本發(fā)明涉及尾礦庫監(jiān)測系統(tǒng)，具體涉及一種尾礦庫在線安全監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)礦山企業(yè)的尾礦庫安全管理，在涉及庫區(qū)安全的數(shù)據(jù)采集方面，都是采取人工巡檢和人工攜帶儀器設(shè)備到現(xiàn)場實(shí)地測量相關(guān)數(shù)據(jù)，然后由工作人員手工整理后生成報(bào)表以供分析、管理、決策應(yīng)用，此種方式數(shù)據(jù)采集周期長，且人工觀測的精度完全依賴觀測人員的工作經(jīng)驗(yàn)，數(shù)據(jù)讀取受天氣變化的影響較大，特殊時(shí)段需要的加測，將大大加重工作人員的負(fù)擔(dān)，同時(shí)觀測資料的可信程度大大降低，不能做到實(shí)時(shí)、真實(shí)反映出實(shí)際情況。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種尾礦庫在線安全監(jiān)測系統(tǒng)，在線路中斷時(shí)，可以通過北斗短報(bào)文通訊技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的應(yīng)急傳輸，使用方便；能全方位的對尾礦庫情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測，從而得出尾礦庫情況的多種評估結(jié)果，檢測結(jié)果精確度高，且可以通過尾礦庫物理模型的構(gòu)建，對尾礦庫的后續(xù)情況進(jìn)行了預(yù)測和仿真分析，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)尾礦庫中產(chǎn)生的問題，也可以將各種尾礦庫管理方案轉(zhuǎn)換成參數(shù)后作用于所建立的尾礦庫物理模型，實(shí)現(xiàn)了尾礦庫管理方案的合理選擇。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：
一種尾礦庫在線安全監(jiān)測系統(tǒng)，包括
變形監(jiān)測傳感器組，內(nèi)設(shè)北斗模塊，安裝于尾礦庫實(shí)時(shí)變形監(jiān)測點(diǎn)，用于變形監(jiān)測點(diǎn)的變形數(shù)據(jù)的采集，并將采集到的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送到中央處理器；
視頻數(shù)據(jù)采集模塊，內(nèi)設(shè)北斗模塊，用于通過架設(shè)在建筑實(shí)時(shí)變形監(jiān)測點(diǎn)周圍的數(shù)字?jǐn)z影機(jī)進(jìn)行高分辨率現(xiàn)場變形圖像數(shù)據(jù)以及尾礦庫內(nèi)環(huán)境圖像數(shù)據(jù)的采集，將采集到的圖像數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送到數(shù)據(jù)處理模塊和中央處理器；
監(jiān)測點(diǎn)內(nèi)應(yīng)力采集模塊，內(nèi)設(shè)北斗模塊，用于進(jìn)行建筑實(shí)時(shí)變形監(jiān)測點(diǎn)內(nèi)內(nèi)應(yīng)力數(shù)據(jù)值的采集，并將采集到的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送到中央處理器；
視頻數(shù)據(jù)處理模塊，用于通過均值法進(jìn)行背景建模，在視頻圖像中取連續(xù)n幀，計(jì)算這n幀圖像像素灰度值的平均值作為背景圖像的像素灰度值，建立不同情況下的安全參數(shù)模型；并將攝像頭所采集到的視頻圖像中的各幀圖像轉(zhuǎn)化為灰度，將所得灰度圖像與對應(yīng)的建模背景進(jìn)行差分操作，并對差分后的圖像進(jìn)行濾波處理，去除噪聲，利用預(yù)設(shè)閾值，對差分后的圖像進(jìn)行對比檢測，從而輸出尾礦庫安全評估結(jié)果至顯示屏進(jìn)行顯示；
中央處理器，用于接收變形監(jiān)測傳感器組、視頻數(shù)據(jù)采集模塊以及監(jiān)測點(diǎn)內(nèi)應(yīng)力采集模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)用其對應(yīng)的北斗信息進(jìn)行標(biāo)記后發(fā)送到數(shù)據(jù)庫進(jìn)行儲存，將完成標(biāo)記的數(shù)據(jù)發(fā)送到預(yù)測分析模塊和專家評估模塊；還用于將完成標(biāo)記的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成物理模型構(gòu)建模塊所能識別的數(shù)據(jù)格式發(fā)送到物理模型構(gòu)建模塊；用于根據(jù)人機(jī)操作模塊輸入的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)調(diào)用相應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)送到顯示屏進(jìn)行顯示；用于接收人機(jī)操作模塊輸入的控制命令，并按照預(yù)設(shè)的算法將其發(fā)送到指定的模塊；
