煤炭装车运输安全监管系统的制作方法

1.本发明涉及运输安全监管技术领域，具体为煤炭装车运输安全监管系统。


背景技术：

2.煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物，煤炭被人们誉为黑色的金子、工业的食粮，它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一，煤炭的供应也关系到我国的工业乃至整个社会方方面面的发展的稳定，煤炭的供应安全问题也是我国能源安全中最重要的一环；
3.但在现有技术中，煤炭在运输过程中监管力度低，无法完全排除煤炭装车的意外发生的风险，不能够及时进行管控，无法在不影响装煤成本的同时增加装煤的安全性；此外，对煤炭运输车的运行无法准确预测，导致煤炭运输车的出行风险增加，同时，无法对运行中的煤炭运输车进行管控，导致煤炭的运输安全性能降低，无法有效防止煤炭丢失；
4.针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。


技术实现要素：

5.本发明的目的就在于提出煤炭装车运输安全监管系统，煤炭进行装车时对周边进行分析管控，减少煤炭装车造成的意外情况，提高了工人的安全性能，同时降低煤炭装车的事故率；对运输车的运行进行预测，提高了运输车运输的安全性能，防止环境变化导致运输车运输效率降低，以至于煤炭运输失败影响运输进度；对煤炭运输过程进行监测，防止运输过程中煤炭丢失，从而导致煤炭的运输效率降低，也降低了煤炭运输的安全性；根据运输车途径时间的先后顺序进行排查监测，防止在运输途中煤炭丢失或者被盗，大大降低了煤炭的安全隐患。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.煤炭装车运输安全监管系统，包括控制层和应用层，控制层内设置有处理器，处理器双向通讯连接有警戒分析单元、运输监测单元以及安全预警单元；应用层内设置有服务器，服务器通讯连接有装车分析单元以及运输预测单元；
8.控制层用于对煤炭装车进行预警控制，在煤炭进行装车时对周边进行分析管控；处理器生成警戒分析信号，并将警戒分析信号发送至警戒分析单元，警戒分析单元接收到警戒分析信号后，对煤炭装车进行实时警戒分析，将运输车对应周边环境进行监测；生成警戒异常信号并将警戒异常信号发送至处理器；处理器接收到警戒异常信号后，将对应子区域进行管制；处理器完成管制后，生成装车信号并进行煤炭装车，同时将装车信号发送至应用层；
9.应用层用于对煤炭装车过程进行监测，服务器生成装车分析信号并将装车分析信号发送至装车分析单元；装车分析单元用于对进行装车的运输车和完成装车的运输车进行检测分析；控制层生成运输预测信号并将运输预测信号发送至运输预测单元，运输预测单元用于对周边环境进行分析，从而对运输车的运行进行预测，生成延迟运输信号或者立刻
运输信号，并将延迟运输信号或者立刻运输信号发送至控制层；控制层接收到立刻运输信号后，控制对应运输车进行运输，同时生成运输监测信号并将运输监测信号发送至运输监测单元，通过运输监测单元对煤炭运输过程进行监测，若车厢重量监测或者重量核查存在异常，处理器生成安全预警信号并将安全预警信号发送至安全预警单元，安全预警单元将车厢重量监测异常站点或者重量核查异常站点标记为异常站点，并将异常站点与始发站之间的站点进行采集，并根据运输车途径时间的先后顺序进行排查监测。
10.进一步地，警戒分析单元的警戒分析过程如下：
11.将运输车辆周边的区域进行采集，并将对应区域标记为安全警戒区域，并将安全警戒区域划分为i个子区域，i为大于1的自然数；
12.对各个子区域进行实时监测，采集到各个子区域内走动行人的数量和对应行人的走动速度；采集到各个子区域内停留行人的数量和对应停留行人的停留时长；通过分析获取到各个子区域的警戒分析系数xi；将各个子区域的警戒分析系数xi与警戒分析系数阈值进行比较：若子区域的警戒分析系数xi≥警戒分析系数阈值，则判定对应子区域存在风险，生成警戒异常信号并将警戒异常信号发送至处理器；若子区域的警戒分析系数xi＜警戒分析系数阈值，则判定对应子区域不存在风险，生成警戒正常信号并将警戒正常信号发送至处理器。
