基于礦工行為分析的井下預(yù)警機(jī)制的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種井下預(yù)警機(jī)制，特別是一種基于礦工行為分析的井下預(yù)警機(jī)制。
【背景技術(shù)】
[0002] 在如今，礦工井下的預(yù)警機(jī)制多數(shù)集中在井下對(duì)工作環(huán)境的監(jiān)控，如對(duì)瓦斯?jié)舛?的監(jiān)控，但是對(duì)礦工異常行為的監(jiān)控，多數(shù)是錄像監(jiān)控，或者用安全規(guī)范約束礦工的異常行 為，對(duì)礦工異常行為沒(méi)有一套完整行為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，因此無(wú)法評(píng)估礦工的行為是否為異常行 為，更無(wú)法對(duì)礦工異常行為進(jìn)行預(yù)警。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是要提供一種基于礦工行為分析的井下預(yù)警機(jī)制，解決無(wú)法評(píng)估礦 工的行為是否為異常行為，更無(wú)法對(duì)礦工異常行為進(jìn)行預(yù)警的問(wèn)題。
[0004] 本發(fā)明的目的是該樣實(shí)現(xiàn)的：井下預(yù)警機(jī)制；先要對(duì)礦工的歷史活動(dòng)軌跡進(jìn)行統(tǒng) 計(jì)；統(tǒng)計(jì)的方法是對(duì)井下礦工的移動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行隨機(jī)抽樣，抽樣軌跡數(shù)據(jù)的時(shí)間長(zhǎng)度為 1個(gè)月，采集礦工的移動(dòng)軌跡；對(duì)抽樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察，剔除其中存在安全隱患和異常行為 多的礦工；之后按照隱馬爾可夫模型對(duì)其地點(diǎn)與行為進(jìn)行建模，獲取其=個(gè)狀態(tài)參數(shù)入= (A，B，n);其中；
[000引 A;狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率：
[000引 ^ =[幻自」，其中3。'=口(9"1=8^91=8 1)，8;[，&<=5"=扭1，5*;，...成}
[0007]B;觀測(cè)概率；
[000引 公= 其中bj'(m)三P化=VMk=S1)，VmcF= {vi，v]…
[0009] n;表示初始概率；
[0010] 口 = [3^1]，其中 3^1三口（9 1=8 1);
[0011] 具體方法如下：
[0012] 對(duì)礦工的移動(dòng)行為進(jìn)行停留點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)，停留點(diǎn)的定義是在礦工在一段時(shí)間內(nèi)，其 滯留的區(qū)域；發(fā)現(xiàn)停留區(qū)域后，將停留區(qū)域參照井下地圖發(fā)現(xiàn)其在井下的地點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行標(biāo) 注；
[0013] 按照時(shí)段對(duì)礦工在井下的活動(dòng)時(shí)間進(jìn)行劃分，劃分的規(guī)則為，選取停留點(diǎn)的作為 時(shí)間粒度，將礦工的井下活動(dòng)時(shí)間進(jìn)行均分；
[0014] 將礦工在井下的移動(dòng)軌跡按照時(shí)間劃分產(chǎn)生一個(gè)礦工井下移動(dòng)序列，該序列作為 隱馬爾可夫過(guò)程的觀測(cè)序列；
[0015] 調(diào)取該一個(gè)月內(nèi)的井下視頻監(jiān)控，對(duì)礦工的行為按照時(shí)間劃分進(jìn)行發(fā)現(xiàn)，對(duì)其進(jìn) 行統(tǒng)計(jì)；將井下的礦工活動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移序列作為隱馬爾可夫過(guò)程中的狀態(tài)轉(zhuǎn)移序列進(jìn)行統(tǒng) 計(jì)，計(jì)算出礦工的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣A，通過(guò)與之前礦工軌跡觀測(cè)序列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算獲得發(fā)射 概率B，該樣便基于隱馬爾可夫模型建立了礦工的在井下的移動(dòng)模型；
[0016] 通過(guò)對(duì)行為規(guī)范度高的礦工的行為進(jìn)行建模，得到一個(gè)行為規(guī)范的礦工隱馬爾可 夫參數(shù)及x= {>1，As... 其中n為抽樣中礦工的個(gè)數(shù)；
