一种瓦斯隧道防突防爆智能监测方法与流程

本发明涉及数据处理，特别涉及一种瓦斯隧道防突防爆智能监测方法。

背景技术：

1、瓦斯隧道防突防爆是指在瓦斯隧道等矿山、隧道等工程中，采取一系列措施和技术手段，预防和减少瓦斯爆炸事故的发生，提高工作区域的安全性，目的是防止瓦斯事故的发生，保护工程和人员的安全；

2、但是，目前在一些较大的矿山或隧道工程中，监测设备的部署可能存在盲区或监测范围不足的情况，无法全面监测瓦斯的分布和浓度变化，并且存在误报或漏报的情况，影响监测结果的准确性，从而导致应急响应的速度和效率也受到限制，大大降低了瓦斯隧道防突防爆监测的效果；

3、因为，为了克服上述缺陷，本发明提供了一种瓦斯隧道防突防爆智能监测方法。

技术实现思路

1、本发明提供一种瓦斯隧道防突防爆智能监测方法，用以通过根据隧道施工标准在每一隧道施工阶段确定相应的瓦斯监测点，并根据不同瓦斯监测点处布设的瓦斯传感器对瓦斯隧道内不同位置处的即时瓦斯浓度参数进行监测，确保了对瓦斯隧道内不同位置处的瓦斯浓度监测的全面性以及可靠性，其次，根据隧道空间结构以及不同位置的即时瓦斯浓度参数对隧道内的瓦斯浓度分布特征进行准确有效的确定，实现根据瓦斯浓度分布特征对瓦斯隧道的隧道危险等级进行锁定，最后，根据确定的隧道危险等级对联动应急响应设备进行参数自适应调整，确保了通过联动应急响应设备对瓦斯隧道进行及时有效的安全响应，保障了对瓦斯隧道防突防爆监测的准确性以及可靠性，也提高了对瓦斯隧道危险的应急响应效率。