13.进一步地，装车分析单元的分析检测过程如下：
14.将进行装车的运输车标记为进行对象，设置标号o，将完成装车的运输车标记为完成对象，设置标号u，o和u均为大于1的自然数，采集到进行对象的装煤速度以及煤量的增长速度，并将进行对象的装煤速度以及煤量的增长速度分别与装煤速度阈值和煤量增长速度阈值进行比较：
15.若进行对象的装煤速度≥装煤速度阈值或者煤量的增长速度≥煤量增长速度阈值，则判定对应运输车装车安全风险高，生成装载风险信号并将装载风险信号发送至控制层，控制层接收到装载风险信号后控制对应运输车的装载速度；若进行对象的装煤速度＜装煤速度阈值且煤量的增长速度＜煤量增长速度阈值，则判定对应运输车装车安全风险正常；
16.采集到完成对象对应装载煤炭的煤质比和对应装载总耗时，并将完成对象对应装载煤炭的煤质比和对应装载总耗时分别与煤质比阈值和总耗时阈值范围进行比较：若完成对象对应装载煤炭的煤质比≥煤质比阈值且对应装载总耗时位于总耗时阈值范围，则判定对应完成对象装载合格，生成装载合格信号并将装载合格信号发送至控制层；若完成对象对应装载煤炭的煤质比＜煤质比阈值或者对应装载总耗时不位于总耗时阈值范围，则判定对应完成对象装载不合格，生成装载不合格信号并将装载不合格信号发送至控制层，控制层将对应运输车进行质量检测。
17.进一步地，运输预测单元的分析过程如下：
18.当前时间为起始时刻，采集到起始时刻与当天日落时刻之间的日照时长；采集到起始时刻的降雨量与降雨速度；采集到起始时刻的最低能见度；
19.通过分析获取到运输车在起始时刻的运输预测系数yc，将运输车在起始时刻的运输预测系数yc与运输预测系数阈值进行比较：若运输车在起始时刻的运输预测系数yc≥运输预测系数阈值，则判定起始时刻不适合运输，生成延迟运输信号并将延时运输信号发送
至控制层；若运输车在起始时刻的运输预测系数yc＜运输预测系数阈值，则判定起始时刻适合运输，生成立刻运输信号并将立刻运输信号发送至控制层。
20.进一步地，运输监测单元的运输监测过程如下：
21.运输车进入始发站时，采集到运输车各个车厢的实际煤炭重量；采集到相邻站点之间运输车的运行速度以及运行速度变化幅度，将相邻站点之间运输车的运行速度以及运行速度变化幅度与运行速度阈值和变化幅度阈值进行比较：若相邻站点之间运输车的运行速度＜运行速度阈值或者运行速度变化幅度≥变化幅度阈值，则生成重量监测信号并将重量监测信号发送至处理器，并在下个站点进行车厢重量监测；若相邻站点之间运输车的运行速度≥运行速度阈值且运行速度变化幅度＜变化幅度阈值，则生成正常信号并将正常信号发送至处理器；
22.处理器接收到正常信号后，对各个站点的停留时长进行监测，若对应站点的停留时长＞停留时长阈值，则判定对应站点停留异常，生成重量核查信号并在对应站点进行重量核查；若对应站点的停留时长≤停留时长阈值，则判定对应站点停留正常，生成停留正常信号并将停留正常信号发送至处理器。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
24.本发明中，在煤炭进行装车时对周边进行分析管控，减少煤炭装车造成的意外情况，提高了工人的安全性能，同时降低煤炭装车的事故率；将运输车对应周边环境进行监测，防止出现意外发生，导致装煤安全性能降低；最快速度管制煤炭装车区域，防止出现装运意外，同时保证工作人员的安全；
25.对运输车的运行进行预测，提高了运输车运输的安全性能，防止环境变化导致运输车运输效率降低，以至于煤炭运输失败影响运输进度；对煤炭运输过程进行监测，防止运输过程中煤炭丢失，从而导致煤炭的运输效率降低，也降低了煤炭运输的安全性；根据运输车途径时间的先后顺序进行排查监测，防止在运输途中煤炭丢失或者被盗，大大降低了煤炭的安全隐患。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明的整体原理框图。
具体实施方式
28.下面将结合实施例对本发明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。
