一种矿井下通风智能调控方法及系统与流程

本发明涉及通风调控，尤其涉及一种矿井下通风智能调控方法及系统。

背景技术：

1、在金属矿山开采过程中，随着开采深度不断增加以及采掘范围持续扩大，井下作业空间呈现出巷道网络复杂、作业区域分散、空气流动路径多变等特点。为保障井下作业人员安全和生产设备正常运行，通常需要构建完善的矿井通风系统，通过主扇风机、局部通风机、风门和调节风窗等通风设施向各作业区域持续输送新鲜空气，并将爆破作业、机械设备运行以及矿岩氧化过程中产生的有毒有害气体、粉尘和热量等及时排出矿井。

2、因此，“如何整合作业人员分布式采集的传感信息，并对通风系统进行智能调控”是本发明所需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种矿井下通风智能调控方法及系统，以解决上述背景技术中提出“如何整合作业人员分布式采集的传感信息，并对通风系统进行智能调控”的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种矿井下通风智能调控方法，所述方法包括：

4、绘制矿井下的巷道平面图，提取巷道的拓扑结构，将所述拓扑结构划分为若干个分块，确定通风系统中风口的安装位置，创建与分块一一对应的定向排出方案；

5、利用部署在巷道内的rfid读写器，采集工作人员安全帽内置rfid标签组的射频交互信号，其中所述rfid标签组由有源标签和无源标签组成，利用有源标签的射频信号，定位工作人员的大概位置，利用无源标签的射频信号，校准所述大概位置，得到精准位置，以精准位置为要素，编辑联动规则，并对通风系统进行动态调整；

6、利用预先安装在安全帽中的传感设备，采集巷道内的环境数据，其中所述环境数据至少包括：风速、风压、有害气体浓度和温、湿度，当rfid读写器读取到无源标签的射频信号后，更新所述环境数据，并上传至rfid读写器中；

7、建立rfid读写器与环境数据的对应关系，设置波动范围，基于波动范围确定环境数据的变化趋势，遍历出rfid读写器中的异常点位，激活异常点位所处分块的定向排出方案，当异常点位扫描到有源标签的射频信号后，搭建通信链路，并下发风险提醒，触发预先编辑完成的应急处置规则。

8、进一步的，所述确定通风系统中风口的安装位置，创建与分块一一对应的定向排出方案的步骤包括：

9、获取通风系统的控制参数，其中所述控制参数至少包括：风量和风流方向；

10、构建测试场景，设置目标流场方向，创建分块中控制参数的最优组合，生成定向排出方案。

11、进一步的，所述采集有源标签的射频信号，定位工作人员的大概位置的步骤包括：

12、获取工作人员的身份信息，其中所述身份信息至少包括：岗位和工作区域，识别射频信号中的唯一标识符，建立身份信息与唯一标识符的对应关系；

13、设置每个工作区域的优化系数，并对所述控制参数进行调整。

14、进一步的，所述利用无源标签的射频信号，校准所述大概位置，得到精准位置，以精准位置为要素，编辑联动规则，并对通风系统进行动态调整的步骤包括：

15、经由所述精准位置，配置每个分块的人流密度等级；

16、设置传感设备的采样频率，基于所述人流密度等级，动态调整所述采样频率。

17、进一步的，所述利用预先安装在安全帽中的传感设备，采集巷道内的环境数据的步骤包括：

18、定位巷道内的固定监测点位，采集固定监测点位的标准数据；

19、对所述标准数据和环境数据进行交叉验证。

20、进一步的，所述建立rfid读写器与环境数据的对应关系，设置波动范围，识别环境数据的变化趋势，遍历出rfid读写器中的异常点位的步骤包括：

21、创建风险预测模型，计算出每个rfid读写器处环境数据的预测值；

22、查询所述波动范围和变化趋势，确定潜在风险点位，并与异常点位进行整合。

23、进一步的，所述系统包括：

24、绘制模块，用于绘制矿井下的巷道平面图，提取巷道的拓扑结构，将所述拓扑结构划分为若干个分块，确定通风系统中风口的安装位置，创建与分块一一对应的定向排出方案；

25、校准模块，用于利用部署在巷道内的rfid读写器，采集工作人员安全帽内置rfid标签组的射频交互信号，其中所述rfid标签组由有源标签和无源标签组成，利用有源标签的射频信号，定位工作人员的大概位置，利用无源标签的射频信号，校准所述大概位置，得到精准位置，以精准位置为要素，编辑联动规则，并对通风系统进行动态调整；

26、更新模块，用于利用预先安装在安全帽中的传感设备，采集巷道内的环境数据，其中所述环境数据至少包括：风速、风压、有害气体浓度和温、湿度，当rfid读写器读取到无源标签的射频信号后，更新所述环境数据，并上传至rfid读写器中；

27、触发模块，用于建立rfid读写器与环境数据的对应关系，设置波动范围，基于波动范围确定环境数据的变化趋势，遍历出rfid读写器中的异常点位，激活异常点位所处分块的定向排出方案，当异常点位扫描到有源标签的射频信号后，搭建通信链路，并下发风险提醒，触发预先编辑完成的应急处置规则。

28、进一步的，所述绘制模块包括：

29、获取单元，用于获取通风系统的控制参数，其中所述控制参数至少包括：风量和风流方向；

30、构建单元，用于构建测试场景，设置目标流场方向，创建分块中控制参数的最优组合，生成定向排出方案。

31、进一步的，所述校准模块包括：

32、建立单元，用于获取工作人员的身份信息，其中所述身份信息至少包括：岗位和工作区域，识别射频信号中的唯一标识符，建立身份信息与唯一标识符的对应关系；

33、设置单元，用于设置每个工作区域的优化系数，并对所述控制参数进行调整；

34、配置单元，用于经由所述精准位置，配置每个分块的人流密度等级；

35、调整单元，用于设置传感设备的采样频率，基于所述人流密度等级，动态调整所述采样频率。

36、进一步的，所述更新模块包括：

37、定位单元，用于定位巷道内的固定监测点位，采集固定监测点位的标准数据；

38、验证单元，用于对所述标准数据和环境数据进行交叉验证。

39、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

40、通过创建定向排出方案，能够快速形成局部定向风流，将有害气体直接引导至回风巷或排风通道，降低扩散范围，避免全矿范围通风扰动，同时实现对异常事件的及时处理，通过定位精准位置，并动态调整通风系统，能够使通风资源向作业区域动态聚集，实现对通风系统的自适应调控，对通风资源进行按需分配，提高作业区域空气质量，降低无人区域通风能耗，通过利用作业人员作为移动传感节点，并通过rfid读写器进行数据汇聚，能够解决固定传感器覆盖不足的问题，同时获取每个rfid读写器处环境数据的变化趋势，实现动态风险评估，为通风系统的智能调控提供预测依据，通过识别异常点位，能够快速锁定风险源区域，实现分块级精准通风调控，同时能够在风险发生时快速启动对应区域的定向排出方案和应急处置规则，避免风险扩散，大大提高矿井通风系统调控的智能化水平，有效保障井下作业环境和人员安全。