【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及交互感知技术和智慧综采领域，具体地说，涉及一种基于感知交互技术的煤矿综采智慧管理系统。
技术介绍
1、煤矿行业作为重要的能源产业，为社会经济发展做出了重要贡献。然而，由于煤矿的特殊工作环境和高风险性质，事故和安全风险一直是该行业所面临的严重问题。煤矿事故不仅造成了人员伤亡和财产损失，还对社会稳定和可持续发展产生了负面影响。因此，如何在煤矿工作中提高安全管理水平，预防事故发生，保障员工的生命和健康，一直是煤矿行业的紧迫需求。传统的煤矿安全管理方法在一定程度上已经取得了一些成果，例如安全培训、规章制度。然而，传统方法存在一些局限性，难以满足现代化煤矿的复杂需求。传统方法主要依赖于人工巡检和固定设备的监测，这些方法可能存在响应延迟、数据不准确以及受到环境条件的影响问题。此外，人工巡检在危险环境中存在一定的风险，不能真正保障员工的安全。
2、为了解决这些问题，近年来，信息技术、传感技术、通讯技术先进技术在煤矿安全管理中得到了广泛应用。特别是感知交互技术的发展，为煤矿安全管理带来了新的机遇。感知交互技术通过整合传感器、通讯技术、数据分析手段，实现对工作环境的实时监测和分析，从而预测和预防潜在的风险，提高安全管理的效率和水平。
3、感知交互技术在综采智慧管理系统中的应用，是一个创新性的探索。这种系统结合了即时音视频通讯技术、智能穿戴设备和数据分析技术，实现了对煤矿环境的多维度感知和智能化管理。智能穿戴设备能够实时感知员工的生命体征和周围环境的状态，当出现异常情况时，系统即时发出警报通知，为员工提供安全指
4、此外，煤矿行业在追求可持续发展的同时，也需要更好地保障员工的权益和安全。政府和社会对煤矿行业的安全要求不断提高，推动了煤矿安全管理的现代化转型。基于感知交互技术的煤矿综采智慧管理系统正是在这样的背景下崭露头角，为煤矿行业提供了更先进、智能、精细化的解决方案。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术旨在提供一种用于电力实时数据异常检测方法。
2、本专利技术创造的目的通过以下技术方案实现：
3、基于感知交互技术的煤矿综采智慧管理系统，包括数据采集与传输模块、数据分析与处理模块、预警与指挥措施模块和数据传输与后续分析模块，其中数据采集与传输模块从煤矿工作环境中收集数据，包括气体浓度、温度、湿度、压力，采集的数据通过智能穿戴设备进行传输，以便后续的分析和处理，数据分析与处理模块接收来自智能穿戴设备的数据，并使用数据分析技术，对数据进行实时处理和分析，通过识别异常情况和风险因素，系统能够做出快速响应，当系统检测到煤矿环境中存在潜在风险时，预警与指挥措施模块根据分析结果提供适当的指挥措施，确保人员的安全，智能穿戴设备不仅传输实时的环境数据，还能够测量人员的生命体征和设备状态，数据将传回调度中心，通过数据传输与后续分析模块进行分析、报告和记录，帮助煤矿企业对事件进行评估，采取更好的预防和管理措施。
4、进一步的，数据采集与传输模块从煤矿工作环境中收集数据，并将数据传输到系统的核心沉浸式智慧体验调度中心，在煤矿环境中，部署了多种传感器设备，用于实时监测不同的环境参数，包括气体浓度、温度、湿度、压力，每个传感器负责收集特定类型的数据，从而全面了解工作场所的状态和潜在风险，通过智能穿戴设备能够实时监测员工的生命体征以及周围环境的情况，智能穿戴设备配备了各种传感器，不仅能够保障员工的安全，还能为系统提供宝贵的数据源。
