本發(fā)明涉及煤礦水害預(yù)警管控，具體涉及一種基于云邊端架構(gòu)的煤礦水害智能預(yù)警管控系統(tǒng)、設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、煤礦水害事故頻繁發(fā)生，造成了重大財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。目前，行業(yè)在煤礦單個(gè)監(jiān)測手段方面的研究較為成熟，如常規(guī)水文監(jiān)測、電法監(jiān)測等監(jiān)測手段，但在動(dòng)態(tài)監(jiān)測預(yù)警方面、數(shù)據(jù)完整性、場景聯(lián)動(dòng)等方面存在不足。針對這些不足，國家礦山安全監(jiān)察局發(fā)布了相關(guān)文件，要求各煤礦將水害防治感知數(shù)據(jù)接入國家礦山安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，去推動(dòng)煤礦信息化系統(tǒng)的落地應(yīng)用，提升監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化水平。隨之，各類水害預(yù)警管控平臺(tái)出現(xiàn)并在礦方應(yīng)用。

2、然而，現(xiàn)有的煤礦水害監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)存在以下問題和缺點(diǎn)：

3、(1)監(jiān)測手段分散：現(xiàn)有的監(jiān)測手段雖然在單個(gè)監(jiān)測點(diǎn)上較為成熟，但整體監(jiān)測手段分散，缺乏統(tǒng)一的管理和協(xié)調(diào)，導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)的整合和分析困難；

4、(2)水害監(jiān)測點(diǎn)空間覆蓋不全：現(xiàn)有的監(jiān)測點(diǎn)分布不均勻，存在監(jiān)測盲區(qū)，無法全面覆蓋煤礦的所有關(guān)鍵區(qū)域，導(dǎo)致水害風(fēng)險(xiǎn)的早期發(fā)現(xiàn)和預(yù)警不及時(shí)；

5、(3)預(yù)警水平單一：現(xiàn)有的預(yù)警系統(tǒng)大多只能提供簡單的閾值預(yù)警，缺乏對水害風(fēng)險(xiǎn)的綜合評估和多維度分析，導(dǎo)致預(yù)警的準(zhǔn)確性和及時(shí)性不足；

6、(4)未實(shí)現(xiàn)自動(dòng)管控和聯(lián)動(dòng)：現(xiàn)有的水害監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)僅實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)融合及可視化的表達(dá)，產(chǎn)生預(yù)警后僅通知到人員，但未做到自動(dòng)管控和聯(lián)動(dòng)，這不僅增加了人員的精力投入，還降低了水害防治的效率。

7、(5)系統(tǒng)維護(hù)成本高：由于需要維護(hù)水害監(jiān)測和水害預(yù)警平臺(tái)不同的系統(tǒng)，增加了人員的精力投入，導(dǎo)致維護(hù)成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于云邊端架構(gòu)的煤礦水害智能預(yù)警管控系統(tǒng)、設(shè)備。

2、本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、一種基于云邊端架構(gòu)的煤礦水害智能預(yù)警管控系統(tǒng)，包括：

4、預(yù)警管控子系統(tǒng)：用于接收水害監(jiān)測數(shù)據(jù)和工作狀態(tài)，下發(fā)分析參數(shù)，并根據(jù)上報(bào)的采集數(shù)據(jù)、工作狀態(tài)、分析計(jì)算數(shù)據(jù)以及預(yù)警參數(shù)判斷是否存在水害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，存在預(yù)警時(shí)通知系統(tǒng)進(jìn)入應(yīng)急模式，實(shí)現(xiàn)預(yù)警智能管控；

5、水害監(jiān)測業(yè)務(wù)子系統(tǒng)：用于獲取各水害監(jiān)測數(shù)據(jù)和成果，并將數(shù)據(jù)和成果通知到預(yù)警管控子系統(tǒng)；

6、數(shù)字大屏子系統(tǒng)：用于呈現(xiàn)水害監(jiān)測風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)，數(shù)字大屏不僅采用大屏管理，還可視化，能夠直觀展示各種數(shù)據(jù)；

