一种煤矿智慧生产系统

1.本发明属于煤矿技术领域，具体涉及一种煤矿智慧生产系统。


背景技术：

2.煤矿生产过程中保证生产安全尤为重要，随着视频数据处理能力的提高和计算机视觉技术的发展，煤矿智能视频监控系统是煤矿安全生产监管中不可缺少的组成部分。煤矿智能视频监控系统能够通过视频实时监控煤矿生产现场，尽早发现疑似存在的不安全工作因素，创造煤矿安全生产工作环境，保证煤矿安全生产顺利进行。但是目前的监管往往只局限于矿洞内工作人员，缺少对矿洞安全监测，使得矿洞危险初期产生异常变化很难及时发现。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种煤矿智慧生产系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤矿智慧生产系统，包括数据监测平台、数据采集平台、巡检平台、存储平台、云服务平台，所述数据采集平台和巡检平台将采集的数据传输至数据监测平台，数据监测平台分析数据并根据分析结果做出建议，云服务平台与数据监测平台通信连接，将数据监测平台的数据上传网络和云服务器；
5.所述巡检平台包括设置在矿洞内的轨道、在轨道上行走的小车、安装在小车上的摄像头、瓦斯传感器、粉尘浓度传感器、温湿度传感器、小车控制器，所述小车在轨道上巡逻，对巡逻路线上的环境数据进行采集，小车控制器用于控制小车及各数据采集的时间；
6.数据采集平台包括安装在矿洞内固定位置的摄像头、瓦斯传感器、粉尘浓度传感器、压力传感器、水位传感器、水流量传感器、温湿度传感器；
7.所述存储平台包括数据存储器、矿洞灾害图片库、矿洞初始图片库，数据监测平台内含有基于计算机视觉的图片分析处理器，基于计算机视觉的图片分析处理器将摄像头采集的图片与矿洞灾害图片库进行对比，判断矿洞是否出现异常；所述基于计算机视觉的图片分析处理器将摄像头采集图片与矿洞初始图片库进行对比，判断矿洞是否出现变化。
8.优选的，所述瓦斯传感器用于采集矿洞内瓦斯浓度，所述粉尘浓度传感器用于采集矿洞内的粉尘浓度、所述压力传感器安装在矿洞顶板支撑上，用于检测矿洞顶板支撑的压力、所述水位传感器用于采集矿洞内水位高度、所述水流量传感器用于采集排水管道水流量、所述温湿度传感器用于采集矿洞内的温湿度。
9.优选的，所述水位传感器与排水泵控制器连接并形成反馈系统，当水位传感器检测水位升高，排水泵控制器提高排水泵功率，提高排水速率。
10.优选的，所述数据监测平台还包括照片编辑模块，照片编辑模块用于将摄像头拍摄的视频片段逐帧存储，并将具有相同内容的帧图片只保留一张，图片分析处理器对比前后拍摄的矿洞灾害图片，判断是否出现不同，从而确定矿洞是否出现异样。
11.优选的，所述图片分析处理器对摄像头拍摄的图片进行特征标记和始末位置标记，确定照片始末位置及保留的具有特征标记的帧图片，图片分析处理器对相同特征标记的帧图片进行比较。
12.优选的，还包括指导平台，所述指导平台包括音视频交互装置，音视频交互装置设置若干个，且分别设置在矿洞内和监控中心，使监控中心和矿洞内工作人员进行音视频交互。
13.优选的，所述音视频交互装置包括视频摄像头、显示器、麦克风以及供音视频信息传输的网络；矿洞内的音视频交互装置安装在小车上，可使监控中心工作人员灵活的控制小车进行现场指挥。
14.优选的，所述数据监测平台集成图片处理器，图片处理器通过暗通道先验算法将采集的图像进行除雾处理，在粉尘浓度较大的时候提高采集图像的清晰程度。
15.优选的，还包括比较器，比较器根据粉尘浓度传感器检测的粉尘浓度控制启动图片处理器。
16.优选的，所述比较器将粉尘浓度与设置的阈值相比较，当粉尘浓度大于阈值，则图片处理器对采集的图像进行除雾处理，当粉尘浓度小于阈值，则图像不经过图片处理器处理。
17.本发明的技术效果和优点：该煤矿智慧生产系统，通过在矿洞内设置巡逻的摄像小车进行巡逻拍摄矿洞图片，将巡逻获取的矿洞图片与矿洞内初始照片比较，从而判断矿洞是否出现异样，可在矿洞危险初期便能及时发现，使得工作人员可在危险发生初期便可进行干预修整，极大的减少矿洞危害的产生；还可与矿洞灾害图片库的图片进行比较，确具体的矿洞异样类型，方便工作人员作出准确、科学的修整。