5、进一步的，采集到的数据需要快速、可靠地传输到系统的沉浸式智慧体验调度中心，采用无线通信技术确保数据能够实时传送到系统的沉浸式智慧体验调度中心，数据传输通道将数据送达到系统的沉浸式智慧体验调度中心，系统的沉浸式智慧体验调度中心具备强大的数据处理和分析能力，能够处理大量的实时数据，并作出相应的响应，数据采集与传输模块能从不同传感器和智能穿戴设备采集到的数据需要进行整合和存储，形成全面的环境图像，便于后续的数据分析和模式识别，采用加密通信和数据保护措施，防止数据泄露或未经授权的访问。
6、进一步的，数据分析与处理模块接收从数据采集与传输模块传来的环境数据，并运用数据分析技术进行实时处理和深入分析，系统需要对数据进行整合，以形成完整的场景图像，运用实时数据处理技术，快速分析正在发生的事件，检测异常情况，并做出及时响应，数据分析与处理模块从数据中识别出隐含的模式、趋势和异常，模式识别能够帮助系统预测可能的风险因素，以及识别常见的危险事件，在检测到异常或风险因素时，数据分析与处理模块生成实时预警，通知相关人员采取必要的措施。
7、进一步的，本专利技术提出了实时数据处理技术对数据进行实时处理，假设有连续的数据流s，数据流包含气体浓度、温度、湿度、压力，分别用s1，s2，s3和s4表示，由传感器采集的气体浓度、温度、湿度、压力数据是连续的，具有时序性，因此，定义气体浓度、温度、湿度、压力的数据频率分别为w1，w2，w3和w4，定义气体浓度、温度、湿度、压力的数据振幅分别为a1，a2，a3和a4，每个数据元素都具有一个时间戳t，t为统计周期，且t∈t，使用窗口来限制数据的处理范围，一个大小为n的滚动窗口在时间t时刻的响应函数为：其中，v为采样频率，j为虚数参数，定义气体浓度、温度、湿度、压力的窗口函数为：
8、
9、其中，为归一化后的气体浓度振幅，为归一化后的温度振幅，为归一化后的湿度振幅，为归一化后的压力振幅，则经过窗口函数过滤后的数据流函数s(t)为：
10、
11、其中，a＝{a1,a2,a3,a4}为气体浓度、温度、湿度、压力数据的集合，为气体浓度、温度、湿度、压力数据的归一化集合。
12、进一步的，由于采集的气体浓度、温度、湿度、压力都有各自的特征，本专利技术对气体浓度、温度、湿度、压力各自建模，以适应本专利技术提出的基于感知交互技术的煤矿综采智慧管理系统，具体如下：
13、定义气体浓度变化为：
14、
15、其中，a1(t)`表示气体浓度的变化率，γ为扩散系数，x为位置坐标，r(x,t)为移除速率，q(x,t)速率常数，取决于位置和时间，用来表示在特定位置和时间点气体的产生速率，g(t)表示时间t处的源项函数，描述了气体源的行为随时间的变化，本专利技术提出的气体浓度的变化率考虑了扩散、移除和源项的影响；
16、定义温度函数为：
17、a2(t)＝te0+(max(te)-min(te))sin(2πft+φ)+ε(t)
18、其中，te表示温度，是时刻t的函数，te0表示初始温度，(max(te)-min(te))表示日温差，f表示温度变化的频率，本专利技术设定一小时为计算周期，有φ为温度调节因子，调整温度的起始时间，ε(t)表示误差项，误本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于感知交互技术的煤矿综采智慧管理系统，其特征在于，包括数据采集与传输模块、数据分析与处理模块、预警与指挥措施模块和数据传输与后续分析模块，其中数据采集与传输模块从煤矿工作环境中收集数据，包括气体浓度、温度、湿度、压力，采集的数据通过智能穿戴设备进行传输，以便后续的分析和处理，数据分析与处理模块接收来自智能穿戴设备的数据，并使用数据分析技术，对数据进行实时处理和分析，通过识别异常情况和风险因素，系统能够做出快速响应，当系统检测到煤矿环境中存在潜在风险时，预警与指挥措施模块根据分析结果提供适当的指挥措施，确保人员的安全，智能穿戴设备不仅传输实时的环境数据，还能够测量人员的生命体征和设备状态，数据将传回调度中心，通过数据传输与后续分析模块进行分析、报告和记录，帮助煤矿企业对事件进行评估，采取更好的预防和管理措施。