7、數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)子系統(tǒng)：用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫對接與共享，支持外部水害監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)的接入和本系統(tǒng)數(shù)據(jù)的共享；

8、系統(tǒng)管理子系統(tǒng)：用于實(shí)現(xiàn)角色權(quán)限管理和認(rèn)證，支持多層級權(quán)限分配，滿足不同用戶需求，并對數(shù)據(jù)的接入和共享狀態(tài)進(jìn)行判斷和通知；

9、平臺(tái)管理軟件：用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)部署安裝自動(dòng)化和系統(tǒng)配置簡化，降低安裝部署的學(xué)習(xí)成本和時(shí)間成本。

10、進(jìn)一步的，所述水害監(jiān)測業(yè)務(wù)子系統(tǒng)包括：水文基礎(chǔ)子系統(tǒng)、水文監(jiān)測子系統(tǒng)、微震監(jiān)測子系統(tǒng)、巖移監(jiān)測子系統(tǒng)、水質(zhì)水源子系統(tǒng)，根據(jù)監(jiān)測手段不同而應(yīng)用不同，結(jié)合不同子系統(tǒng)的特征，為客戶提高專業(yè)的呈現(xiàn)方式和功能，滿足煤礦的日常管理需要。

11、進(jìn)一步的，所述數(shù)字大屏子系統(tǒng)使用three.js對水害采集數(shù)據(jù)、工作狀態(tài)、分析計(jì)算數(shù)據(jù)以及處理成果和地質(zhì)空間數(shù)據(jù)通過坐標(biāo)進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)四維可視化表達(dá)，更直觀地將水害監(jiān)測風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)呈現(xiàn)給客戶。

12、進(jìn)一步的，所述平臺(tái)管理軟件包括系統(tǒng)部署所需的安裝包資料，在平臺(tái)界面配置數(shù)據(jù)庫地址、聯(lián)網(wǎng)地址。

13、進(jìn)一步的，所述平臺(tái)管理軟件安裝mqtt并注冊到系統(tǒng)服務(wù)、安裝nodered引擎、安裝數(shù)據(jù)庫服務(wù)。

14、本發(fā)明還采用另一種技術(shù)方案：

15、一種煤礦水害智能預(yù)警管控設(shè)備，包括第一種技術(shù)方案中所述的煤礦水害智能預(yù)警管控系統(tǒng)，還包括邊緣設(shè)備，所述邊緣設(shè)備設(shè)置在煤礦井下各監(jiān)測點(diǎn)和井下設(shè)備控制節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集水害數(shù)據(jù)和各設(shè)備工作狀態(tài)，根據(jù)預(yù)警管控子系統(tǒng)下發(fā)的分析參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并進(jìn)行應(yīng)急管控，將采集數(shù)據(jù)、工作狀態(tài)和分析結(jié)果上報(bào)到預(yù)警管控子系統(tǒng)。

16、進(jìn)一步的，所述智能預(yù)警管控設(shè)備還包括：水害監(jiān)測設(shè)備，所述水害監(jiān)測設(shè)備負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集煤礦井下各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的水害數(shù)據(jù)，包括水位、水壓、水質(zhì)、流速，通過物聯(lián)網(wǎng)通訊協(xié)議直連或通過所述的邊緣設(shè)備接入到所述預(yù)警管控子系統(tǒng)。

17、進(jìn)一步的，所述邊緣設(shè)備具體包括：

18、數(shù)據(jù)采集模塊，用于實(shí)時(shí)采集水害監(jiān)測數(shù)據(jù)，接收水害監(jiān)測設(shè)備的數(shù)據(jù)；

19、數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于將采集的數(shù)據(jù)上傳到預(yù)警管控子系統(tǒng)；

20、數(shù)據(jù)分析模塊，用于對預(yù)警管控子系統(tǒng)下發(fā)的參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，判斷是否需要采取應(yīng)急管控措施；