附图说明
18.图1为本发明的系统图；
19.图2为本发明的帧图片比较示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
21.本发明提供了如图1所示的一种煤矿智慧生产系统，包括数据监测平台、数据采集平台、巡检平台、存储平台、云服务平台，数据采集平台和巡检平台将采集的数据传输至数据监测平台，数据监测平台分析数据并根据分析结果做出建议，云服务平台与数据监测平台通信连接，将数据监测平台的数据上传网络和云服务器；
22.巡检平台包括设置在矿洞内的轨道、在轨道上行走的小车、安装在小车上的摄像头、瓦斯传感器、粉尘浓度传感器、温湿度传感器、小车控制器，小车在轨道上巡逻，对巡逻路线上的环境数据进行采集，小车控制器用于控制小车及各数据采集的时间；
23.数据采集平台包括安装在矿洞内固定位置的摄像头、瓦斯传感器、粉尘浓度传感器、压力传感器、水位传感器、水流量传感器、温湿度传感器；
24.存储平台包括数据存储器、矿洞灾害图片库、矿洞初始图片库，数据监测平台内含有基于计算机视觉的图片分析处理器，基于计算机视觉的图片分析处理器将摄像头采集的图片与矿洞灾害图片库进行对比，判断矿洞是否出现异常；
25.瓦斯传感器用于采集矿洞内瓦斯浓度，粉尘浓度传感器用于采集矿洞内的粉尘浓度、压力传感器安装在矿洞顶板支撑上，用于检测矿洞顶板支撑的压力、水位传感器用于采集矿洞内水位高度、水流量传感器用于采集排水管道水流量、温湿度传感器用于采集矿洞内的温湿度；水位传感器与排水泵控制器连接并形成反馈系统，当水位传感器检测水位升高，排水泵控制器提高排水泵功率，提高排水速率。
26.基于计算机视觉的图片分析处理器将摄像头采集图片与矿洞初始图片库进行对比，判断矿洞是否出现变化，数据监测平台还包括照片编辑模块，照片编辑模块用于将摄像头拍摄的视频片段逐帧存储，并将具有相同内容的帧图片只保留一张，图片分析处理器对比前后拍摄的矿洞灾害图片，判断是否出现不同，从而确定矿洞是否出现异样；图片分析处理器对摄像头拍摄的图片进行特征标记和始末位置标记，确定照片始末位置及保留的具有特征标记的帧图片，图片分析处理器对相同特征标记的帧图片进行比较。如图2所示，摄像头摄像内容由叠加的帧图片组成，具体比较步骤如下；
27.1)小车上摄像头沿矿洞内轨道拍摄完整矿洞内的摄像；
28.2)照片编辑模块将拍摄的摄像进行帧处理，将具有相同内容的帧图片只保留一张，使得保存的帧图片组合后可完整展示所需监测的矿洞内样貌；
29.3)将每个帧图片设置一个特征标记，并将组合后帧图片标记始末位置；矿洞初始图片库建立完成；
30.4)小车带动摄像头安照设定时间进行巡检，并按照步骤1)至步骤3)将拍摄的完整矿洞内的摄像进行帧处理，形成巡检的具有特征标记和始末位置标记的帧图片；
31.5)将巡检的帧图片与初始图片库的帧图片逐个比较，逐个比较时从具有初始标记的帧图片开始，到具有末尾标记的帧图片结束，判断具有相同特征标记的帧图片是否不同；
32.6)出现不同则将帧图片反馈至监控中心，由监控中心判断产生变化的位置是否安全，若安全则更新替换矿洞初始图片库内相同的帧图片，若不安全则立即通知工作人员现场处理。
33.还包括指导平台，指导平台包括音视频交互装置，音视频交互装置设置若干个，且分别设置在矿洞内和监控中心，使监控中心和矿洞内工作人员进行音视频交互；音视频交互装置包括视频摄像头、显示器、麦克风以及供音视频信息传输的网络；矿洞内的音视频交互装置安装在小车上，可使监控中心工作人员灵活的控制小车进行现场指挥。
34.数据监测平台集成图片处理器，图片处理器通过暗通道先验算法将采集的图像进行除雾处理，在粉尘浓度较大的时候提高采集图像的清晰程度；还包括比较器，比较器根据粉尘浓度传感器检测的粉尘浓度控制启动图片处理器；比较器将粉尘浓度与设置的阈值相比较，当粉尘浓度大于阈值，则图片处理器对采集的图像进行除雾处理，当粉尘浓度小于阈值，则图像不经过图片处理器处理。
