破碎站的粉尘的扩散预警方法技术

本申请提供了一种破碎站的粉尘的扩散预警方法

【技术实现步骤摘要】
破碎站的粉尘的扩散预警方法、装置和系统


[0001]本申请涉及破碎站的粉尘的处理
，具体而言，涉及一种破碎站的粉尘的扩散预警方法
、
装置
、
计算机可读存储介质和系统
。

技术介绍

[0002]破碎站作为露天矿转运开采煤炭的重要节点，运煤卡车在卸料口卸料过程中产生的粉尘污染也与日俱增，且粉尘量很大，扩散的区域广，对环境造成巨大的危害
。
卸料口周围粉尘浓度过高的区域，会对工人的身体健康产生严重的损害
。
大型设备在这样的环境中工作，粉尘会进入一些轴承器件造成使用寿命的大幅损耗；智能矿山的电子元器件更是会受到粉尘的威胁，使得电子设备短路或烧毁，严重的甚至会造成系统的瘫痪
。
[0003]即现有方案对于破碎站的粉尘扩散的预测精度较低
。

技术实现思路

[0004]本申请的主要目的在于提供一种破碎站的粉尘的扩散预警方法
、
装置
、
计算机可读存储介质和系统，以至少解决现有方案对于破碎站的粉尘扩散的预测精度较低的问题
。
[0005]为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种破碎站的粉尘的扩散预警方法，该方法包括：
[0006]构建粉尘合力计算模型，并根据所述粉尘合力计算模型实时计算粉尘所受合力，所述粉尘合力计算模型实时计算的所述粉尘所受合力为所述粉尘所受重力
、
压力梯度力
、
气体阻力
、
萨夫曼升力
、
巴塞特力之和；
[0007]基于迭代的方式，根据所述粉尘合力计算模型实时计算的所述粉尘所受合力，以不断更新所述粉尘的预测速度和预测位置，直到所述预测速度的变化率小于速度变化率阈值，且所述预测位置的变化率小于位置变化率阈值为止；
[0008]在所述预测速度的变化率小于速度变化率阈值，且所述预测位置的变化率小于位置变化率阈值的情况下，构建
k
‑
ε
湍流模型，并根据所述
k
‑
ε
湍流模型和所述预测速度，确定湍流动能和湍流耗散率，所述湍流动能用于表征所述粉尘的分布，所述湍流耗散率用于表征所述湍流动能的损失率分布；
[0009]生成粉尘扩散情况信息，所述粉尘扩散情况信息包括所述预测速度
、
所述预测位置
、
所述湍流动能和所述湍流耗散率；
[0010]确定与所述粉尘扩散情况信息对应的各区域的风险等级，所述风险等级为风险程度依次升高的第一风险等级
、
第二风险等级和第三风险等级中的一个，并根据各所述区域的所述风险等级，生成区域预警信息，或者，生成区域报警信息，所述区域预警信息用于提示所述区域的工作人员需要在第一预设时间内进行避难，所述区域报警信息用于提示所述区域的所述工作人员需要在第二预设时间内进行避难，所述第二预设时间小于所述第一预设时间
。
[0011]可选地，构建
k
‑
ε
湍流模型，包括：构建湍流动能方程，所述湍流动能方程包括所述
粉尘的密度和所述湍流动能的乘积关系以及所述湍流动能和所述预测速度的乘积关系；构建湍流耗散率方程，所述流耗散率方程包括所述粉尘的密度和所述湍流耗散率的乘积关系以及所述湍流耗散率和所述预测速度的乘积关系；确定所述
k
‑
ε
湍流模型为所述湍流动能方程和所述湍流耗散率方程
。
[0012]可选地，构建湍流动能方程，包括：确定所述湍流动能方程为：
[0013][0014]其中，
ρ
为所述粉尘的密度，
t
为时间，
k
为所述湍流动能，
u
为所述预测速度，
ε
为所述湍流耗散率，为的转置矩阵，为梯度运算符；
[0015]构建湍流耗散率方程，包括：确定所述湍流耗散率方程为：
[0016][0017]其中，
C1
和
C2
分别为预设常数，
v
为运动粘度，为的转置矩阵
。
[0018]可选地，根据所述粉尘合力计算模型实时计算的所述粉尘所受合力，以不断更新所述粉尘的预测速度和预测位置，包括：
[0019]根据
v
n+1
＝
v
n
+(F
total
×
Δ
t)/m
，更新所述粉尘的所述预测速度，
[0020]其中，
v
n+1
为下一个时间步的所述预测速度，
F
total
为所述粉尘所受合力，
Δ
t
为时间步长，
v
n
为上一个时间步的所述预测速度，
m
为所述粉尘的颗粒的质量
[0021]根据
X
n+1
＝
X
n
+v
n+1
×
Δ
t
，更新所述粉尘的所述预测位置，
[0022]其中，
X
n+1
为下一个时间步的所述预测位置，
X
n
为上一个时间步的所述预测位置
。
[0023]可选地，生成区域预警信息，或者，生成区域报警信息，包括：在确定所述区域的所述风险等级为所述第二风险等级的情况下，生成所述区域预警信息；在确定所述区域的所述风险等级为所述第三风险等级的情况下，生成所述区域报警信息