[0017] 將該參數(shù)集評(píng)價(jià)機(jī)制，對(duì)礦工的井下工作軌跡進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0018] 評(píng)價(jià)的方法是；對(duì)該礦工進(jìn)行停留點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，并且按照時(shí)段，獲得該礦工在井下移動(dòng) 軌跡觀測(cè)序列，獲得該觀測(cè)序列后對(duì)其進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估的值為：
[0019]
(式 1)
[0020] 式中，0表示觀測(cè)序列，Ai表示在第i個(gè)模型，n代表模型的總數(shù)；
[0021] 設(shè)定一個(gè)闊值，當(dāng)評(píng)估值小于該闊值時(shí)，可W懷疑該礦工在井下的移動(dòng)行為存在 不規(guī)范；對(duì)其在井下的錄像進(jìn)行調(diào)查監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)其異常行為，起到預(yù)警的作用。
[0022] 有益效果，由于采用了上述方案，在井下，礦工的移動(dòng)數(shù)據(jù)蘊(yùn)涵了該礦工的行為特 征，通過(guò)對(duì)礦工的行為進(jìn)行分析，建立一套礦工行為的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，使用該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)礦工的行為 進(jìn)行評(píng)估，發(fā)現(xiàn)礦工的異常行為，起到預(yù)警的作用。解決了無(wú)法評(píng)估礦工的行為是否為異常 行為，更無(wú)法對(duì)礦工異常行為進(jìn)行預(yù)警的問(wèn)題，達(dá)到了本發(fā)明的目的。
[0023] 優(yōu)點(diǎn)；對(duì)礦工的不規(guī)范行為，通過(guò)其移動(dòng)軌跡進(jìn)行發(fā)現(xiàn)，建立一套預(yù)警機(jī)制，防范 于未然，提高礦工的在井下工作的安全性。
【附圖說(shuō)明】：
[0024] 圖1是本發(fā)明的狀態(tài)和礦工行為的關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[00巧]實(shí)施例1 ;井下預(yù)警機(jī)制：先要對(duì)礦工的歷史活動(dòng)軌跡進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；統(tǒng)計(jì)的方法是對(duì) 井下礦工的移動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行隨機(jī)抽樣，抽樣軌跡數(shù)據(jù)的時(shí)間長(zhǎng)度為1個(gè)月，采集礦工的 移動(dòng)軌跡；對(duì)抽樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察，剔除其中存在安全隱患和異常行為多的礦工；之后按 照隱馬爾可夫模型對(duì)其地點(diǎn)與行為進(jìn)行建模，獲取其S個(gè)狀態(tài)參數(shù)A= (A，B，n);其中； [002引 A;狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率：
[0027] ^ =[。')」，其中3。'=口（9"1=8^91=8 1)，8。5*,.(=5* =拭,5*:,...，5^}
[0028] B;觀測(cè)概率；
[0029] 公=|_占^'(。2)_|，其中叫(111)三口化=￥11山1=8 1)，1^~[^'^ =扛1，七2...'1^}
[0030] n;表示初始概率；
[0031 ] 口二[3^1]，其中 3^1三口（9 1=8 1);
[0032] 具體方法如下；
[0033] 對(duì)礦工的移動(dòng)行為進(jìn)行停留點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)，停留點(diǎn)的定義是在礦工在一段時(shí)間內(nèi)，其 滯留的區(qū)域；發(fā)現(xiàn)停留區(qū)域后，將停留區(qū)域參照井下地圖發(fā)現(xiàn)其在井下的地點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行標(biāo) 注；
[0034] 按照時(shí)段對(duì)礦工在井下的活動(dòng)時(shí)間進(jìn)行劃分，劃分的規(guī)則為，選取停留點(diǎn)的作為 時(shí)間粒度，將礦工的井下活動(dòng)時(shí)間進(jìn)行均分；
[00巧]將礦工在井下的移動(dòng)軌跡按照時(shí)間劃分產(chǎn)生一個(gè)礦工井下移動(dòng)序列，該序列作為 隱馬爾可夫過(guò)程的觀測(cè)序列；