預(yù)測分析模塊，用于根據(jù)接收到的中央處理器所發(fā)送數(shù)據(jù)值進(jìn)行尾礦庫安全情況的預(yù)測分析，并將得到的結(jié)果預(yù)測發(fā)送到顯示屏以及指定的移動終端，發(fā)送到指定的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行儲存；
專家評估模塊，用于儲存各類典型的尾礦庫變形數(shù)據(jù)、、內(nèi)應(yīng)力數(shù)據(jù)及其所可能帶來的建筑安全隱患模型，用于將接收到的中央處理器所發(fā)送的數(shù)據(jù)與所存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行類似度對比，并將比對結(jié)果按照相似度進(jìn)行升序或降序排序后，發(fā)送給顯示屏；
物理模型構(gòu)建模塊，通過flac3d根據(jù)接收到的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行尾礦庫物理模型的建立；
虛擬作動器，用于驅(qū)動參數(shù)變化的，與物理模型構(gòu)建模塊中的各元素建立關(guān)系后，可以在指定的范圍內(nèi)對參數(shù)進(jìn)行變動，從而可以驅(qū)動仿真分析方法針對不同的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算求解；并用于改變轉(zhuǎn)移節(jié)點(diǎn)的位置、方向設(shè)置，使尾礦庫物理模型運(yùn)動；還用于根據(jù)接收的控制命令進(jìn)行尾礦庫物理模型的分解、切割、放大和縮??；
虛擬傳感器，為在尾礦庫物理模型中插入的能直接獲取相應(yīng)的結(jié)果或信息的目標(biāo)的邏輯單元；
仿真分析模塊，仿真分析模塊，用于輸入可以分解為設(shè)計(jì)變量、設(shè)計(jì)目標(biāo)和設(shè)計(jì)約束的參數(shù)、算法，并將輸入?yún)?shù)、算法劃分為單元、特性和載荷，分別作用到指定的尾礦庫物理模型元素上；
在仿真模擬的過程中，虛擬作動器通過循環(huán)執(zhí)行仿真分析模塊，將結(jié)果反饋給給虛擬傳感器，所述虛擬傳感器接收結(jié)果并自動顯示數(shù)據(jù)；
人機(jī)操作模塊，用于用戶登錄，還用于輸入各種控制命令和待儲存數(shù)據(jù)。
其中，所述預(yù)測分析模塊包括
圖形繪制模塊，用于繪制并監(jiān)測根據(jù)所述監(jiān)測數(shù)據(jù)得出的各種曲線圖
對比分析模塊，將繪制曲線與原實(shí)測曲線進(jìn)行對比分析和預(yù)測，輸出分析預(yù)測結(jié)果；
回歸計(jì)算模塊，用于通過不同函數(shù)對所繪制的曲線進(jìn)行回歸計(jì)算。
其中，所述圖形繪制模塊根據(jù)輸入的監(jiān)測數(shù)據(jù)，生成隨時(shí)間、空間變化的時(shí)空效應(yīng)曲線即時(shí)態(tài)曲線和空間效應(yīng)曲線，所述時(shí)態(tài)曲線顯示了各監(jiān)測點(diǎn)的原始數(shù)據(jù)或變形數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化情況，所述空間效應(yīng)曲線突出了同一時(shí)間不同測點(diǎn)的監(jiān)測結(jié)果隨變形監(jiān)測點(diǎn)推進(jìn)的變化規(guī)律。
其中，還包括兩顯示屏，其中一個顯示屏用于進(jìn)行監(jiān)測視頻、監(jiān)測圖片以及監(jiān)測數(shù)據(jù)的播放，內(nèi)設(shè)轉(zhuǎn)換模塊，可以根據(jù)需要將監(jiān)測視頻或監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成文字播放；還用于顯示人機(jī)操作模塊輸入的各種數(shù)據(jù)以及整個監(jiān)測過程中需要顯示的數(shù)據(jù)，并基于檢測到的數(shù)據(jù)輸出表征建筑變形情況的二維結(jié)果圖、三維結(jié)果圖；另一個顯示屏用于物理模型的建立及其仿真分析。
其中，還包括一供電裝置，供電裝置為太陽能發(fā)電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的一種或兩種。
其中，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊采用gsm傳輸模塊。
其中，還包括一氣象傳感器組，用于尾礦庫周圍環(huán)境的數(shù)據(jù)的采集，至少包括大氣壓,濕度,降水,溫度,風(fēng)速、風(fēng)向，并將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到中央處理器。
本發(fā)明具有以下有益效果：
