【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于礦井安全領域，具體涉及一種礦井火災數據采集監控系統。
技術介紹
1、礦井火災是煤礦生產過程中最嚴重的災害之一，其具有隱蔽性強、發生概率低但破壞性極大的特點。一旦發生火災，不僅威脅礦工生命安全，還會造成礦井設備損毀、生產停滯，甚至引發瓦斯爆炸等次生災害。根據統計，礦井火災事故占煤礦重大事故比例的30％以上，其頻發原因主要包括礦井環境復雜、氣體種類多樣且易燃易爆等。
2、目前，傳統的礦井火災監控方式主要依賴人工巡檢和單一傳感器檢測，這種方式不僅效率低下，還存在極大的局限性。人工巡檢依賴人的經驗和判斷，容易漏檢，而單一傳感器由于無法實現數據的綜合分析，無法準確識別火災前兆，常常導致預警滯后。此外，礦井環境條件惡劣，如高溫、高濕、粉塵濃度高，容易干擾傳感器的正常工作，影響監控系統的可靠性。因此，迫切需要一種更加智能化、自動化、可靠性高的礦井火災監控系統。
3、近年來，隨著物聯網技術、大數據分析及人工智能技術的迅速發展，基于多傳感器數據融合的火災監控方法逐漸興起。利用多種傳感器(如溫度、氣體濃度、煙霧等)采集數據，再結合先進的機器學習算法(如隨機森林)，可以實現對火災風險的動態監測、趨勢預測和風險評估。相比傳統方法，這種技術能夠顯著提高火災監控的準確性和實時性，同時支持系統自動化應急響應。然而，目前多數系統的火災監控功能局限于數據采集和簡單的閾值報警，對復雜環境下火災前兆的識別和風險評估能力不足，難以滿足礦井生產的實際需求。
4、因此，研究和開發一種基于多傳感器數據采集、可靠數據傳輸和機器
技術實現思路
1、本專利技術旨在提供一種礦井火災數據采集監控系統，通過集成多種傳感器設備，實現對礦井火災參數的實時采集、分析和監控，提升礦井火災的預警和響應能力。
2、本專利技術的技術方案如下：
3、一種礦井火災數據采集監控系統，包括數據采集模塊、數據傳輸模塊、中央處理模塊及監控與報警模塊，
4、所述數據采集模塊用于采集礦井環境參數；
5、所述數據傳輸模塊用于負責礦井環境參數的傳輸；
6、所述中央處理模塊基于隨機森林算法進行火災風險評估和趨勢預測；
7、所述監控與報警模塊用于實時監測礦井環境參數，并在火災風險評估結果觸發預警時，及時發出警報。
8、進一步地，所述數據采集模塊包括傳感器層、異常檢測單元和數據校準單元，
9、所述傳感器層包括溫度傳感器、co傳感器、ch4傳感器、o2傳感器和煙霧傳感器。
10、所述異常檢測單元用于識別短時間內的非自然劇烈波動以及信號中斷，并剔除異常數據；
11、所述數據校準單元基于預設基準環境參數對傳感器進行周期性校準。
12、進一步地，所述數據傳輸模塊包括通信單元和路由管理單元，
13、所述通信單元通過lora技術用于將數據采集模塊中的礦井環境參數傳輸至中央處理模塊；
14、所述路由管理單元用于優化和管理數據傳輸路徑。
15、進一步地，所述中央處理模塊包括數據處理單元、火災風險評估與預測單元和決策與指令輸出單元，
16、所述數據處理單元接收、解碼并預處理來自數據采集模塊的礦井環境數據；
17、所述火災風險評估單元用于對礦井環境數據進行火災風險分析、評估火災風險等級，并預測未來火災趨勢；
18、所述決策與指令輸出單元用于根據風險評估結果和預測信息，生成相應的應急指令或預警信息。
19、進一步地，所述火災風險等級包括：
20、當火災風險評估與預測單元輸出的火災概率<10％時為低風險，此時無需報警，僅記錄狀態。
21、當火災風險評估與預測單元輸出的火災概率為10％-50％時為中風險，觸發預警信號。
22、當火災風險評估與預測單元輸出的火災概率為火災概率>50％時為高風險，立即報警并執行應急措施。
23、進一步地，所述監控與報警模塊包括實時監控單元、火災預警與報警單元、應急響應與執行單元，
24、所述實時監控單元持續監測礦井的各項環境參數；
25、所述火災預警與報警單元用于根據火災風險評估結果，觸發報警信息；
26、所述應急響應與執行單元用于根據火災風險的評估結果和報警信息，自動觸發相關的應急響應措施，并控制礦井的應急設備。
27、進一步地，所述觸發報警信息的方式包括聲光報警、短信通知和app推送。
28、進一步地，系統還包括供電模塊，
29、所述供電模塊包括主電源和備用電源，主電源為礦井專用電源，備用電源為容量50ah的鋰電池組，支持系統在斷電情況下連續運行48小時，并在主電源恢復后自動切換為充電模式。
30、與現有技術相比，本專利技術具有以下優點：
31、本專利技術所述礦井火災數據采集監控系統通過傳感器網絡采集礦井環境數據，利用隨機森林算法進行火災風險評估，并通過監控與報警模塊及時發出預警，實現了礦井火災的智能化監控與應急響應。系統設計重點在于數據采集的精確性、傳輸的穩定性、評估的可靠性以及報警的及時性，充分保障礦井作業的安全性和高效性。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種礦井火災數據采集監控系統，其特征在于，包括數據采集模塊、數據傳輸模塊、中央處理模塊及監控與報警模塊，
2.根據權利要求1所述的礦井火災數據采集監控系統，其特征在于，所述數據采集模塊包括傳感器層、異常檢測單元和數據校準單元，
3.根據權利要求1所述的礦井火災數據采集監控系統，其特征在于，所述數據傳輸模塊包括通信單元和路由管理單元，
4.根據權利要求1所述的礦井火災數據采集監控系統，其特征在于，所述中央處理模塊包括數據處理單元、火災風險評估與預測單元和決策與指令輸出單元，
5.根據權利要求4所述的礦井火災數據采集監控系統，其特征在于，所述火災風險等級包括：
6.根據權利要求1所述的礦井火災數據采集監控系統，其特征在于，所述監控與報警模塊包括實時監控單元、火災預警與報警單元、應急響應與執行單元，
7.根據權利要求6所述的礦井火災數據采集監控系統，其特征在于，所述觸發報警信息的方式包括聲光報警、短信通知和APP推送。
8.根據權利要求1所述的礦井火災數據采集監控系統，其特征在于，系統還包括供電模塊
...【技術特征摘要】
1.一種礦井火災數據采集監控系統，其特征在于，包括數據采集模塊、數據傳輸模塊、中央處理模塊及監控與報警模塊，
2.根據權利要求1所述的礦井火災數據采集監控系統，其特征在于，所述數據采集模塊包括傳感器層、異常檢測單元和數據校準單元，
3.根據權利要求1所述的礦井火災數據采集監控系統，其特征在于，所述數據傳輸模塊包括通信單元和路由管理單元，
4.根據權利要求1所述的礦井火災數據采集監控系統，其特征在于，所述中央處理模塊包括數據處理單元、火災風險評估與預測單元和決...
【專利技術屬性】
技術研發人員：井慶賀，張啟良，張寶龍，遲春曉，王居興，沈偉寧，付金章，郭潔，鄒迪，
申請(專利權)人：扎賚諾爾煤業有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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