廓像素点区域内像素点的提取，通过监测目标的轮廓进行的二次处理可以进一步对颜色像素点中的非目标像素点进行再次过滤，避免提取的像素点中含有与监测目标颜色相同的像素点造成的提取误差，使得对监测目标图像的提取更加准确，有效。

38、尤其，本实施例中的监测目标为煤矿生产中与照明电闸所相连的各电线，目标区域内的像素点缺失区域即为电线发生裸露的位置，根据像素点缺失区域的个数确定电线发生裸露的位置个数，从而判定电线的运行异常等级。

39、尤其，通过对目标区域的完整性判定监测目标的运行状态，基于监测目标处于异常状态下，第二分析计算单元根据各目标区域内像素点缺失区域的个数判定监测目标的运行异常等级，通过实时监测目标对象的运行状态，及时发现潜在的故障，以降低生产中断、提高安全性和维护效率，使得煤矿管理人员能够提前采取相应的措施，对监测的设备进行维护、更换或调整生产计划，以防止带来的生产中断，使得能够降低维修成本，提高设备的可靠性和使用寿命。

40、尤其，通过对电闸和与电闸相连的电线进行运行状态是否异常的评价，对于电闸，根据电闸开启瞬间的状态以及电闸周围可燃气体的实际浓度计算电闸的第一安全评分，判断电闸是否符合安全运行的评判标准，从而确定对其进行维护或调整生产计划对其进行更换；对于电线，根据其运行异常等级以及井下工作区域的人群密度计算电线的第二安全评分，判断电线是否符合安全运行的评判标准，从而确定对其进行维护或调整生产计划对其进行更换，通过对电闸及电线的实时监测，当任一设备发生故障时，能及时确定故障设备，节约筛选故障设备的时间，从而及时采取措施进行修复或更换，保证了煤矿生产的连续性和高效性。

41、尤其，通过评分周期对电闸的第一安全评分和电线的第二安全评分进行周期性获取，并根据运行周期内获取的各安全评分的次数及不符合设备安全运行评判标准的各安全评分的发生次数计算总安全指数，根据总安全指数进行整体安全等级的划分以及对于不同的安全等级进行相应等级的预警信号，通过整体判断系统运行状况，当确定系统超过整体安全评价区间时，及时发出警报通知相关人员使得操作人员可以及时采取措施，修复设备或调整生产过程，以确保生产线的连续性和高效性，从而减少生产中断和优化生产计划，使得显著提高生产效率，降低生产成本，并通过对整体安全等级进行划分提高了系统运行安全性，可以减少事故的发生，确保工人的安全和生产环境的安全。