29.如图1所示，煤炭装车运输安全监管系统，包括控制层和应用层，其中，控制层和应用层为双向通讯连接，控制层内设置有处理器，处理器双向通讯连接有警戒分析单元、运输
监测单元以及安全预警单元；应用层内设置有服务器，服务器通讯连接有装车分析单元以及运输预测单元；
30.控制层用于对煤炭装车进行预警控制，在煤炭进行装车时对周边进行分析管控，减少煤炭装车造成的意外情况，提高了工人的安全性能，同时降低煤炭装车的事故率，处理器生成警戒分析信号，并将警戒分析信号发送至警戒分析单元，警戒分析单元接收到警戒分析信号后，对煤炭装车进行实时警戒分析，将运输车对应周边环境进行监测，防止出现意外发生，导致装煤安全性能降低，具体警戒分析过程如下：
31.将运输车辆周边的区域进行采集，并将对应区域标记为安全警戒区域，并将安全警戒区域划分为i个子区域，i为大于1的自然数；
32.对各个子区域进行实时监测，采集到各个子区域内走动行人的数量和对应行人的走动速度，并将各个子区域内走动行人的数量和对应行人的走动速度分别标记为sli和sdi；采集到各个子区域内停留行人的数量和对应停留行人的停留时长，并将各个子区域内停留行人的数量和对应停留行人的停留时长分别标记为tli和tsi；
33.通过公式获取到各个子区域的警戒分析系数xi，其中，a1、a2以及a3均为预设比例系数，且a1＞a2＞a3＞0，警戒分析系数是将各个子区域的参数进行归一化处理得到一个用于评定子区域进行煤炭装车时发生意外概率的数值；通过公式可得走动行人的数量和对应行人的走动速度、停留行人的数量和对应停留行人的停留时长越大，警戒分析系数越大，表示对应子区域进行煤炭装车时发生意外的概率越大；
34.将各个子区域的警戒分析系数xi与警戒分析系数阈值进行比较：若子区域的警戒分析系数xi≥警戒分析系数阈值，则判定对应子区域存在风险，生成警戒异常信号并将警戒异常信号发送至处理器；若子区域的警戒分析系数xi＜警戒分析系数阈值，则判定对应子区域不存在风险，生成警戒正常信号并将警戒正常信号发送至处理器；
35.处理器接收到警戒异常信号后，将对应子区域进行管制，若对应子区域内煤炭处于装车准备状态时，则通过工作人员将对应子区域进行管制；若对应子区域内煤炭处于正在装车状态时，工作人员则通过广播进行督促；最快速度管制煤炭装车区域，防止出现装运意外，同时保证工作人员的安全；
36.处理器完成管制后，生成装车信号并进行煤炭装车，同时将装车信号发送至应用层；应用层用于对煤炭装车过程进行监测，服务器生成装车分析信号并将装车分析信号发送至装车分析单元；
37.装车分析单元用于对进行装车的运输车和完成装车的运输车进行检测分析，防止煤炭装车过程中存在异常，导致煤炭的装车质量降低，同时装车过程也影响着周边人员安全，对完成装车的运输车进行检测，提高了煤炭运输的性能，降低煤炭运输事故的影响，具体分析检测过程如下：
38.将进行装车的运输车标记为进行对象，设置标号o，将完成装车的运输车标记为完成对象，设置标号u，o和u均为大于1的自然数，采集到进行对象的装煤速度以及煤量的增长速度，并将进行对象的装煤速度以及煤量的增长速度分别与装煤速度阈值和煤量增长速度阈值进行比较：
39.若进行对象的装煤速度≥装煤速度阈值或者煤量的增长速度≥煤量增长速度阈值，则判定对应运输车装车安全风险高，生成装载风险信号并将装载风险信号发送至控制层，控制层接收到装载风险信号后控制对应运输车的装载速度；若进行对象的装煤速度＜装煤速度阈值且煤量的增长速度＜煤量增长速度阈值，则判定对应运输车装车安全风险正常；
40.采集到完成对象对应装载煤炭的煤质比和对应装载总耗时，并将完成对象对应装载煤炭的煤质比和对应装载总耗时分别与煤质比阈值和总耗时阈值范围进行比较：若完成对象对应装载煤炭的煤质比≥煤质比阈值且对应装载总耗时位于总耗时阈值范围，则判定对应完成对象装载合格，生成装载合格信号并将装载合格信号发送至控制层；若完成对象对应装载煤炭的煤质比＜煤质比阈值或者对应装载总耗时不位于总耗时阈值范围，则判定对应完成对象装载不合格，生成装载不合格信号并将装载不合格信号发送至控制层，控制层将对应运输车进行质量检测；本技术中煤质比表示为块状煤炭与碎块状煤炭的比值，质量检测表示为将完成装载的运输车进行煤质比、装载时间以及装载人员进行检测；