21、應(yīng)急管控模塊，用于根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行應(yīng)急管控，包括控制智能電源充電、啟動(dòng)或停止設(shè)備；

22、狀態(tài)上報(bào)模塊，用于將自身的采集數(shù)據(jù)、工作狀態(tài)和分析結(jié)果上報(bào)到預(yù)警管控子系統(tǒng)。

23、進(jìn)一步的，所述智能預(yù)警管控系統(tǒng)通訊中斷時(shí)，所述邊緣設(shè)備可自主工作，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和應(yīng)急管控。

24、進(jìn)一步的，所述智能預(yù)警管控設(shè)備的預(yù)警措施包括：水害監(jiān)測設(shè)備發(fā)出聲光報(bào)警，短信、微信、手機(jī)app通知，數(shù)字大屏子系統(tǒng)展示。

25、本發(fā)明所提供的一種基于云邊端架構(gòu)的煤礦水害智能預(yù)警管控系統(tǒng)及設(shè)備，基于微服務(wù)的云邊端架構(gòu)，通過智能預(yù)警管控系統(tǒng)配合邊緣設(shè)備和水害監(jiān)測設(shè)備，實(shí)現(xiàn)上層信息平臺(tái)和下層設(shè)備的聯(lián)動(dòng)。

26、本發(fā)明至少具有以下有益效果：

27、1、本發(fā)明提供的一種煤礦水害智能預(yù)警管控系統(tǒng)，基于數(shù)據(jù)計(jì)算和分析，根據(jù)分析結(jié)果通知設(shè)備進(jìn)行應(yīng)急管控措施，提升了智能預(yù)警管控系統(tǒng)的智能化水平，同時(shí)減少人員對系統(tǒng)維護(hù)的投入、保障數(shù)據(jù)的完整性；

28、2、本發(fā)明提供的一種煤礦水害智能預(yù)警管控系統(tǒng)，基于微服務(wù)的云邊端架構(gòu)，其獨(dú)立性使得智能預(yù)警管控系統(tǒng)中的某個(gè)服務(wù)故障不會(huì)影響其他子系統(tǒng)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)故障隔離和容錯(cuò)機(jī)制，顯著提高系統(tǒng)的整體可靠性和穩(wěn)定性，減少系統(tǒng)因單一組件故障而癱瘓的風(fēng)險(xiǎn)；

29、3、本發(fā)明提供的一種煤礦水害智能預(yù)警管控設(shè)備，在網(wǎng)絡(luò)中斷或通訊故障的情況下，邊緣設(shè)備仍能自主工作，繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和應(yīng)急管控，確保水害監(jiān)測的連續(xù)性和可靠性，有效避免因網(wǎng)絡(luò)問題導(dǎo)致的監(jiān)測數(shù)據(jù)丟失和預(yù)警延誤；

30、4、本發(fā)明提供的一種煤礦水害智能預(yù)警管控設(shè)備，滿足國家礦山安全監(jiān)察局在煤礦智能化方面的要求，支持外部數(shù)據(jù)的接入以及本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享，且擁有靈活的預(yù)警機(jī)制。

技術(shù)特征：

1.一種基于云邊端架構(gòu)的煤礦水害智能預(yù)警管控系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于云邊端架構(gòu)的煤礦水害智能預(yù)警管控系統(tǒng)，其特征在于，所述水害監(jiān)測業(yè)務(wù)子系統(tǒng)包括：水文基礎(chǔ)子系統(tǒng)、水文監(jiān)測子系統(tǒng)、微震監(jiān)測子系統(tǒng)、巖移監(jiān)測子系統(tǒng)、水質(zhì)水源子系統(tǒng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于云邊端架構(gòu)的煤礦水害智能預(yù)警管控系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字大屏子系統(tǒng)使用three.js對水害采集數(shù)據(jù)、工作狀態(tài)、分析計(jì)算數(shù)據(jù)以及處理成果和地質(zhì)空間數(shù)據(jù)通過坐標(biāo)進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)四維可視化表達(dá)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于云邊端架構(gòu)的煤礦水害智能預(yù)警管控系統(tǒng)，其特征在于，所述平臺(tái)管理軟件包括系統(tǒng)部署所需的安裝包資料，在平臺(tái)界面配置數(shù)據(jù)庫地址、聯(lián)網(wǎng)地址。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于云邊端架構(gòu)的煤礦水害智能預(yù)警管控系統(tǒng)，其特征在于，所述平臺(tái)管理軟件安裝mqtt并注冊到系統(tǒng)服務(wù)、安裝nodered引擎、安裝數(shù)據(jù)庫服務(wù)。

