一种用于保水采煤的评价方法及系统与流程

本发明是保水采煤，特别是关于用于保水采煤的评价方法及系统。

背景技术：

1、保水采煤是在煤炭资源开采过程中，通过对含水层、隔水层及采动覆岩破坏状态进行监测和评价，以降低煤炭开采对地下水资源及矿区生态环境的不利影响。实际评价过程中，通常需要在采煤工作面及其邻近区域布设水压、水位、涌水量、微震、岩层应变等多种感知节点，并将各感知节点获取的监测数据传输至评价处理设备，以综合判断不同区域的水文地质状态和采动影响程度。

2、由于矿区监测区域具有空间分散、感知节点数量较多以及异常事件具有突发性等特点，局部区域内可采用无线局域通信方式完成监测数据传输。现有无线通信系统通常采用周期性数据上传或者由网络侧根据各终端的业务请求、缓存数据量等信息进行资源分配。当感知节点数量较多时，上述逐节点资源请求、状态上报及资源分配过程会产生较大的控制开销，并对负责资源调度的节点提出较高的计算能力要求。对于覆盖范围有限、发射功率较低、可用带宽较小且处理能力有限的矿区局域通信设备而言，持续执行复杂的实时资源调度容易造成资源分配延迟及处理负担增加。

3、另一方面，采动过程中可能在短时间内同时出现水压突变、微震增强、岩层应变异常等多个监测事件。若多个感知节点在异常发生后直接上传大量原始监测数据，有限的无线传输资源容易被迅速占满；而若仅按照固定周期或者固定优先级进行传输，又可能导致与保水采煤评价密切相关的异常数据不能及时获得传输资源。

4、此外，单一类型监测数据出现异常时，通常还需要结合相同区域内其他类型监测数据进行验证。现有数据传输方式通常缺少针对异常所在区域及所需补充传感类型进行定向数据获取的机制，容易出现大量无关感知节点同时上传数据，造成有限通信资源进一步浪费。

5、同时，在异常数据集中传输时，如果允许高优先级数据持续占用其他通信资源，还可能导致其他区域的基础监测数据长期无法上传，从而形成新的监测盲区，影响后续保水采煤评价数据的完整性和连续性。

6、因此，如何在矿区局域通信设备带宽和计算能力均受到限制的情况下，降低逐节点实时资源调度带来的处理开销，在异常发生时有针对性地获取关联监测数据和评价所需的证据数据，并在通信资源紧张时兼顾异常数据传输与基础监测连续性，是保水采煤评价数据传输过程中有待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明通过预设资源模板，对基础保留资源、常规监测资源、事件上报资源、关联验证资源和证据传输资源进行分用途配置；感知节点在监测数据满足事件条件时，基于资源映射规则自主选择事件上报资源发送事件标识，资源协调节点根据事件标识确定待验证评价单元和待补充传感类型，并通过验证激活信息触发相应感知节点上传关联验证数据；在关联验证状态满足预设升级条件时，进一步启用证据传输资源，以获取用于保水采煤评价的证据数据。同时，通过资源模板状态表实现不同通信状态下的模板切换，并在证据传输资源不足时，将部分常规监测资源临时调整为证据传输资源，同时保持基础保留资源不被占用。

2、由此，本发明能够减少资源协调节点针对大量感知节点执行逐节点实时调度所产生的计算和控制开销，在有限带宽和有限算力条件下实现异常事件的快速上报、关联数据的定向补充以及证据数据的分阶段传输，从而降低无关数据对通信资源的占用，提高异常监测数据的传输及时性和资源利用效率；同时，通过持续保留基础监测所需资源，能够避免异常数据集中传输造成其他评价区域监测中断，提高保水采煤评价数据的完整性、连续性及评价可靠性。

3、本发明提供了一种用于保水采煤的评价方法，方法由资源协调节点执行，其特征在于，方法包括：

4、基于资源模板提供基础保留资源、常规监测资源、事件上报资源、关联验证资源和证据传输资源，并广播资源模板对应的模板标识；

5、接收感知节点在监测数据满足事件条件时发送的事件标识，其中，事件标识是在特定事件上报资源中发送的，并且其中，特定事件上报资源是由感知节点基于资源映射规则从事件上报资源中选择的；