35.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种煤矿智慧生产系统，其特征在于：包括数据监测平台、数据采集平台、巡检平台、存储平台、云服务平台，所述数据采集平台和巡检平台将采集的数据传输至数据监测平台，数据监测平台分析数据并根据分析结果做出建议，云服务平台与数据监测平台通信连接，将数据监测平台的数据上传网络和云服务器；所述巡检平台包括设置在矿洞内的轨道、在轨道上行走的小车、安装在小车上的摄像头、瓦斯传感器、粉尘浓度传感器、温湿度传感器、小车控制器，所述小车在轨道上巡逻，对巡逻路线上的环境数据进行采集，小车控制器用于控制小车及各数据采集的时间；数据采集平台包括安装在矿洞内固定位置的摄像头、瓦斯传感器、粉尘浓度传感器、压力传感器、水位传感器、水流量传感器、温湿度传感器；所述存储平台包括数据存储器、矿洞灾害图片库、矿洞初始图片库，数据监测平台内含有基于计算机视觉的图片分析处理器，基于计算机视觉的图片分析处理器将摄像头采集的图片与矿洞灾害图片库进行对比，判断矿洞是否出现异常；所述基于计算机视觉的图片分析处理器将摄像头采集图片与矿洞初始图片库进行对比，判断矿洞是否出现变化。2.根据权利要求1所述的一种煤矿智慧生产系统，其特征在于：所述瓦斯传感器用于采集矿洞内瓦斯浓度，所述粉尘浓度传感器用于采集矿洞内的粉尘浓度、所述压力传感器安装在矿洞顶板支撑上，用于检测矿洞顶板支撑的压力、所述水位传感器用于采集矿洞内水位高度、所述水流量传感器用于采集排水管道水流量、所述温湿度传感器用于采集矿洞内的温湿度。3.根据权利要求2所述的一种煤矿智慧生产系统，其特征在于：所述水位传感器与排水泵控制器连接并形成反馈系统，当水位传感器检测水位升高，排水泵控制器提高排水泵功率。4.根据权利要求1所述的一种煤矿智慧生产系统，其特征在于：所述数据监测平台还包括照片编辑模块，照片编辑模块用于将摄像头拍摄的视频片段逐帧存储，并将具有相同内容的帧图片只保留一张，图片分析处理器对比前后拍摄的矿洞灾害图片，判断是否出现不同，从而确定矿洞是否出现异样。5.根据权利要求4所述的一种煤矿智慧生产系统，其特征在于：所述图片分析处理器对摄像头拍摄的图片进行特征标记和始末位置标记，确定照片始末位置及保留的具有特征标记的帧图片，图片分析处理器对相同特征标记的帧图片进行比较。6.根据权利要求1所述的一种煤矿智慧生产系统，其特征在于：还包括指导平台，所述指导平台包括音视频交互装置，音视频交互装置设置若干个，且分别设置在矿洞内和监控中心，使监控中心和矿洞内工作人员进行音视频交互。7.根据权利要求1所述的一种煤矿智慧生产系统，其特征在于：所述音视频交互装置包括视频摄像头、显示器、麦克风以及供音视频信息传输的网络；矿洞内的音视频交互装置安装在小车上，可使监控中心工作人员灵活的控制小车进行现场指挥。8.根据权利要求1所述的一种煤矿智慧生产系统，其特征在于：所述数据监测平台集成图片处理器，图片处理器通过暗通道先验算法将采集的图像进行除雾处理，在粉尘浓度较大的时候提高采集图像的清晰程度。9.根据权利要求8所述的一种煤矿智慧生产系统，其特征在于：还包括比较器，比较器根据粉尘浓度传感器检测的粉尘浓度控制启动图片处理器。
10.根据权利要求9所述的一种煤矿智慧生产系统，其特征在于：所述比较器将粉尘浓度与设置的阈值相比较，当粉尘浓度大于阈值，则图片处理器对采集的图像进行除雾处理，当粉尘浓度小于阈值，则图像不经过图片处理器处理。

技术总结
本发明公开了一种煤矿智慧生产系统，包括数据监测平台、数据采集平台、巡检平台、存储平台、云服务平台，存储平台包括数据存储器、矿洞灾害图片库、矿洞初始图片库，数据监测平台内含有基于计算机视觉的图片分析处理器，基于计算机视觉的图片分析处理器将摄像头采集图片与矿洞初始图片库进行对比，判断矿洞是否出现变化。该煤矿智慧生产系统，通过在矿洞内设置巡逻的摄像小车进行巡逻拍摄矿洞图片，将巡逻获取的矿洞图片与矿洞内初始照片比较，从而判断矿洞是否出现异样，可在矿洞危险初期便能及时发现，使得工作人员可在危险发生初期便可进行干预修整，极大的减少矿洞危害的产生。极大的减少矿洞危害的产生。极大的减少矿洞危害的产生。


技术研发人员：杜博枝 马俞瑞 冯雨童 董垚
受保护的技术使用者：东南大学南京江北新区创新研究院
技术研发日：2023.04.11
技术公布日：2023/8/14