【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤矿预警，具体而言，涉及一种煤矿瓦斯灾害综合治理的风险预警方法。
技术介绍
1、瓦斯是煤矿生产中的有害因素，它不仅污染空气，而且当空气中瓦斯含量为5％～16％时，遇火会引起爆炸，造成事故，因此瓦斯浓度的监测是煤矿安全生产需要重点监测的一个指标，及时了解巷道内的瓦斯浓度情况，并且依据瓦斯浓度情况进行安全预警，是井工煤矿安全开采的关键之一，目前已经通过多种形式实现了巷道内瓦斯数据的获取，传统的技术有在井下设置传感器报警系统，将传感器收集的瓦斯数据发送到中央控制器进行计算，直接由中央控制器通过外部设备，比如显示器向井下工作人员发出警示，但是此技术存在因为矿井下环境复杂，而导致的维护成本高、错报率高和能耗高的问题。
2、除传统的监测方式外，常见的获取井下瓦斯的方法还包括巡检机器人，但是巡检机器人的巡检过程依赖于路径规划和视觉识别，且对于障碍物的处理能力有限，频繁应对复杂地形对巡检机器人的续航能力有较大的影响，还需要人力的辅助，工作效率低、维护成本高。而采用无人机进行巡航收集瓦斯数据，可以高效准确地进行巡航任务，无需过多人力干涉，以及实现灵活更新巡航动态，全面覆盖矿下风险，此外，无人机所收集的瓦斯数据由大数据或者数据平台进行处理，得到对瓦斯灾害风险的综合分析结果，以此来对井下的瓦斯隐患进行排查治理预防。
技术实现思路
1、为解决矿井下环境复杂、有线传感器网络覆盖范围有限、维护成本高的问题，本专利技术提供了一种煤矿瓦斯灾害综合治理的风险预警方法。
2、第一
3、在第一信道接入第一传感器网络，并获取包含在第一传感器网络的传感器集合；
4、对包含在传感器集合内的传感器进行唤醒；
5、基于唤醒后的传感器的设置位置进行巡航路径和行进速度的规划，其中巡航路径按照巷道内传感器的布设位置确定，行进速度按照相邻传感器的间隔确定；
6、无人机按照规划的巡航路径和行进速度进行巡航，通过直接传输的方式接收传感器采集的瓦斯数据，并基于接收的传感器数据进行瓦斯超标风险的分析。
7、在一些实施例中，所述行进速度根据传感器节点相对于底板的高度确定，且在高于1/3巷道高度的巡航时，行进速度为1/3巷道高度的1/2-2/3。
8、在一些实施例中，在剩余巡航时长低于巡航时长阈值时，在第二信道接入第二传感器网络，并对第二传感器网络中传感器进行唤醒，所述剩余巡航时长为无人机按照规划的行进速度完成巡航路径的时长。
9、在一些实施例中，根据无人机的实际飞行路径更新无人机巡航路径，在更新后无人机的巡航路径涉及传感器的数据收集顺序变更时，重新设置传感器的休眠或唤醒状态。
10、在一些实施例中，所述巡航路径的规划过程包括：
11、根据唤醒后的传感器的标识获取传感器在巷道的空间位置，按照空间位置计算传感器在水平面的投影，以传感器为节点构建图网络，以传感器在投影上的坐标作为网络中节点的坐标，以距离无人机最近的传感器为起点，以距离无人机距离最远的传感器为终点，使用dijkstra算法获取最短遍历路径作为巡航路径。
12、在一些实施例中，根据无人机的位置和巡航路径确定无人机到达传感器的等待时长，在等待时长高于等待阈值时，基于等待时长设置传感器的唤醒时间，并使传感器进入休眠状态。
13、在一些实施例中，在无人机巡航路径和行进速度确定后，确定无人机到达传感器的等待时长，基于等待时长确定待机传感器组，所述待机传感器组为等待时长高于等待阈值的传感器；
14、无人机发送休眠指令，待机传感器组内的传感器根据休眠指令进入休眠状态。
15、在一些实施例中，基于无人机的实际位置确定未接收瓦斯数据传感器的等待时长，基于等待时长确定待机传感器组的唤醒或休眠状态，所述待机传感器组为等待时长高于等待阈值的传感器。
16、在一些实施例中，基于无人机的行进速度确定无人机到达未接收瓦斯数据的传感器的等待时长，基于等待时长确定待机传感器组的唤醒或休眠状态，所述待机传感器组为等待时长高于等待阈值的传感器。
17、在一些实施例中，在无人机距离传感器的距离低于空间阈值时，无人机进入悬停状态，在无人机完成和传感器直接传输瓦斯数据后，将当前传感器从巡航路径中移除，无人机进入巡航状态。
18、为解决矿井下环境复杂、地面传感器网络覆盖范围有限的问题，本专利技术有以下优点：
19、可以高效覆盖地下煤矿的危险区域、瓦斯泄露、通风系统等重点区域的监测，及时发现和处理隐患，并且能够灵活到达人力难以到达的区域进行作业，以及提高对煤矿安全巡检和检测的效率，降低人工成本和普通检测设备长时间待机的成本。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种煤矿瓦斯灾害综合治理的风险预警方法，其特征在于，包括：
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【技术特征摘要】
1.一种煤矿瓦斯灾害综合治理的风险预警方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种煤矿瓦斯灾害综合治理的风险预警方法，其特征在于，
3.如权利要求1所述的一种煤矿瓦斯灾害综合治理的风险预警方法，其特征在于，
4.如权利要求3所述的一种煤矿瓦斯灾害综合治理的风险预警方法，其特征在于，
5.如权利要求1所述的一种煤矿瓦斯灾害综合治理的风险预警方法，其特征在于，
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【专利技术属性】
技术研发人员：李爽，许正权，张祎，许锟，韩世锋，贺超，黄晨晨，程德强，梁敏富，徐宁可，鹿乘，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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