6、基于事件标识确定待验证评价单元以及待补充传感类型，并广播验证激活信息；

7、接收待验证评价单元中的补充感知节点发送的关联验证数据，其中，关联验证数据是在关联验证资源发送的，并且其中，补充感知节点的传感类型是待补充传感类型；

8、基于关联验证数据确定关联验证状态；

9、在关联验证状态满足预设升级条件时，启用证据传输资源；

10、接收感知节点通过证据传输资源发送的证据数据，并基于关联验证数据和证据数据生成保水采煤评价所需的评价数据；

11、其中，基础保留资源不用于传输关联验证数据和证据数据，基础保留资源不被其它类型的资源占用。

12、在一个优选的实施方式中，资源模板包括资源配置，资源配置指示基础保留资源、常规监测资源、事件上报资源、关联验证资源和证据传输资源的资源数量、资源位置、重复发送次数以及资源借用关系。

13、在一个优选的实施方式中，特定事件上报资源是基于以下步骤选择的：

14、由感知节点基于评价单元标识、传感类型标识、事件等级以及通信周期标识，从事件上报资源中选择特定事件上报资源。

15、在一个优选的实施方式中，事件标识包括评价单元标识、传感类型标识、监测参数变化状态和事件等级；

16、其中，验证激活信息包括待验证评价单元和待补充传感类型。

17、在一个优选的实施方式中，资源协调节点存储有资源模板状态表；

18、其中，方法还包括：

19、基于当前通信周期内的事件标识数量、事件等级、事件上报资源的冲突状态和待补充传感类型，从资源模板状态表中确定后续通信周期使用的资源模板。

20、在一个优选的实施方式中，方法还包括：

21、当待发送证据数据所需资源大于证据传输资源时，广播资源调整信息；

22、将常规监测资源中的至少部分资源调整为证据传输资源；

23、在证据数据传输结束后将被调整为证据传输资源的资源恢复为常规监测资源。

24、本发明提供了一种用于保水采煤的评价系统，系统包括资源协调节点，其特征在于，资源协调节点被配置为执行以下操作：

25、基于资源模板提供基础保留资源、常规监测资源、事件上报资源、关联验证资源和证据传输资源，并广播资源模板对应的模板标识；

26、接收感知节点在监测数据满足事件条件时发送的事件标识，其中，事件标识是在特定事件上报资源中发送的，并且其中，特定事件上报资源是由感知节点基于资源映射规则从事件上报资源中选择的；

27、基于事件标识确定待验证评价单元以及待补充传感类型，并广播验证激活信息；

28、接收待验证评价单元中的补充感知节点发送的关联验证数据，其中，关联验证数据是在关联验证资源发送的，并且其中，补充感知节点的传感类型是待补充传感类型；

29、基于关联验证数据确定关联验证状态；

30、在关联验证状态满足预设升级条件时，启用证据传输资源；

31、接收感知节点通过证据传输资源发送的证据数据，并基于关联验证数据和证据数据生成保水采煤评价所需的评价数据；

32、其中，基础保留资源不用于传输关联验证数据和证据数据，基础保留资源不被其它类型的资源占用。

33、在一个优选的实施方式中，资源模板包括资源配置，资源配置指示基础保留资源、常规监测资源、事件上报资源、关联验证资源和证据传输资源的资源数量、资源位置、重复发送次数以及资源借用关系。

34、在一个优选的实施方式中，特定事件上报资源是基于以下步骤选择的：

35、由感知节点基于评价单元标识、传感类型标识、事件等级以及通信周期标识，从事件上报资源中选择特定事件上报资源。

36、在一个优选的实施方式中，事件标识包括评价单元标识、传感类型标识、监测参数变化状态和事件等级；

37、其中，验证激活信息包括待验证评价单元和待补充传感类型。

38、与现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明能够降低无关数据对通信资源的占用，提高异常监测数据的传输及时性和资源利用效率；同时，通过持续保留基础监测所需资源，能够避免异常数据集中传输造成其他评价区域监测中断，提高保水采煤评价数据的完整性、连续性及评价可靠性。