一种矿区开发区域监控设备布局方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及设备布局技术领域，特别是一种矿区开发区域监控设备布局方法及系统，获取待开发矿区的施工图纸信息，基于所述施工图纸信息得到待开发矿区的区域位置，基于所述区域位置构建待开发矿区的实时模型图，获取各个施工区域位置的施工参数信息，基于所述施工参数信息构建出各个施工区域位置在施工完成后的模拟模型图，基于所述模拟模型图与二次布局图得到监控设备的最终布局图，基于所述最终布局图生成监控设备的布局工程图信息，并将所述布局工程图信息输出；能够避免出现漏监测区域，从而避免发生监控设备所采集到数据不全的情况，使得监控设备的布局更加合理。使得监控设备的布局更加合理。使得监控设备的布局更加合理。

【技术实现步骤摘要】
一种矿区开发区域监控设备布局方法及系统


[0001]本专利技术涉及设备布局
，特别是一种矿区开发区域监控设备布局方法及系统。

技术介绍

[0002]随着时代的发展，人们的生活水平不断地提高，人们对于资源的需求越来越高，矿产资源的大规模开发和利用，给人类带来巨大的社会效益和经济效益的同时，也给人类的生产和生活造成一系列的环境问题和开采损害，在开采矿体的过程中，采空区周围岩体的自然应力状态会受到破坏，使得岩层和地表产生移动和变形，从而可能发生坍塌沉陷灾害，进而会威胁到矿区工作人员的生命安全。因此，在矿区的开发前需要在提前规划好的布局点上安装摄像头、传感器、雷达等监控设备，从而通过监控设备实时监测矿区开采情况，以根据监控设备采集得到的数据进行地质灾害预警，并采取相应的措施，来提高矿区开发过程中的安全性。
[0003]然而，目前在规划监控设备的布局点时通常通过工人到实地考察，然后再依据人为经验来设计规划出各监控设备的布局点，对考察人员的经验要求极高，容易出现较大人为误差，布局效率低下；并且在布局后，通常会出现布局不合理的情况，一来是布局的监控设备过于密集，造成监控设备监控的范围出现过度重合情况，导致监测的冗余空间过大，导致设备布局成本过大；二来是布局的监控设备过于稀疏，进而导致出现漏监测的区域，导致监控设备所采集到的数据不全，进一步影响对地质灾害预测预警。

