一种基于物联网技术的智慧矿山管控方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于物联网技术的智慧矿山管控方法及系统，包括用于对井下与地面人员进行动态监测的井下及地面人员动态监测中心，所述井下及地面人员动态监测中心连接有用于对危险源进行实时检测的危险源信息监测中心，且危险源信息监测中心连接有用于对重点安全区域和限制区域进行实时监测的重点区域与限制区域实时检测系统，所述重点区域与限制区域实时检测系统连接有用于进行各设备检修服务的检修服务中心。该基于物联网技术的智慧矿山管控方法及系统，可为检修和维护提供技术支持，从而提高维修和维护的质量，加快推进胶带输煤系统高质量的检修和维护模式，并可提供人员定位，安全性较高，实用性较强。

说明书

技术领域

本发明属于输煤系统技术领域，具体涉及一种基于物联网技术的智慧矿山管控方法及系统。

背景技术

当今世界已经进入信息化时代，信息技术正强劲而深刻地引领社会经济各个领域的变革。煤炭行业同样面临着发展迅猛、势不可挡的信息化革命。以信息化树立先进管理理念，促进煤炭企业管理创新、业务应用创新，带动管理及其业务发展的科学化、规范化、精细化、高效化，已成为我国煤炭企业科学健康发展的必由之路。

建设智能化露天煤矿综合管控平台，将露天煤矿生产系统、安全系统、管理系统等相关数据作为基础数据来源，进行露天煤矿生产、经营、管理全链数据集成，逐步推进露天煤矿智能化应用系统的建设，实现煤矿全流程的少人或无人化生产。

可目前煤矿输煤系统运行过程中仍然以“眼看、耳听、鼻闻、手摸”的方式对电动机、减速机、滚筒、胶带机等设备进行检查，受人员业务水平限制，检修和维护的质量参差不齐。因此，加快推进胶带输煤系统高质量的检修和维护模式，势在必行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网技术的智慧矿山管控方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网技术的智慧矿山管控系统，包括用于对井下与地面人员进行动态监测的井下及地面人员动态监测中心；

所述井下及地面人员动态监测中心连接有用于对危险源进行实时检测的危险源信息监测中心，且危险源信息监测中心连接有用于对重点安全区域和限制区域进行实时监测的重点区域与限制区域实时检测系统，所述重点区域与限制区域实时检测系统连接有用于进行各设备检修服务的检修服务中心；

所述检修服务中心包括用于提供故障维护技术支持的故障维护信息专家数据库、用于进行检修服务管控的检修服务综合管控、用于进行维修人员工单派发的智能运维维修工单派发系统、进行设备生命周期记录的设备生命周期管理系统以及用于物资仓储管理的智能仓储系统，所述故障维护信息专家数据库和检修服务综合管控共同连接于智能运维维修工单派发系统。

优选的，所述检修服务综合管控包括用于记录检修人员信息与技能特长的检修人员信息与特长储存模块、连接于检修人员信息与特长储存模块用于进行检修人员分配的检修人员分配模块以及连接于检修人员分配模块用于进行检修情况全景展示的各类设备运维检修情况全景展示模块。

优选的，所述智能运维维修工单派发系统包括用于获取故障结果与检修方案的数据库诊断结果获取模块、连接于数据库诊断结果获取模块用于提示检修人员故障位置与工具的故障位置及携带工具信息提示模块以及连接于故障位置及携带工具信息提示模块用于实时上传检修信息的故障检修视频实时上传模块。

优选的，所述设备生命周期管理系统包括用于对各类设备的采购、安装、使用、检修、维护以及淘汰信息进行储存和记录的各类设备采购信息储存模块、各类设备安装信息储存模块、各类设备使用信息储存模块、各类设备检修信息储存模块、各类设备维护信息储存模块以及各类设备淘汰信息储存模块。

优选的，所述智能仓储系统包括用于对物资设备出入库情况进行动态监测的物资设备出入库动态监测模块、连接于物资设备出入库动态监测模块用于对物质设备在库维护管理的物资设备在库管理模块以及用于根据库存量和出库量进行采购量分析的物资备用量分析模块。

优选的，所述井下及地面人员动态监测中心包括用于进行工人定位的井下单人检测装备、连接于井下单人检测装备用于进行井下数据传输的井下数据传输基站、连接于井下数据传输基站用于进行井下监控的井下监控系统以及连接于井下监控系统用于监控信息展示的监控展示平台。