。
[0024]可选地，在根据各所述区域的所述风险等级，生成区域预警信息，或者，生成区域报警信息的过程中，所述方法还包括：在确定所述区域的所述风险等级为所述第一风险等级的情况下，生成区域安全信息，所述区域安全信息用于提示所述区域不会受到所述粉尘的影响
。
[0025]可选地，在生成区域预警信息之后，所述方法还包括：控制频闪指示灯发光；在生成区域报警信息之后，所述方法还包括：控制频闪指示灯发光，同时控制报警器进行报警
。
[0026]根据本申请的另一方面，提供了一种破碎站的粉尘的扩散情况的确定装置，该装置包括：
[0027]构建单元，用于构建粉尘合力计算模型，并根据所述粉尘合力计算模型实时计算粉尘所受合力，所述粉尘合力计算模型实时计算的所述粉尘所受合力为所述粉尘所受重力
、
压力梯度力
、
气体阻力
、
萨夫曼升力
、
巴塞特力之和；
[0028]第一处理单元，用于基于迭代的方式，根据所述粉尘合力计算模型实时计算的所述粉尘所受合力，以不断更新所述粉尘的预测速度和预测位置，直到所述预测速度的变化率小于速度变化率阈值，且所述预测位置的变化率小于位置变化率阈值为止；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种破碎站的粉尘的扩散预警方法，其特征在于，包括：构建粉尘合力计算模型，并根据所述粉尘合力计算模型实时计算粉尘所受合力，所述粉尘合力计算模型实时计算的所述粉尘所受合力为所述粉尘所受重力
、
压力梯度力
、
气体阻力
、
萨夫曼升力
、
巴塞特力之和；基于迭代的方式，根据所述粉尘合力计算模型实时计算的所述粉尘所受合力，以不断更新所述粉尘的预测速度和预测位置，直到所述预测速度的变化率小于速度变化率阈值，且所述预测位置的变化率小于位置变化率阈值为止；在所述预测速度的变化率小于速度变化率阈值，且所述预测位置的变化率小于位置变化率阈值的情况下，构建
k
‑
ε
湍流模型，并根据所述
k
‑
ε
湍流模型和所述预测速度，确定湍流动能和湍流耗散率，所述湍流动能用于表征所述粉尘的分布，所述湍流耗散率用于表征所述湍流动能的损失率分布；生成粉尘扩散情况信息，所述粉尘扩散情况信息包括所述预测速度
、
所述预测位置
、
所述湍流动能和所述湍流耗散率；确定与所述粉尘扩散情况信息对应的各区域的风险等级，所述风险等级为风险程度依次升高的第一风险等级
、
第二风险等级和第三风险等级中的一个，并根据各所述区域的所述风险等级，生成区域预警信息，或者，生成区域报警信息，所述区域预警信息用于提示所述区域的工作人员需要在第一预设时间内进行避难，所述区域报警信息用于提示所述区域的所述工作人员需要在第二预设时间内进行避难，所述第二预设时间小于所述第一预设时间
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构建
k
‑
ε
湍流模型，包括：构建湍流动能方程，所述湍流动能方程包括所述粉尘的密度和所述湍流动能的乘积关系以及所述湍流动能和所述预测速度的乘积关系；构建湍流耗散率方程，所述流耗散率方程包括所述粉尘的密度和所述湍流耗散率的乘积关系以及所述湍流耗散率和所述预测速度的乘积关系；确定所述
k
‑
ε
湍流模型为所述湍流动能方程和所述湍流耗散率方程
。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构建湍流动能方程，包括：确定所述湍流动能方程为：其中，
ρ
为所述粉尘的密度，
t
为时间，
k
为所述湍流动能，
u
为所述预测速度，
ε
为所述湍流耗散率，为的转置矩阵，为梯度运算符；构建湍流耗散率方程，包括：确定所述湍流耗散率方程为：其中，
C1
和
C2
分别为预设常数，
v
为运动粘度，为的转置矩阵
。4.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述粉尘合力计算模型实时计算的所述粉尘所受合力，以不断更新所述粉尘的预测速度和预测位置，包括：根据
v
n+1
＝
v
n
+(F
total
×
Δ
t)/m
，更新所述粉尘的所述预测速度，
其中，
v
n+1
为下一个时间步的所述预测速度，
F
total
为所述粉尘所受合力，
Δ
t
为时间步长，
v
n
为上一个时间步的所述预测速度，
m
为所述粉尘的颗粒的质量根据
...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡金良，刘海峰，冯俊优，刘强，黄永清，吉日格勒，
申请(专利权)人：中国神华能源股份有限公司哈尔乌素露天煤矿，
类型：发明
国别省市：