41.控制层接收到装载合格信号后，生成运输预测信号并将运输预测信号发送至运输预测单元，运输预测单元用于对周边环境进行分析，从而对运输车的运行进行预测，提高了运输车运输的安全性能，防止环境变化导致运输车运输效率降低，以至于煤炭运输失败影响运输进度，具体分析过程如下：
42.当前时间为起始时刻，采集到起始时刻与当天日落时刻之间的日照时长，并将起始时刻与当天日落时刻之间的日照时长标记为rz；采集到起始时刻的降雨量与降雨速度，并将起始时刻的降雨量与降雨速度分别标记为jll和jlv；采集到起始时刻的最低能见度，并将起始时刻的最低能见度标记为njd；
43.通过公式获取到运输车在起始时刻的运输预测系数yc，其中，b1、b2、b3以及b4均为比例系数，且b1＞b2＞b3＞b4＞0；若起始时刻未下雨则降雨量和降雨速度均为零；
44.将运输车在起始时刻的运输预测系数yc与运输预测系数阈值进行比较：若运输车在起始时刻的运输预测系数yc≥运输预测系数阈值，则判定起始时刻不适合运输，生成延迟运输信号并将延时运输信号发送至控制层；若运输车在起始时刻的运输预测系数yc＜运输预测系数阈值，则判定起始时刻适合运输，生成立刻运输信号并将立刻运输信号发送至控制层；
45.控制层接收到立刻运输信号后，控制对应运输车进行运输，同时生成运输监测信号并将运输监测信号发送至运输监测单元，运输监测单元用于对煤炭运输过程进行监测，防止运输过程中煤炭丢失，从而导致煤炭的运输效率降低，也降低了煤炭运输的安全性，具体运输监测过程如下：
46.运输车进入始发站时，采集到运输车各个车厢的实际煤炭重量，实际煤炭重量表示为车厢内煤炭的重量，不包括车厢等设备重量，且车厢等设备重量为定值，在煤炭装车前进行统计；
47.采集到相邻站点之间运输车的运行速度以及运行速度变化幅度，将相邻站点之间运输车的运行速度以及运行速度变化幅度与运行速度阈值和变化幅度阈值进行比较：若相
邻站点之间运输车的运行速度＜运行速度阈值或者运行速度变化幅度≥变化幅度阈值，则生成重量监测信号并将重量监测信号发送至处理器，并在下个站点进行车厢重量监测；若相邻站点之间运输车的运行速度≥运行速度阈值且运行速度变化幅度＜变化幅度阈值，则生成正常信号并将正常信号发送至处理器；
48.处理器接收到正常信号后，对各个站点的停留时长进行监测，若对应站点的停留时长＞停留时长阈值，则判定对应站点停留异常，生成重量核查信号并在对应站点进行重量核查；若对应站点的停留时长≤停留时长阈值，则判定对应站点停留正常，生成停留正常信号并将停留正常信号发送至处理器；
49.若车厢重量监测或者重量核查存在异常，处理器生成安全预警信号并将安全预警信号发送至安全预警单元，安全预警单元将车厢重量监测异常站点或者重量核查异常站点标记为异常站点，并将异常站点与始发站之间的站点进行采集，并根据运输车途径时间的先后顺序进行排查监测，防止在运输途中煤炭丢失或者被盗，大大降低了煤炭的安全隐患。
50.本发明工作原理：煤炭装车运输安全监管系统，在工作时，通过控制层对煤炭装车进行预警控制，在煤炭进行装车时对周边进行分析管控；通过警戒分析单元接收到警戒分析信号后，对煤炭装车进行实时警戒分析，将运输车对应周边环境进行监测；通过应用层对煤炭装车过程进行监测，服务器生成装车分析信号并将装车分析信号发送至装车分析单元；通过装车分析单元对进行装车的运输车和完成装车的运输车进行检测分析；通过运输预测单元对周边环境进行分析，从而对运输车的运行进行预测；通过运输监测单元对煤炭运输过程进行监测，若车厢重量监测或者重量核查存在异常，处理器生成安全预警信号并将安全预警信号发送至安全预警单元，安全预警单元将车厢重量监测异常站点或者重量核查异常站点标记为异常站点，并将异常站点与始发站之间的站点进行采集，并根据运输车途径时间的先后顺序进行排查监测。
51.上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。
52.以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。