优选的，所述井下单人检测装备包括佩戴于用户胸前的定位检测胸卡、佩戴于用户腕部的定位检测手环以及粘贴于安全帽上的安全帽定位检测标签。

优选的，所述危险源信息监测中心包括用于对井下环境参数进行实时检测的井下动态环境参数实时检测系统、连接于井下动态环境参数实时检测系统用于根据大数据进行分析的动态参数大数据分析模块以及连接于动态参数大数据分析模块用于进行地理信息展示的GIS地理信息展示平台，所述井下动态环境参数实时检测系统包括用于对甲烷和二氧化碳浓度进行检测的甲烷浓度动态检测模块和二氧化碳浓度动态检测模块以及用于对井下的温度、湿度和风速进行监测的温度动态检测模块、湿度动态检测模块、风速动态检测模块。

优选的，所述重点区域与限制区域实时检测系统包括用于对超员和缺员现象进行检测的超员及缺员现象实时检测模块、连接于超员及缺员现象实时检测模块用于对串岗和滞留现象进行检测的串岗及滞留现象实时检测模块以及用于对求救信息进行展示的求救信息展示平台。

一种基于物联网技术的智慧矿山管控方法，其用于基于物联网技术的智慧矿山管控系统，包括下列步骤；

S1、井下人员与维护人员佩戴井下单人检测装备

进入开采区域需在胸前粘贴定位检测胸卡、腕部佩戴定位检测手环以及于安全帽上粘贴安全帽定位检测标签，从而用于提供定位信息；

S2、井下人员施工辅助

通过井下数据传输基站获取井下单人检测装备传回的定位信息，配合井下监控系统传回的图像信息一同通过监控展示平台展示出，并配合井下动态环境参数实时检测系统获取的井下环境动态信息，经动态参数大数据分析模块结合大数据进行分析后对区域的风险进行划分，从而配合GIS地理信息展示平台更为直观的远程辅助井下人员进行施工；

S3、井下人员施工管理

通过超员及缺员现象实时检测模块和串岗及滞留现象实时检测模块对施工过程中的不规范现象进行检测，从而通过求救信息展示平台进行展示出，且求救信息展示平台可获取井下施工人员的求救信息，配合井下及地面人员动态监测中心和危险源信息监测中心可辅助井下施工人员就近避难；

S4、设备维修

设备故障后，通过数据库诊断结果获取模块获取故障维护信息专家数据库提供的维修方案，从而通过检修人员分配模块配合检修人员信息与特长储存模块内记录的维修人员特长进行维修人员分配，再通过数据库诊断结果获取模块获取诊断结果，从而提示维修人员故障的位置和所需携带的工具，以辅助维修的快速进行；

S5、故障数据回传

通过故障检修视频实时上传模块对故障维修时的图像进行拍摄，再通过各类设备运维检修情况全景展示模块对矿区内的设备故障进行展示，从而方便各类设备运维检修情况全景展示模块上各类设备在点击后，可获取维修时的视频记录、诊断结果和维修方案。

S6、设备信息记录

通过设备生命周期管理系统和智能仓储系统对设备和物资的变动情况进行储存记录，从而保障矿区的使用以及后期的溯源。

本发明的技术效果和优点：该基于物联网技术的智慧矿山管控方法及系统，得益于检修服务中心的设置，通过故障维护信息专家数据库为维护提供检修技术支持，并通过检修服务综合管控分配操作熟练的技术工人，并配合智能运维维修工单派发系统辅助工人进行检修和维护，维护时后，通过设备生命周期管理系统对设备的各类信息进行储存，再通过智能仓储系统补给维修所需的零部件，从而提高维修和维护的质量，加快推进胶带输煤系统高质量的检修和维护模式，实用性较强；

得益于井下及地面人员动态监测中心和危险源信息监测中心的设置，通过井下单人检测装备为监控展示平台提供人员的动态移动定位，并通过井下数据传输基站传输回，再通过井下监控系统进行图像获取，进一步丰富人员的动态移动信息，而后配合井下动态环境参数实时检测系统获取井下的环境参数配合动态参数大数据分析模块进行分析，以向井下人员进行示警，限制其在井下的移动空间，配合GIS地理信息展示平台可更加直观的进行远程工作辅助，大大提高了井下施工的安全性，实用性较强。

