【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于矿井通风，涉及一种通风智能决策与控制系统。
技术介绍
1、矿井通风是指将新鲜空气输入矿井下，增加氧气浓度，以稀释并排除矿井中有毒、有害气体和粉尘。矿井通风的基本任务是：供给井下足够的新鲜空气，满足人员对氧气的需要；冲淡井下有害气体和粉尘，保证安全生产；调节井下气候，创造良好的工作环境。随着煤炭开采进入安全智能新时期，智能化技术与煤炭产业深度融合，必将引发煤炭生产方式的革命性改变，推动煤矿生产效率和安全水平的巨大提升。
2、智能通风是智能煤矿的重要组成部分，通风系统是煤矿安全保障体系的重要组成部分。近年来，五虎山煤矿根据集团要求和部署，开展了自动化建设，其中就包括对主要通风机自动化改造，取得了一定的成效，实现了主通风机状态的远程监测。
3、中国专利cn101644168a公开了一种矿井通风预测预警系统，包括用于存放数据的sql数据库、用于接收设计人员录入的数据文件生成模块、用于完成矿井通风网络解算的各种计算，包括各条分支风道和扇风机的风量、阻力及压力计算的通风预测预算模块和用于对所述通风预测预算模块的计算结果数据进行输出的结果输出模块。
4、中国专利cn108087026a公开了一种矿井远程监控通风系统，属于一种矿山设备，包括安装在矿井内的电源模块、通风系统、二氧化碳传感器、瓦斯浓度传感器、粉尘浓度传感器和警示系统，以及安装在远程监控室内的显示屏和控制系统，控制系统与显示屏相连接，通风系统、二氧化碳传感器、瓦斯浓度传感器、粉尘浓度传感器和警示系统分别连接至控制系统。
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技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种通风智能决策与控制系统。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种通风智能决策与控制系统，包括需风量计算模块、通风系统故障诊断与预测预警模块、避灾路线自动生成与仿真模拟模块、井下通风状态三维动态可视化模块、控风方案辅助决策模块以及通风设施设备远程调控模块；
4、所述需风量计算模块用于实时反映井下所有巷道风量分布情况，消除风量监控盲区，并通过环境监测数据实时计算井下需风点实时需风量，为通风系统故障判识、控风方案智能决策提供基础数据支撑；
5、所述通风系统故障诊断与预测预警模块用于对通风系统“串联风”故障进行实时判识，对通风系统的风量、风速进行预测，当预测监测值超过所设置的预警阈值时，对系统故障进行实时诊断，对系统故障的类型进行预警；
6、所述避灾路线自动生成与仿真模拟模块用于当发生灾变时自动规划避灾路线，设定灾变地点自动计算人员避灾路线；
7、所述井下通风状态三维动态可视化模块用于根据二维通风示意图编辑，输入真实空间坐标，生成通风三维系统图，实现通风系统图自动导入建模模型，实现风流动态展示，实时监测数据显示，通风监测参数柱状图展示及通风系统异常报警提示；
8、所述控风方案辅助决策模块用于根据采掘区域用风需求，动态核定需风量，智能判识通风网络状态，对系统控风方案进行决策，当井下发生灾变时自动生成避灾路线，给出通风设施调控建议；
9、所述通风设施设备远程调控模块用于以通风智能决策方案为依据，实现主要通风机、局部通风机、风门、风窗远程自动控制，实现全矿井、采盘区、采掘工作面层级风量动态调控。
10、进一步，所述需风量计算模块首先进行全矿井通风阻力参数测定，构建煤矿通风网络解算模型，设置矿井需风点需风量关键参数，并关联安全监控及其他测风装置实时监测数据，再进行需风点实时需风量计算。
11、进一步，所述通风系统故障诊断与预测预警模块根据ch4、co、o2、风速、风压测量值，按照设置的解算间隔时间，自动根据巷道实时风量和风压情况，解算出其它巷道的风量及风压，并利用动态解算结果，根据提前设置的巷道风速上下限值，结合预警规则对巷道和工作面的通风安全情况进行预警，当巷道风速低于设置下限值时，发出供风不足预警，当巷道风速高于设置上限值时，发出“风速超限”预警，当采掘工作面常闭风门开启时，发出“风流短路”预警。