技术实现思路

[0004]本专利技术克服了现有技术的不足，提供了一种矿区开发区域监控设备布局方法及系统。
[0005]为达到上述目的本专利技术采用的技术方案为：
[0006]本专利技术第一方面公开了一种矿区开发区域监控设备布局方法，包括以下步骤：
[0007]获取待开发矿区的施工图纸信息，基于所述施工图纸信息得到待开发矿区的区域位置，基于所述区域位置构建待开发矿区的实时模型图；
[0008]获取待开发矿区的施工区域位置信息与非施工区域位置信息，基于所述实时模型图、施工区域位置信息以及非施工区域位置信息确定出待开发矿区的可布局区域与待开发矿区的不可布局区域；
[0009]获取监控设备的特性参数信息，基于所述特性参数信息与可布局区域得到监控设备的第一布局点与第二布局点，基于所述第一布局点与第二布局点得到监控设备的初始布局图；
[0010]获取监控设备的监测时长信息，基于所述监测时长信息与初始布局图得到监控设备的二次布局图；
[0011]获取各个施工区域位置的施工参数信息，基于所述施工参数信息构建出各个施工
区域位置在施工完成后的模拟模型图，基于所述模拟模型图与二次布局图得到监控设备的最终布局图，基于所述最终布局图生成监控设备的布局工程图信息，并将所述布局工程图信息输出。
[0012]优选的，本专利技术的一个较佳实施例中，基于所述区域位置构建待开发矿区的实时模型图，具体为：
[0013]获取所述区域位置的三维地图信息，基于所述三维地图信息得到待开发矿区的初始三维模型图，基于卷积神经网络构建配对模型，并将所述初始三维模型图导入所述配对模型中；
[0014]基于无人机遥感技术采集所述区域位置中物体图像信息，基于所述物体图像信息构建物体模型图；
[0015]将所述物体模型图导入所述配对模型中，以将所述物体模型图与所述初始三维模型图中对应位置的物体模型进行配对，得到配对率；将所述配对率与预设配对率进行比较；
[0016]获取配对率小于预设配对率所对应的物体模型图，并将所述配对率小于预设配对率所对应的物体模型图整合到所述初始三维模型图中，得到待开发矿区的实时模型图。
[0017]优选的，本专利技术的一个较佳实施例中，获取待开发矿区的施工区域位置信息与非施工区域位置信息，基于所述实时模型图、施工区域位置信息以及非施工区域位置信息确定出待开发矿区的可布局区域与待开发矿区的不可布局区域，具体为：
[0018]基于待开发矿区的施工图纸信息得到待开发矿区的施工区域位置信息与非施工区域位置信息，并以所述施工区域位置信息与非施工区域位置信息为划分基准，将所述实时模型图中与施工区域位置信息对应的区域位置划分为施工区域，将所述实时模型图中与非施工区域位置信息对应的区域位置划分为非施工区域；
[0019]基于卷积神经网络构建识别模型，并将预制物体样本模型导入所述识别模型中进行训练，得到训练好的识别模型；
[0020]由所述实时模型图中分离出各个非施工区域的子模型图，并将所述各个非施工区域的子模型图导入所述训练好的识别模型中进行识别，以识别出子模型图中所有物体模型与预制物体样本模型之间的相似度；
[0021]将子模型图中相似度大于预设相似度的物体模型进行标记，并将子模型图中相似度大于预设相似度的物体模型的平行投影位置区域标记为障碍区域；
[0022]将所述实时模型图中施工区域与障碍区域之内的区域标记为待开发矿区的不可布局区域，将所述实时模型图中施工区域与障碍区域之外的区域标记为待开发矿区的可布局区域。
[0023]优选的，本专利技术的一个较佳实施例中，获取监控设备的特性参数信息，基于所述特性参数信息与可布局区域得到监控设备的第一布局点与第二布局点，基于所述第一布局点与第二布局点得到监控设备的初始布局图，具体为：
[0024]基于所述特性参数信息得到监控设备的有效工作直径，并将所述监控设备的有效工作直径与待开发矿区的可布局区域导入粒子群算法中进行求解，得到监控设备的最优布局方案，并基于所述最优布局方案得到监控设备的第一布局点；
[0025]基于所述特性参数信息得到监控设备的尺寸参数，基于所述尺寸参数构建监控设备的三维模型图，并以所述第一布局点为安装节点，将所述监控设备的三维模型图导入所
述实时模型图中进行模拟安装，得到监控设备的模拟安装图；
[0026]以所述模拟安装图中的监控设备作为投影中心点，以监控设备的有效工作直径作为投影区域，基于中心投影法对所述模拟安装图中的各监控设备进行投影渲染，得到渲染完毕的模拟安装图；
[0027]判断所述渲染完毕的模拟安装图中是否存在非阴影区域，若存在，则将所述非阴影区域标记为待补充监控设备区域，并基于所述待补充监控设备区域检索出第二布局点；将所述第一布局点与第二布局点进行整合，得到初始布局点，并将所述初始布局点导入所述实时模型图中，得到监控设备的初始布局图。
[0028]优选的，本专利技术的一个较佳实施例中，获取监控设备的监测时长信息，基于所述监测时长信息与初始布局图得到监控设备的二次布局图，具体为：
[0029]通过大数据获取不同类别生长植株所对应的生长速度均值，基于深度学习网络构建预测模型，并将所述不同类别生长植株所对应的生长速度均值导入所述预测模型中；