附图说明

图1为本发明的示意框图；

图2为本发明井下及地面人员动态监测中心的示意框图；

图3为本发明危险源信息监测中心的示意框图；

图4为本发明重点区域与限制区域实时检测系统的示意框图；

图5为本发明检修服务中心的示意框图；

图6为本发明检修服务综合管控系统的示意框图；

图7为本发明智能运维维修工单派发系统的示意框图；

图8为本发明设备生命周期管理系统的示意框图；

图9为本发明智能仓储系统的示意框图；

图10为本发明井下单人检测装备的示意框图；

图11为本发明井下动态环境参数实时检测系统的示意框图。

图中：1、井下及地面人员动态监测中心；101、井下数据传输基站；102、井下监控系统；103、监控展示平台；2、危险源信息监测中心；201、动态参数大数据分析模块；202、GIS地理信息展示平台；3、重点区域与限制区域实时检测系统；301、超员及缺员现象实时检测模块；302、串岗及滞留现象实时检测模块；303、求救信息展示平台；4、检修服务中心；401、故障维护信息专家数据库；5、检修服务综合管控；501、检修人员信息与特长储存模块；502、检修人员分配模块；503、各类设备运维检修情况全景展示模块；6、智能运维维修工单派发系统；601、数据库诊断结果获取模块；602、故障位置及携带工具信息提示模块；603、故障检修视频实时上传模块；7、设备生命周期管理系统；701、各类设备采购信息储存模块；702、各类设备安装信息储存模块；703、各类设备使用信息储存模块；704、各类设备检修信息储存模块；705、各类设备维护信息储存模块；706、各类设备淘汰信息储存模块；8、智能仓储系统；801、物资设备出入库动态监测模块；802、物资设备在库管理模块；803、物资备用量分析模块；9、井下单人检测装备；901、定位检测胸卡；902、定位检测手环；903、安全帽定位检测标签；10、井下动态环境参数实时检测系统；1001、甲烷浓度动态检测模块；1002、二氧化碳浓度动态检测模块；1003、温度动态检测模块；1004、湿度动态检测模块；1005、风速动态检测模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为提高维修和维护的质量，以加快推进胶带输煤系统高质量的检修和维护模式，本发明提供了如图1、图5所示，一种基于物联网技术的智慧矿山管控系统，包括用于对井下与地面人员进行动态监测的井下及地面人员动态监测中心1，所述井下及地面人员动态监测中心1连接有用于对危险源进行实时检测的危险源信息监测中心2，且危险源信息监测中心2连接有用于对重点安全区域和限制区域进行实时监测的重点区域与限制区域实时检测系统3，所述重点区域与限制区域实时检测系统3连接有用于进行各设备检修服务的检修服务中心4，所述检修服务中心4包括用于提供故障维护技术支持的故障维护信息专家数据库401、用于进行检修服务管控的检修服务综合管控5、用于进行维修人员工单派发的智能运维维修工单派发系统6、进行设备生命周期记录的设备生命周期管理系统7以及用于物资仓储管理的智能仓储系统8，所述故障维护信息专家数据库401和检修服务综合管控5共同连接于智能运维维修工单派发系统6，通过故障维护信息专家数据库401为维护提供检修技术支持，并通过检修服务综合管控5分配操作熟练的技术工人，并配合智能运维维修工单派发系统6辅助工人进行检修和维护，维护时后，通过设备生命周期管理系统7对设备的各类信息进行储存，再通过智能仓储系统8补给维修所需的零部件，从而提高维修和维护的质量，加快推进胶带输煤系统高质量的检修和维护模式，实用性较强。

为获取维修时的视频记录、诊断结果和维修方案，本发明提供了如图6、图7所示，具体的，所述检修服务综合管控5包括用于记录检修人员信息与技能特长的检修人员信息与特长储存模块501、连接于检修人员信息与特长储存模块501用于进行检修人员分配的检修人员分配模块502以及连接于检修人员分配模块502用于进行检修情况全景展示的各类设备运维检修情况全景展示模块503，所述智能运维维修工单派发系统6包括用于获取故障结果与检修方案的数据库诊断结果获取模块601、连接于数据库诊断结果获取模块601用于提示检修人员故障位置与工具的故障位置及携带工具信息提示模块602以及连接于故障位置及携带工具信息提示模块602用于实时上传检修信息的故障检修视频实时上传模块603，设备故障后，通过数据库诊断结果获取模块601获取故障维护信息专家数据库401提供的维修方案，从而通过检修人员分配模块502配合检修人员信息与特长储存模块501内记录的维修人员特长进行维修人员分配，再通过数据库诊断结果获取模块601获取诊断结果，从而提示维修人员故障的位置和所需携带的工具，且通过故障检修视频实时上传模块603对故障维修时的图像进行拍摄，再通过各类设备运维检修情况全景展示模块503对矿区内的设备故障进行展示，从而方便各类设备运维检修情况全景展示模块503上各类设备在点击后，可获取维修时的视频记录、诊断结果和维修方案。