在線路中斷時(shí)，可以通過北斗短報(bào)文通訊技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的應(yīng)急傳輸，使用方便；能全方位的對尾礦庫情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測，從而得出尾礦庫情況的多種評估結(jié)果，檢測結(jié)果精確度高，且可以通過尾礦庫物理模型的構(gòu)建，對尾礦庫的后續(xù)情況進(jìn)行了預(yù)測和仿真分析，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)尾礦庫中產(chǎn)生的問題，也可以將各種尾礦庫管理方案轉(zhuǎn)換成參數(shù)后作用于所建立的尾礦庫物理模型，實(shí)現(xiàn)了尾礦庫管理方案的合理選擇；通過氣象傳感器的設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)尾礦庫周圍環(huán)境情況的采集，從而提高了整個系統(tǒng)的監(jiān)測精確度。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例一種尾礦庫在線安全監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種尾礦庫在線安全監(jiān)測系統(tǒng)，包括
變形監(jiān)測傳感器組，內(nèi)設(shè)北斗模塊，安裝于尾礦庫實(shí)時(shí)變形監(jiān)測點(diǎn)，用于變形監(jiān)測點(diǎn)的變形數(shù)據(jù)的采集，并將采集到的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送到中央處理器；
視頻數(shù)據(jù)采集模塊，內(nèi)設(shè)北斗模塊，用于通過架設(shè)在建筑實(shí)時(shí)變形監(jiān)測點(diǎn)周圍的數(shù)字?jǐn)z影機(jī)進(jìn)行高分辨率現(xiàn)場變形圖像數(shù)據(jù)以及尾礦庫內(nèi)環(huán)境圖像數(shù)據(jù)的采集，將采集到的圖像數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送到數(shù)據(jù)處理模塊和中央處理器；
監(jiān)測點(diǎn)內(nèi)應(yīng)力采集模塊，內(nèi)設(shè)北斗模塊，用于進(jìn)行建筑實(shí)時(shí)變形監(jiān)測點(diǎn)內(nèi)內(nèi)應(yīng)力數(shù)據(jù)值的采集，并將采集到的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送到中央處理器；
氣象傳感器組，用于尾礦庫周圍環(huán)境的數(shù)據(jù)的采集，至少包括大氣壓,濕度,降水,溫度,風(fēng)速、風(fēng)向，并將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到中央處理器；
視頻數(shù)據(jù)處理模塊，用于通過均值法進(jìn)行背景建模，在視頻圖像中取連續(xù)n幀，計(jì)算這n幀圖像像素灰度值的平均值作為背景圖像的像素灰度值，建立不同情況下的安全參數(shù)模型；并將攝像頭所采集到的視頻圖像中的各幀圖像轉(zhuǎn)化為灰度，將所得灰度圖像與對應(yīng)的建模背景進(jìn)行差分操作，并對差分后的圖像進(jìn)行濾波處理，去除噪聲，利用預(yù)設(shè)閾值，對差分后的圖像進(jìn)行對比檢測，從而輸出尾礦庫安全評估結(jié)果至顯示屏進(jìn)行顯示；
中央處理器，用于接收變形監(jiān)測傳感器組、視頻數(shù)據(jù)采集模塊以及監(jiān)測點(diǎn)內(nèi)應(yīng)力采集模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)用其對應(yīng)的北斗信息進(jìn)行標(biāo)記后發(fā)送到數(shù)據(jù)庫進(jìn)行儲存，將完成標(biāo)記的數(shù)據(jù)發(fā)送到預(yù)測分析模塊和專家評估模塊；還用于將完成標(biāo)記的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成物理模型構(gòu)建模塊所能識別的數(shù)據(jù)格式發(fā)送到物理模型構(gòu)建模塊；用于根據(jù)人機(jī)操作模塊輸入的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)調(diào)用相應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)送到顯示屏進(jìn)行顯示；用于接收人機(jī)操作模塊輸入的控制命令，并按照預(yù)設(shè)的算法將其發(fā)送到指定的模塊；
預(yù)測分析模塊，用于根據(jù)接收到的中央處理器所發(fā)送數(shù)據(jù)值進(jìn)行尾礦庫安全情況的預(yù)測分析，并將得到的結(jié)果預(yù)測發(fā)送到顯示屏以及指定的移動終端，發(fā)送到指定的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行儲存；具體的，所述預(yù)測分析模塊包括
圖形繪制模塊，用于繪制并監(jiān)測根據(jù)所述監(jiān)測數(shù)據(jù)得出的各種曲線圖
對比分析模塊，將繪制曲線與原實(shí)測曲線進(jìn)行對比分析和預(yù)測，輸出分析預(yù)測結(jié)果；