[0030]检索所述初始布局图中各初始布局点在预设范围之内是否存在生长植株，若在初始布局点预设范围之内存在生长植株，则识别出对应的生长植株类别，并将所述对应的生长植株类别导入所述预测模型中，得到该生长植株类别对应的预设生长速度均值；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿区开发区域监控设备布局方法，其特征在于，包括以下步骤：获取待开发矿区的施工图纸信息，基于所述施工图纸信息得到待开发矿区的区域位置，基于所述区域位置构建待开发矿区的实时模型图；获取待开发矿区的施工区域位置信息与非施工区域位置信息，基于所述实时模型图、施工区域位置信息以及非施工区域位置信息确定出待开发矿区的可布局区域与待开发矿区的不可布局区域；获取监控设备的特性参数信息，基于所述特性参数信息与可布局区域得到监控设备的第一布局点与第二布局点，基于所述第一布局点与第二布局点得到监控设备的初始布局图；获取监控设备的监测时长信息，基于所述监测时长信息与初始布局图得到监控设备的二次布局图；获取各个施工区域位置的施工参数信息，基于所述施工参数信息构建出各个施工区域位置在施工完成后的模拟模型图，基于所述模拟模型图与二次布局图得到监控设备的最终布局图，基于所述最终布局图生成监控设备的布局工程图信息，并将所述布局工程图信息输出。2.根据权利要求1所述的一种矿区开发区域监控设备布局方法，其特征在于，基于所述区域位置构建待开发矿区的实时模型图，具体为：获取所述区域位置的三维地图信息，基于所述三维地图信息得到待开发矿区的初始三维模型图，基于卷积神经网络构建配对模型，并将所述初始三维模型图导入所述配对模型中；基于无人机遥感技术采集所述区域位置中物体图像信息，基于所述物体图像信息构建物体模型图；将所述物体模型图导入所述配对模型中，以将所述物体模型图与所述初始三维模型图中对应位置的物体模型进行配对，得到配对率；将所述配对率与预设配对率进行比较；获取配对率小于预设配对率所对应的物体模型图，并将所述配对率小于预设配对率所对应的物体模型图整合到所述初始三维模型图中，得到待开发矿区的实时模型图。3.根据权利要求1所述的一种矿区开发区域监控设备布局方法，其特征在于，获取待开发矿区的施工区域位置信息与非施工区域位置信息，基于所述实时模型图、施工区域位置信息以及非施工区域位置信息确定出待开发矿区的可布局区域与待开发矿区的不可布局区域，具体为：基于待开发矿区的施工图纸信息得到待开发矿区的施工区域位置信息与非施工区域位置信息，并以所述施工区域位置信息与非施工区域位置信息为划分基准，将所述实时模型图中与施工区域位置信息对应的区域位置划分为施工区域，将所述实时模型图中与非施工区域位置信息对应的区域位置划分为非施工区域；基于卷积神经网络构建识别模型，并将预制物体样本模型导入所述识别模型中进行训练，得到训练好的识别模型；由所述实时模型图中分离出各个非施工区域的子模型图，并将所述各个非施工区域的子模型图导入所述训练好的识别模型中进行识别，以识别出子模型图中所有物体模型与预制物体样本模型之间的相似度；
将子模型图中相似度大于预设相似度的物体模型进行标记，并将子模型图中相似度大于预设相似度的物体模型的平行投影位置区域标记为障碍区域；将所述实时模型图中施工区域与障碍区域之内的区域标记为待开发矿区的不可布局区域，将所述实时模型图中施工区域与障碍区域之外的区域标记为待开发矿区的可布局区域。4.根据权利要求1所述的一种矿区开发区域监控设备布局方法，其特征在于，获取监控设备的特性参数信息，基于所述特性参数信息与可布局区域得到监控设备的第一布局点与第二布局点，基于所述第一布局点与第二布局点得到监控设备的初始布局图，具体为：基于所述特性参数信息得到监控设备的有效工作直径，并将所述监控设备的有效工作直径与待开发矿区的可布局区域导入粒子群算法中进行求解，得到监控设备的最优布局方案，并基于所述最优布局方案得到监控设备的第一布局点；基于所述特性参数信息得到监控设备的尺寸参数，基于所述尺寸参数构建监控设备的三维模型图，并以所述第一布局点为安装节点，将所述监控设备的三维模型图导入所述实时模型图中进行模拟安装，得到监控设备的模拟安装图；以所述模拟安装图中的监控设备作为投影中心点，以监控设备的有效工作直径作为投影区域，基于中心投影法对所述模拟安装图中的各监控设备进行投影渲染，得到渲染完毕的模拟安装图；判断所述渲染完毕的模拟安装图中是否存在非阴影区域，若存在，则将所述非阴影区域标记为待补充监控设备区域，并基于所述待补充监控设备区域检索出第二布局点；将所述第一布局点与第二布局点进行整合，得到初始布局点，并将所述初始布局点导入所述实时模型图中，得到监控设备的初始布局图。5.根据权利要求1所述的一种矿区开发区域监控设备布局方法，其特征在于，获取监控设备的监测时长信息，基于所述监测时长信息与初始布局图得到监控设备的二次布局图，具体为：通过大数据获取不同类别生长植株所对应的生长速度均值，基于深度学习网络构建预测模型，并将所述不同类别生长植株所对应的生长速度均值导入所述预测模型中；检索所述初始布局图中各初始布局点在预设范围之内是否存在生长植株，若在初始布局点预设范围之内存在生长植株，则识别出对应的生长植株类别，并将所述对应的生长植株类别导入所述预测模型中，得到该生长植株类别对应的预设生长速度均值；获取监控设备的监测时长信息，基于所述监测时长信息与预设生长速度均值构建出在初始布局点预设范围之内生长植株的最终生长模型图；将所述最终生长模型图整合到所述初始布局图中，判断所述初始布局图中的最终生长模型图与监控设备是否存在干涉，若存在干涉，则将存在干涉的初始布局点标记为干涉布局点，并将所述干涉布局点在所述初始布局图中移除；在所述初始布局图中检索替代所述干涉布局点的替代布局点，将所述替代布局点导入所述初始布局图中，得到监控设备的二次布局图。6.根据权利要求1所述的一种矿区开发区域监控设备布局方法，其特征在于，获取各个施工区域位置的施工...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙双海，薛清泼，陈京玉，刘建权，李宗瑾，张计武，贾琦，穆顺要，高亚龙，康维刚，罗志波，马文强，卢俊华，胡志刚，薛志波，王奇祥，
申请(专利权)人：天津华勘老挝矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：