为对设备和物资的变动情况进行储存记录，从而保障矿区的使用以及后期的溯源，如图8、图9所示，具体的，所述设备生命周期管理系统7包括用于对各类设备的采购、安装、使用、检修、维护以及淘汰信息进行储存和记录的各类设备采购信息储存模块701、各类设备安装信息储存模块702、各类设备使用信息储存模块703、各类设备检修信息储存模块704、各类设备维护信息储存模块705以及各类设备淘汰信息储存模块706，所述智能仓储系统8包括用于对物资设备出入库情况进行动态监测的物资设备出入库动态监测模块801、连接于物资设备出入库动态监测模块801用于对物质设备在库维护管理的物资设备在库管理模块802以及用于根据库存量和出库量进行采购量分析的物资备用量分析模块803，通过设备生命周期管理系统7和智能仓储系统8对设备和物资的变动情况进行储存记录，从而保障矿区的使用以及后期的溯源。

为可更加直观的进行远程工作辅助，以大大提高井下施工的安全性，如图2、图3、图4、图10、图11所示，具体的，所述井下及地面人员动态监测中心1包括用于进行工人定位的井下单人检测装备9、连接于井下单人检测装备9用于进行井下数据传输的井下数据传输基站101、连接于井下数据传输基站101用于进行井下监控的井下监控系统102以及连接于井下监控系统102用于监控信息展示的监控展示平台103，所述井下单人检测装备9包括佩戴于用户胸前的定位检测胸卡901、佩戴于用户腕部的定位检测手环902以及粘贴于安全帽上的安全帽定位检测标签903，所述危险源信息监测中心2包括用于对井下环境参数进行实时检测的井下动态环境参数实时检测系统10、连接于井下动态环境参数实时检测系统10用于根据大数据进行分析的动态参数大数据分析模块201以及连接于动态参数大数据分析模块201用于进行地理信息展示的GIS地理信息展示平台202，所述井下动态环境参数实时检测系统10包括用于对甲烷和二氧化碳浓度进行检测的甲烷浓度动态检测模块1001和二氧化碳浓度动态检测模块1002以及用于对井下的温度、湿度和风速进行监测的温度动态检测模块1003、湿度动态检测模块1004、风速动态检测模块1005，所述重点区域与限制区域实时检测系统3包括用于对超员和缺员现象进行检测的超员及缺员现象实时检测模块301、连接于超员及缺员现象实时检测模块301用于对串岗和滞留现象进行检测的串岗及滞留现象实时检测模块302以及用于对求救信息进行展示的求救信息展示平台303，通过井下单人检测装备9为监控展示平台103提供人员的动态移动定位，并通过井下数据传输基站101传输回，再通过井下监控系统102进行图像获取，进一步丰富人员的动态移动信息，而后配合井下动态环境参数实时检测系统10获取井下的环境参数配合动态参数大数据分析模块201进行分析，以向井下人员进行示警，限制其在井下的移动空间，配合GIS地理信息展示平台202可更加直观的进行远程工作辅助，大大提高了井下施工的安全性，实用性较强。

一种基于物联网技术的智慧矿山管控方法，其用于基于物联网技术的智慧矿山管控系统，包括下列步骤；

S1、井下人员与维护人员佩戴井下单人检测装备9

进入开采区域需在胸前粘贴定位检测胸卡901、腕部佩戴定位检测手环902以及于安全帽上粘贴安全帽定位检测标签903，从而用于提供定位信息；

S2、井下人员施工辅助

通过井下数据传输基站101获取井下单人检测装备9传回的定位信息，配合井下监控系统102传回的图像信息一同通过监控展示平台103展示出，并配合井下动态环境参数实时检测系统10获取的井下环境动态信息，经动态参数大数据分析模块201结合大数据进行分析后对区域的风险进行划分，从而配合GIS地理信息展示平台202更为直观的远程辅助井下人员进行施工；

S3、井下人员施工管理

通过超员及缺员现象实时检测模块301和串岗及滞留现象实时检测模块302对施工过程中的不规范现象进行检测，从而通过求救信息展示平台303进行展示出，且求救信息展示平台303可获取井下施工人员的求救信息，配合井下及地面人员动态监测中心1和危险源信息监测中心2可辅助井下施工人员就近避难；

S4、设备维修

设备故障后，通过数据库诊断结果获取模块601获取故障维护信息专家数据库401提供的维修方案，从而通过检修人员分配模块502配合检修人员信息与特长储存模块501内记录的维修人员特长进行维修人员分配，再通过数据库诊断结果获取模块601获取诊断结果，从而提示维修人员故障的位置和所需携带的工具，以辅助维修的快速进行；

S5、故障数据回传

通过故障检修视频实时上传模块603对故障维修时的图像进行拍摄，再通过各类设备运维检修情况全景展示模块503对矿区内的设备故障进行展示，从而方便各类设备运维检修情况全景展示模块503上各类设备在点击后，可获取维修时的视频记录、诊断结果和维修方案。

S6、设备信息记录

通过设备生命周期管理系统7和智能仓储系统8对设备和物资的变动情况进行储存记录，从而保障矿区的使用以及后期的溯源。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。