2、本发明提供了一种瓦斯隧道防突防爆智能监测方法，包括：

3、基于隧道施工标准确定每一隧道施工阶段对应的瓦斯监测点，并基于瓦斯监测点处布设的瓦斯传感器获取隧道内不同位置处的即时瓦斯浓度参数；

4、基于隧道空间结构以及不同位置处的即时瓦斯浓度参数确定隧道内的瓦斯浓度分布特征，并基于瓦斯浓度分布特征确定隧道危险等级；

5、基于隧道危险等级对联动应急响应设备进行同级别参数适配，并基于适配结果对瓦斯隧道进行安全响应。

6、优选的，一种瓦斯隧道防突防爆智能监测方法，基于隧道施工标准确定每一隧道施工阶段对应的瓦斯监测点，包括：

7、基于隧道施工标准确定每一隧道施工阶段对应的安全服务协议，并基于安全服务协议确定每一隧道施工阶段对应的瓦斯监测点数量；

8、获取当前隧道的地质勘测数据和开采任务，并对地质勘测数据和开采任务进行解析，确定当前隧道的地质结构特征以及开采环境因素；

9、基于地质结构特征和开采环境因素根据瓦斯监测点数量确定瓦斯监测关键位置，并基于瓦斯监测关键位置得到每一隧道施工阶段的瓦斯监测点。

10、优选的，一种瓦斯隧道防突防爆智能监测方法，基于地质结构特征和开采环境因素根据瓦斯监测点数量确定每一隧道施工阶段的瓦斯监测点，包括：

11、基于瓦斯隧道的空间结构确定瓦斯隧道的场景布局，并基于场景布局从不同角度生成瓦斯隧道的平面图；

12、基于瓦斯监测点在瓦斯隧道的空间位置确定不同瓦斯监测点在不同角度下的平面图上的标注点，并在平面图对标注点的基本参数进行批注显示；

13、基于计算机根据不同角度下的平面图的标注点和批注显示生成瓦斯传感器指引图，并将瓦斯传感器指引图下发至各应用终端进行安装指引。

14、优选的，一种瓦斯隧道防突防爆智能监测方法，基于瓦斯监测点处布设的瓦斯传感器获取隧道内不同位置处的即时瓦斯浓度参数，包括：

15、将瓦斯监测点处布设的瓦斯传感器与主控中心建立网络连接，获得主控中心对各个瓦斯传感器的联动控制策略；

16、基于联动控制策略对主控中心与各瓦斯传感器之间的数据通信权限进行调整，并对各个瓦斯传感器的监测参数进行优化；

17、基于权限调整和参数优化的结果控制瓦斯传感器获取隧道内各个位置的即时瓦斯浓度信息。

18、优选的，一种瓦斯隧道防突防爆智能监测方法，基于瓦斯监测点处布设的瓦斯传感器获取隧道内不同位置处的即时瓦斯浓度参数，包括：

19、获取得到的各个位置的即时瓦斯浓度信息，并将即时瓦斯浓度信息进行时间序列分片，得到瓦斯浓度序列集；

20、确定各个位置的即时瓦斯浓度信息相对上一时刻即时瓦斯浓度信息的波动幅值；

21、当有位置的波动幅值大于设定波动阈值时，调取当前位置在已知时间段内目标次的瓦斯浓度信息监测数据，并确定目标次的瓦斯浓度信息监测数据对应的瓦斯平均浓度；

22、确定瓦斯浓度序列集中大于瓦斯平均浓度的独立数据个体量，并在独立数据个体量低于目标数量时，判定当前位置的即时瓦斯浓度信息中存在伪数据。

23、优选的，一种瓦斯隧道防突防爆智能监测方法，基于隧道空间结构以及不同位置处的即时瓦斯浓度参数确定隧道内的瓦斯浓度分布特征，并基于瓦斯浓度分布特征确定隧道危险等级，包括：

24、基于计算机根据隧道空间结构绘制隧道空间结构分布图，并基于预设周期重复收集不同瓦斯监测点的即时瓦斯浓度参数；

25、基于隧道空间结构分布图确定不同瓦斯监测点与即时瓦斯浓度参数的映射关系，并基于映射关系将不同瓦斯监测点对应的即时瓦斯浓度参数在隧道空间结构分布图上进行标注显示，得到空间分布图；

26、基于标注显示结果将每一瓦斯监测点的即时瓦斯浓度参数进行时间片段分片，并基于时间维度将同一监测时间点下的不同瓦斯监测点的时间片段分片结果进行数据融合，得到瓦斯浓度序列矩阵；

27、同时，基于空间分布图确定不同瓦斯监测点之间的空间距离，并将空间距离以及瓦斯浓度序列矩阵同步输入至神经网络进行训练，得到不同瓦斯监测点之间的空间自相关性；

28、基于空间自相关性确定已知瓦斯监测点对未知瓦斯监测点的影响权重，并基于影响权重和已知瓦斯监测点的即时瓦斯浓度参数构建对未知瓦斯监测点的预测函数；

29、获取已知瓦斯监测点的实时即时瓦斯浓度参数，并基于预测函数对已知瓦斯监测点的实时即时瓦斯浓度参数进行分析，得到未知瓦斯监测点的实时即时瓦斯浓度参数；

30、基于已知瓦斯监测点的实时即时瓦斯浓度参数和未知瓦斯监测点的实时即时瓦斯浓度参数确定不同瓦斯监测点之间的瓦斯浓度差异，并基于瓦斯浓度差异得到隧道内的瓦斯浓度分布特征。