2.根据权利要求1所述基于感知交互技术的煤矿综采智慧管理系统，其特征在于，数据采集与传输模块从煤矿工作环境中收集数据，并将数据传输到系统的核心沉浸式智慧体验调度中心，在煤矿环境中，部署了多种传感器设备，用于实时监测不同的环境参数，包括气体浓度、温度、湿度、压
3.根据权利要求2所述基于感知交互技术的煤矿综采智慧管理系统，其特征在于，采集到的数据需要快速、可靠地传输到系统的沉浸式智慧体验调度中心，采用无线通信技术确保数据能够实时传送到系统的沉浸式智慧体验调度中心，数据传输通道将数据送达到系统的沉浸式智慧体验调度中心，系统的沉浸式智慧体验调度中心具备强大的数据处理和分析能力，能够处理大量的实时数据，并作出相应的响应，数据采集与传输模块能从不同传感器和智能穿戴设备采集到的数据需要进行整合和存储，形成全面的环境图像，便于后续的数据分析和模式识别，采用加密通信和数据保护措施，防止数据泄露或未经授权的访问。
4.根据权利要求1所述基于感知交互技术的煤矿综采智慧管理系统，其特征在于，数据分析与处理模块接收从数据采集与传输模块传来的环境数据，并运用数据分析技术进行实时处理和深入分析，系统需要对数据进行整合，以形成完整的场景图像，运用实时数据处理技术，快速分析正在发生的事件，检测异常情况，并做出及时响应，数据分析与处理模块从数据中识别出隐含的模式、趋势和异常，模式识别能够帮助系统预测可能的风险因素，以及识别常见的危险事件，在检测到异常或风险因素时，数据分析与处理模块生成实时预警，通知相关人员采取必要的措施。
5.根据权利要求4所述基于感知交互技术的煤矿综采智慧管理系统，其特征在于，本专利技术提出了实时数据处理技术对数据进行实时处理，假设有连续的数据流S，数据流包含气体浓度、温度、湿度、压力，分别用s1，s2，s3和s4表示，由传感器采集的气体浓度、温度、湿度、压力数据是连续的，具有时序性，因此，定义气体浓度、温度、湿度、压力的数据频率分别为w1，w2，w3和w4，定义气体浓度、温度、湿度、压力的数据振幅分别为A1，A2，A3和A4，每个数据元素都具有一个时间戳t，T为统计周期，且t∈T，使用窗口来限制数据的处理范围，一个大小为N的滚动窗口在时间t时刻的响应函数为：其中，v为采样频率，j为虚数参数，定义气体浓度、温度、湿度、压力的窗口函数为：
6.根据权利要求5所述基于感知交互技术的煤矿综采智慧管理系统，其特征在于，由于采集的气体浓度、温度、湿度、压力都有各自的特征，本专利技术对气体浓度、温度、湿度、压力各自建模，以适应本专利技术提出的基于感知交互技术的煤矿综采智慧管理系统，具体如下：
7.根据权利要求5所述基于感知交互技术的煤矿综采智慧管理系统，征在于，对数据分析与处理模块根据统计到的气体浓度、温度、湿度、压力进行进一步处理，定义S1(t),S2(t),S3(t),S4(t)分别为气体浓度、温度、湿度、压力的窗口函数过滤后的数据流函数，对于气体浓度的响应函数更新为：
8.根据权利要求1所述基于感知交互技术的煤矿综采智慧管理系统，其特征在于，在检测到潜在风险或异常情况时，预警与指挥措施模块向相关人员提供及时的预警通知，并提供适当的指挥措施，以确保员工的安全，具体包括：异常检测和风险预警、即时警报通知、个性化指挥措施、协调与联动和指挥中心交互，所述异常检测和风险预警，通过数据分析与处理模块的分析，系统检测到环境中的异常情况，预警与指挥措施模块会立即触发预警机制；所述即时警报通知，在发生异常或风险时，系统会向相关人员发送即时的警报通知，通过智能穿戴...