12、进一步，所述避灾路线自动生成与仿真模拟模块以通风系统拓扑图为依据，根据传感器实时监测的ch4、co、o2、风速、风量、风压情况，规划避灾路径，与人员定位系统、广播系统联动，实时发送避灾路线到井下人员手机。
13、进一步，所述控风方案辅助决策模块根据用风地点需风量要求，分析现有矿井通风系统是否能调节达到各用风地点的需风量要求，并给出各个通风设施的调节位置及调节量大小的风量调节方案，发送给通风设施设备远程调控模块，远程定量调节井下自动风窗通风面积。
14、进一步，所述需风量计算模块、通风系统故障诊断与预测预警模块、避灾路线自动生成与仿真模拟模块、井下通风状态三维动态可视化模块、控风方案辅助决策模块以及通风设施设备远程调控模块均设置在服务器中；所述服务器由远程管理平台控制，并通过客户端进行访问查看。
15、进一步，所述服务器上设有用于数据库管理及数据通讯的接口，用于实现检测任务、检测状态、检测数据远程信息互联。
16、进一步，所述接口支持c/s架构，使用request请求、response响应机制进行数据交互，采用“客户端/服务器”模式，在该模式下，通风智能决策与控制平台作为客户端，远程管理平台作为服务器端，请求流程如下：
17、客户机向服务器发送request请求，服务器中的数据库响应客户机的请求，向客户机发送response响应信号。
18、进一步，所述接口支持b/s架构，使用http请求，调用restful接口，利用json、xml数据进行交互，采用“浏览器/服务器”模式，在该模式下，通风智能决策与控制平台作为客户机浏览器，远程管理平台作为服务器端，请求流程如下：
19、客户机通过浏览器发送http请求，web服务器收到http请求后，查询数据库，并将查询结果返回web服务器，web服务器再经过http响应返回给客户机浏览器。
20、进一步，通风设施与监测设备与通风设施设备远程调控模块的通讯描述，与连接第三方检测模块接口描述，系统采用rs232转wifi模块、蓝牙转wifi模块、无线wifi模块，将所有设备接口统一为wifi接口，组建wifi局域网，将通风设施与监测设备与模块连接在一个网络中。
21、本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过对通风网络进行实时监测与动态网络解算，实现通风系统的故障诊断与预测、预警功能，进而根据现场需求，可实现主扇一键启停、一键倒机、一键反风功能，并提供现场实时视频监控图像，避免了人员的伤亡、装置设备的破坏，具有自动化高、安全有效、使用效果好等优点。
22、本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种通风智能决策与控制系统，其特征在于：包括需风量计算模块、通风系统故障诊断与预测预警模块、避灾路线自动生成与仿真模拟模块、井下通风状态三维动态可视化模块、控风方案辅助决策模块以及通风设施设备远程调控模块；
2.根据权利要求1所述的通风智能决策与控制系统，其特征在于：所述需风量计算模块首先进行全矿井通风阻力参数测定，构建煤矿通风网络解算模型，设置矿井需风点需风量关键参数，并关联安全监控及其他测风装置实时监测数据，再进行需风点实时需风量计算。
3.根据权利要求1所述的通风智能决策与控制系统，其特征在于：所述通风系统故障诊断与预测预警模块根据CH4、CO、O2、风速、风压测量值，按照设置的解算间隔时间，自动根据巷道实时风量和风压情况，解算出其它巷道的风量及风压，并利用动态解算结果，根据提前设置的巷道风速上下限值，结合预警规则对巷道和工作面的通风安全情况进行预警，当巷道风速低于设置下限值时，发出供风不足预警，当巷道风速高于设置上限值时，发出“风速超限”预警，当采掘工作面常闭风门开启时，发出“风流短路”预警。
4.根据权利要求1所述的通风智能决策与