31、优选的，一种瓦斯隧道防突防爆智能监测方法，基于瓦斯浓度分布特征确定隧道危险等级，包括：

32、获取不同瓦斯监测点在不同时间点下监测到的安全历史瓦斯浓度数据，并对安全历史瓦斯浓度数据进行数据结构重构；

33、基于数据结构重构结果确定同一瓦斯监测点的不同时间点下的安全历史瓦斯浓度数据的瓦斯浓度均值，并基于瓦斯浓度均值确定不同瓦斯监测点的置信标准值；

34、基于瓦斯浓度分布特征以及不同瓦斯监测点的置信标准值确定各瓦斯监测点的瓦斯浓度突变值；

35、同时，获取瓦斯隧道内的生产数据，并基于生产数据确定瓦斯隧道内的生产行为特征以及隧道温度参量；

36、确定生产行为特征和隧道温度参量对瓦斯隧道爆炸的影响系数，并基于影响系数和瓦斯浓度分布特征确定瓦斯隧道爆炸概率；

37、将瓦斯浓度突变值和瓦斯隧道爆炸概率进行综合分析，得到隧道危险等级。

38、优选的，一种瓦斯隧道防突防爆智能监测方法，将瓦斯浓度突变值和瓦斯隧道爆炸概率进行综合分析，得到隧道危险等级，包括：

39、获取隧道危险等级评价标准，并基于隧道危险等级评价标准分别确定瓦斯浓度突变值和瓦斯隧道爆炸概率的权重值；

40、基于权重值对瓦斯浓度突变值和瓦斯隧道爆炸概率进行综合分析，得到隧道危险等级。

41、优选的，一种瓦斯隧道防突防爆智能监测方法，基于隧道危险等级对联动应急响应设备进行同级别参数适配，包括：

42、基于隧道危险等级确定瓦斯隧道内存在的危险因素以及各危险因素的目标占比，并基于危险因素确定联动应急响应设备；

43、提取联动应急响应设备的工作参数，并基于联动应急响应设备的出厂参数确定工作参数的可调范围以及在可调范围内不同工作参数取值对应的应用场景特征；

44、基于应用场景特征和各危险因素的目标占比确定对不同工作参数在可调范围的调节隶属度，并基于调节隶属度对联动应急响应设备进行同级别参数适配。

45、优选的，一种瓦斯隧道防突防爆智能监测方法，基于适配结果对瓦斯隧道进行安全响应，包括：

46、获取对联动应急响应设备的适配结果，并基于联动应急响应设备的服务协议确定对联动应急响应设备的协同联动控制策略；

47、基于设备结果根据协同联动控制策略对联动应急响应设备进行控制，并基于控制结果对瓦斯隧道进行安全响应。

48、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

49、1.通过根据隧道施工标准在每一隧道施工阶段确定相应的瓦斯监测点，并根据不同瓦斯监测点处布设的瓦斯传感器对瓦斯隧道内不同位置处的即时瓦斯浓度参数进行监测，确保了对瓦斯隧道内不同位置处的瓦斯浓度监测的全面性以及可靠性，其次，根据隧道空间结构以及不同位置的即时瓦斯浓度参数对隧道内的瓦斯浓度分布特征进行准确有效的确定，实现根据瓦斯浓度分布特征对瓦斯隧道的隧道危险等级进行锁定，最后，根据确定的隧道危险等级对联动应急响应设备进行参数自适应调整，确保了通过联动应急响应设备对瓦斯隧道进行及时有效的安全响应，保障了对瓦斯隧道防突防爆监测的准确性以及可靠性，也提高了对瓦斯隧道危险的应急响应效率。

50、2.通过根据隧道空间结构绘制空间结构分布图，并在预设周期内收集不同瓦斯监测点的即时瓦斯浓度参数，且将不同瓦斯监测点处的即时瓦斯浓度参数在空间结构分布图上进行标注显示，实现对空间分布图进行准确有效的制定，其次，通过将每一瓦斯监测点的即时瓦斯浓度参数进行分析，实现对每一瓦斯监测点的瓦斯浓度序列矩阵进行锁定，并根据空间分布图对不同瓦斯监测点之间的空间距离进行确定，实现根据瓦斯浓度序列矩阵以及空间距离对不同瓦斯监测点之间的空间自相关性进行确定，最后，根据空间自相关性对不同已知瓦斯监测点对未知瓦斯监测点的影响权重进行确定，并根据确定的影响权重实现对未知瓦斯监测点的预测函数进行准确有效的构建，实现根据预测函数对未知瓦斯监测点的即时瓦斯浓度参数确定，从而实现根据已知瓦斯监测点的实时即时瓦斯浓度参数和未知瓦斯监测点的实时即时瓦斯浓度参数对隧道内的瓦斯浓度分布特征进行锁定，保障了瓦斯浓度分布特征确定的准确性以及可靠性，也为瓦斯隧道防突防爆监测提供了便利和保障。

51、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在本技术文件中所特别指出的结构来实现和获得。

52、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。