6.一種煤礦水害智能預(yù)警管控設(shè)備，包括權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的煤礦水害智能預(yù)警管控系統(tǒng)，其特征在于，還包括邊緣設(shè)備，所述邊緣設(shè)備設(shè)置在煤礦井下各監(jiān)測點(diǎn)和井下設(shè)備控制節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集水害數(shù)據(jù)和各設(shè)備工作狀態(tài)，根據(jù)預(yù)警管控子系統(tǒng)下發(fā)的分析參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并進(jìn)行應(yīng)急管控，將采集數(shù)據(jù)、工作狀態(tài)和分析結(jié)果上報(bào)到預(yù)警管控子系統(tǒng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種煤礦水害智能預(yù)警管控設(shè)備，其特征在于，所述智能預(yù)警管控設(shè)備還包括：水害監(jiān)測設(shè)備，所述水害監(jiān)測設(shè)備負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集煤礦井下各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的水害數(shù)據(jù)，包括水位、水壓、水質(zhì)、流速，通過物聯(lián)網(wǎng)通訊協(xié)議直連或通過所述的邊緣設(shè)備接入到所述預(yù)警管控子系統(tǒng)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種煤礦水害智能預(yù)警管控設(shè)備，其特征在于，所述邊緣設(shè)備包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種煤礦水害智能預(yù)警管控設(shè)備，其特征在于，所述智能預(yù)警管控系統(tǒng)通訊中斷時(shí)，所述邊緣設(shè)備可自主工作，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和應(yīng)急管控。

10.根據(jù)權(quán)利要求6-9任意一項(xiàng)所述的一種煤礦水害智能預(yù)警管控設(shè)備，其特征在于，所述智能預(yù)警管控設(shè)備的預(yù)警措施包括：水害監(jiān)測設(shè)備發(fā)出聲光報(bào)警，短信、微信、手機(jī)app通知，數(shù)字大屏子系統(tǒng)展示。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及煤礦水害預(yù)警管控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于云邊端架構(gòu)的煤礦水害智能預(yù)警管控系統(tǒng)、設(shè)備，其中，智能預(yù)警管控系統(tǒng)包括：預(yù)警管控子系統(tǒng)、水害監(jiān)測業(yè)務(wù)子系統(tǒng)、數(shù)字大屏子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)子系統(tǒng)、系統(tǒng)管理子系統(tǒng)、平臺(tái)管理軟件，智能預(yù)警管控設(shè)備包括智能預(yù)警管控系統(tǒng)以及邊緣設(shè)備、水害監(jiān)測設(shè)備。智能預(yù)警管控系統(tǒng)通過與邊緣設(shè)備、水害監(jiān)測設(shè)備的配合，實(shí)現(xiàn)上層信息平臺(tái)和下層設(shè)備的聯(lián)動(dòng)，提高了整個(gè)智能預(yù)警管控設(shè)備的智能化以及自動(dòng)化，更精準(zhǔn)的針對煤礦水害進(jìn)行監(jiān)測并及時(shí)預(yù)警管控，顯著提高智能預(yù)警管控設(shè)備的整體可靠性和穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：馬克勤,陳峰,韋浩城,辛家鵬,廖經(jīng)平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：福州華虹智能科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15