回歸計(jì)算模塊，用于通過不同函數(shù)對所繪制的曲線進(jìn)行回歸計(jì)算。所述圖形繪制模塊根據(jù)輸入的監(jiān)測數(shù)據(jù)，生成隨時(shí)間、空間變化的時(shí)空效應(yīng)曲線即時(shí)態(tài)曲線和空間效應(yīng)曲線，所述時(shí)態(tài)曲線顯示了各監(jiān)測點(diǎn)的原始數(shù)據(jù)或變形數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化情況，所述空間效應(yīng)曲線突出了同一時(shí)間不同測點(diǎn)的監(jiān)測結(jié)果隨變形監(jiān)測點(diǎn)推進(jìn)的變化規(guī)律。
專家評估模塊，用于儲存各類典型的尾礦庫變形數(shù)據(jù)、、內(nèi)應(yīng)力數(shù)據(jù)及其所可能帶來的建筑安全隱患模型，用于將接收到的中央處理器所發(fā)送的數(shù)據(jù)與所存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行類似度對比，并將比對結(jié)果按照相似度進(jìn)行升序或降序排序后，發(fā)送給顯示屏；
物理模型構(gòu)建模塊，通過flac3d根據(jù)接收到的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行尾礦庫物理模型的建立；
虛擬作動器，用于驅(qū)動參數(shù)變化的，與物理模型構(gòu)建模塊中的各元素建立關(guān)系后，可以在指定的范圍內(nèi)對參數(shù)進(jìn)行變動，從而可以驅(qū)動仿真分析方法針對不同的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算求解；并用于改變轉(zhuǎn)移節(jié)點(diǎn)的位置、方向設(shè)置，使尾礦庫物理模型運(yùn)動；還用于根據(jù)接收的控制命令進(jìn)行尾礦庫物理模型的分解、切割、放大和縮??；
虛擬傳感器，為在尾礦庫物理模型中插入的能直接獲取相應(yīng)的結(jié)果或信息的目標(biāo)的邏輯單元；比如虛擬變形監(jiān)測傳感器、虛擬監(jiān)測點(diǎn)內(nèi)應(yīng)力傳感器、虛擬氣象傳感器。
仿真分析模塊，仿真分析模塊，用于輸入可以分解為設(shè)計(jì)變量、設(shè)計(jì)目標(biāo)和設(shè)計(jì)約束的參數(shù)、算法，并將輸入?yún)?shù)、算法劃分為單元、特性和載荷，分別作用到指定的尾礦庫物理模型元素上；
在仿真模擬的過程中，虛擬作動器通過循環(huán)執(zhí)行仿真分析模塊，將結(jié)果反饋給給虛擬傳感器，所述虛擬傳感器接收結(jié)果并自動顯示數(shù)據(jù)；
人機(jī)操作模塊，用于用戶登錄，還用于輸入各種控制命令和待儲存數(shù)據(jù)。
還包括兩顯示屏，其中一個顯示屏用于進(jìn)行監(jiān)測視頻、監(jiān)測圖片以及監(jiān)測數(shù)據(jù)的播放，內(nèi)設(shè)轉(zhuǎn)換模塊，可以根據(jù)需要將監(jiān)測視頻或監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成文字播放；還用于顯示人機(jī)操作模塊輸入的各種數(shù)據(jù)以及整個監(jiān)測過程中需要顯示的數(shù)據(jù)，并基于檢測到的數(shù)據(jù)輸出表征建筑變形情況的二維結(jié)果圖、三維結(jié)果圖；另一個顯示屏用于物理模型的建立及其仿真分析。
還包括一供電裝置，供電裝置為太陽能發(fā)電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的一種或兩種。
所述數(shù)據(jù)傳輸模塊采用gsm傳輸模塊。
所述設(shè)計(jì)變量、設(shè)計(jì)目標(biāo)以及設(shè)計(jì)約束與仿真分析模塊中相關(guān)元素有著直接或間接的對應(yīng)關(guān)系，從而可以建立起元素間的對應(yīng)關(guān)系，從而打破兩模塊間的隔閡，并可以驅(qū)動起仿真分析模塊，并從中直接得到想要的數(shù)據(jù)，從而大大的提升效率和數(shù)據(jù)質(zhì)量。
所述仿真分析模塊內(nèi)設(shè)有element：廣義單元為仿真分析的真實(shí)對象；property：特性為一些分析對象上靜態(tài)的共用屬性信息；load：載荷為加載在這些分析載荷上外部影響因素或條件；analysis：分析為各類具體的仿真分析方法和評估方法；result：計(jì)算得到的數(shù)據(jù)以及基于數(shù)據(jù)處理的表格、云圖、報(bào)告；variable：設(shè)計(jì)變量是模型中可變量的標(biāo)識；target：設(shè)計(jì)目標(biāo)是最終用于衡量模型的好壞或合理性的指標(biāo)或指標(biāo)的處理結(jié)果；constraint：設(shè)計(jì)約束是系統(tǒng)在考慮優(yōu)化時(shí)需要遵守的規(guī)則；optalgorithm：優(yōu)化設(shè)計(jì)方法是各類進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體算法；optresult：優(yōu)化結(jié)果通過優(yōu)化計(jì)算得到的設(shè)計(jì)變量的最優(yōu)取值
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。