【技术特征摘要】
1.基于感知交互技术的煤矿综采智慧管理系统，其特征在于，包括数据采集与传输模块、数据分析与处理模块、预警与指挥措施模块和数据传输与后续分析模块，其中数据采集与传输模块从煤矿工作环境中收集数据，包括气体浓度、温度、湿度、压力，采集的数据通过智能穿戴设备进行传输，以便后续的分析和处理，数据分析与处理模块接收来自智能穿戴设备的数据，并使用数据分析技术，对数据进行实时处理和分析，通过识别异常情况和风险因素，系统能够做出快速响应，当系统检测到煤矿环境中存在潜在风险时，预警与指挥措施模块根据分析结果提供适当的指挥措施，确保人员的安全，智能穿戴设备不仅传输实时的环境数据，还能够测量人员的生命体征和设备状态，数据将传回调度中心，通过数据传输与后续分析模块进行分析、报告和记录，帮助煤矿企业对事件进行评估，采取更好的预防和管理措施。
2.根据权利要求1所述基于感知交互技术的煤矿综采智慧管理系统，其特征在于，数据采集与传输模块从煤矿工作环境中收集数据，并将数据传输到系统的核心沉浸式智慧体验调度中心，在煤矿环境中，部署了多种传感器设备，用于实时监测不同的环境参数，包括气体浓度、温度、湿度、压力，每个传感器负责收集特定类型的数据，从而全面了解工作场所的状态和潜在风险，通过智能穿戴设备能够实时监测员工的生命体征以及周围环境的情况，智能穿戴设备配备了各种传感器，不仅能够保障员工的安全，还能为系统提供宝贵的数据源。
3.根据权利要求2所述基于感知交互技术的煤矿综采智慧管理系统，其特征在于，采集到的数据需要快速、可靠地传输到系统的沉浸式智慧体验调度中心，采用无线通信技术确保数据能够实时传送到系统的沉浸式智慧体验调度中心，数据传输通道将数据送达到系统的沉浸式智慧体验调度中心，系统的沉浸式智慧体验调度中心具备强大的数据处理和分析能力，能够处理大量的实时数据，并作出相应的响应，数据采集与传输模块能从不同传感器和智能穿戴设备采集到的数据需要进行整合和存储，形成全面的环境图像，便于后续的数据分析和模式识别，采用加密通信和数据保护措施，防止数据泄露或未经授权的访问。
4.根据权利要求1所述基于感知交互技术的煤矿综采智慧管理系统，其特征在于，数据分析与处理模块接收从数据采集与传输模块传来的环境数据，并运用数据分析技术进行实时处理和深入分析，系统需要对数据进行整合，以形成完整的场景图像，运用实时数据处理技术，快速分析正在发生的事件，检测异常情况，并做出及时响应，数据分析与处理模块从数据中识别出隐含的模式、趋势和异常，模式识别能够帮助系统预测可能的风险因素，以及识别常见的危险事件，在检测到异常或风险因素时，数据分析与处理模块生成实时预警，通知相关人员采取必要的措施。
5.根据权利要求4所述基于感知交互技术的煤矿综采智慧管理系统，其特征在于，本发明提出了实时数据处理技术对数据进行实时处理，假设有连续的数据流s，数据流包含气体浓度、温度、湿度、压力，分别用s1，s2，s3和s4表示，由传感器采集的气体浓度、温度...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆立明，陈继莹，周连杰，焦庆国，陆泽鑫，刘丹，
申请(专利权)人：唐山昌宏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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