5.根据权利要求1所述的通风智能决策与控制系统，其特征在于：所述控风方案辅助决策模块根据用风地点需风量要求，分析现有矿井通风系统是否能调节达到各用风地点的需风量要求，并给出各个通风设施的调节位置及调节量大小的风量调节方案，发送给通风设施设备远程调控模块，远程定量调节井下自动风窗通风面积。
6.根据权利要求1所述的通风智能决策与控制系统，其特征在于：所述需风量计算模块、通风系统故障诊断与预测预警模块、避灾路线自动生成与仿真模拟模块、井下通风状态三维动态可视化模块、控风方案辅助决策模块以及通风设施设备远程调控模块均设置在服务器中；所述服务器由远程管理平台控制，并通过客户端进行访问查看。
7.根据权利要求1所述的通风智能决策与控制系统，其特征在于：所述服务器上设有用于数据库管理及数据通讯的接口，用于实现检测任务、检测状态、检测数据远程信息互联。
8.根据权利要求7所述的通风智能决策与控制系统，其特征在于：所述接口支持C/S架构，使用Request请求、Response响应机制进行数据交互，采用“客户端/服务器”模式，在该模式下，通风智能决策与控制平台作为客户端，远程管理平台作为服务器端，请求流程如下：
9.根据权利要求7所述的通风智能决策与控制系统，其特征在于：所述接口支持B/S架构，使用Http请求，调用RESTFUL接口，利用JSON、XML数据进行交互，采用“浏览器/服务器”模式，在该模式下，通风智能决策与控制平台作为客户机浏览器，远程管理平台作为服务器端，请求流程如下：
10.根据权利要求1所述的通风智能决策与控制系统，其特征在于：通风设施与监测设备与通风设施设备远程调控模块的通讯描述，与连接第三方检测模块接口描述，系统采用RS232转WiFi模块、蓝牙转WiFi模块、无线WiFi模块，将所有设备接口统一为WiFi接口，组建WiFi局域网，将通风设施与监测设备与模块连接在一个网络中。
...【技术特征摘要】
1.一种通风智能决策与控制系统，其特征在于：包括需风量计算模块、通风系统故障诊断与预测预警模块、避灾路线自动生成与仿真模拟模块、井下通风状态三维动态可视化模块、控风方案辅助决策模块以及通风设施设备远程调控模块；
2.根据权利要求1所述的通风智能决策与控制系统，其特征在于：所述需风量计算模块首先进行全矿井通风阻力参数测定，构建煤矿通风网络解算模型，设置矿井需风点需风量关键参数，并关联安全监控及其他测风装置实时监测数据，再进行需风点实时需风量计算。
3.根据权利要求1所述的通风智能决策与控制系统，其特征在于：所述通风系统故障诊断与预测预警模块根据ch4、co、o2、风速、风压测量值，按照设置的解算间隔时间，自动根据巷道实时风量和风压情况，解算出其它巷道的风量及风压，并利用动态解算结果，根据提前设置的巷道风速上下限值，结合预警规则对巷道和工作面的通风安全情况进行预警，当巷道风速低于设置下限值时，发出供风不足预警，当巷道风速高于设置上限值时，发出“风速超限”预警，当采掘工作面常闭风门开启时，发出“风流短路”预警。
4.根据权利要求1所述的通风智能决策与控制系统，其特征在于：所述避灾路线自动生成与仿真模拟模块以通风系统拓扑图为依据，根据传感器实时监测的ch4、co、o2、风速、风量、风压情况，规划避灾路径，与人员定位系统、广播系统联动，实时发送避灾路线到井下人员手机。
5.根据权利要求1所述的通风智能决策与控制系统，其特征在于：所述控风方案辅助决策模块根据用风地点需风量要求，分析现有矿井通风系统是否能调节达到各用风地点的需风量要求，并给出各个通风设施的调节位置及调节量大小的风量调节方案，发...
【专利技术属性】
技术研发人员：王铁军，邢玉强，苏保山，梁军，刘玉龙，罗广，史学锋，姚亚虎，范海峰，胡育鹏，张明伟，钟红波，王鹏飞，
申请(专利权)人：国家能源集团乌海能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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