[0036] 調(diào)取該一個(gè)月內(nèi)的井下視頻監(jiān)控，對(duì)礦工的行為按照時(shí)間劃分進(jìn)行發(fā)現(xiàn)，對(duì)其進(jìn) 行統(tǒng)計(jì)；將井下的礦工活動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移序列作為隱馬爾可夫過(guò)程中的狀態(tài)轉(zhuǎn)移序列進(jìn)行統(tǒng) 計(jì)，計(jì)算出礦工的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣A，通過(guò)與之前礦工軌跡觀測(cè)序列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算獲得發(fā)射 概率B，該樣便基于隱馬爾可夫模型建立了礦工的在井下的移動(dòng)模型；
[0037] 通過(guò)對(duì)行為規(guī)范度高的礦工的行為進(jìn)行建模，得到一個(gè)行為規(guī)范的礦工隱馬爾可 夫參數(shù)及X= {>1，As... 其中n為抽樣中礦工的個(gè)數(shù)；
[0038] 將該參數(shù)集評(píng)價(jià)機(jī)制，對(duì)礦工的井下工作軌跡進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0039] 評(píng)價(jià)的方法是；對(duì)該礦工進(jìn)行停留點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，并且按照時(shí)段，獲得該礦工在井下移動(dòng) 軌跡觀測(cè)序列，獲得該觀測(cè)序列后對(duì)其進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估的值為：
[0040]
(式 1)
[00川式中，0表示觀測(cè)序列，A康示在第i個(gè)模型，n代表模型的總數(shù)；
[0042] 設(shè)定一個(gè)闊值，當(dāng)評(píng)估值小于該闊值時(shí)，可W懷疑該礦工在井下的移動(dòng)行為存在 不規(guī)范；對(duì)其在井下的錄像進(jìn)行調(diào)查監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)其異常行為，起到預(yù)警的作用。
[004引具體的；
[0044] 在采用該預(yù)警機(jī)制時(shí)，先要對(duì)礦工的移動(dòng)軌跡進(jìn)行抽樣，并從其中篩選出規(guī)范員 工的移動(dòng)數(shù)據(jù)，然后對(duì)其按照隱馬爾可夫過(guò)程進(jìn)行建模，獲取參數(shù)集X。對(duì)礦井下的其他礦 工按照該參數(shù)集進(jìn)行評(píng)估。得到評(píng)估值，并對(duì)評(píng)估值設(shè)定闊值，高于該闊值的礦工為規(guī)范礦 工，定于該闊值的為不規(guī)范員工，對(duì)其視頻監(jiān)控進(jìn)行監(jiān)控發(fā)現(xiàn)其異常狀態(tài)，起到預(yù)警作用。
[0045] 圖1為狀態(tài)和礦工行為的關(guān)系圖，圖中，Si、表示礦工的第一個(gè)狀態(tài)；S2、表示礦工 的第二個(gè)狀態(tài)；S3、表示礦工的第S個(gè)狀態(tài)；trai、表示礦工的第一個(gè)地點(diǎn)；tra2、表示礦工 的第二個(gè)地點(diǎn)；trag、表示礦工的第S個(gè)地點(diǎn)；tra4、表示礦工的第四個(gè)地點(diǎn)；a、表示狀態(tài)轉(zhuǎn) 移的概率；ai2、表示狀態(tài)1向狀態(tài)2轉(zhuǎn)移的概率；b、表示狀態(tài)引發(fā)移動(dòng)的發(fā)射概率，如bi2,由 狀態(tài)1觀測(cè)到礦工處于第二個(gè)地點(diǎn)的概率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于礦工行為分析的井下預(yù)警機(jī)制，其特征是：井下預(yù)警機(jī)制：先要對(duì)礦工的 歷史活動(dòng)軌跡進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；統(tǒng)計(jì)的方法是對(duì)井下礦工的移動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行隨機(jī)抽樣，抽樣軌 跡數(shù)據(jù)的時(shí)間長(zhǎng)度為1個(gè)月，采集礦工的移動(dòng)軌跡；對(duì)抽樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察，剔除其中存在 安全隱患和異常行為多的礦工；之后按照隱馬爾可夫模型對(duì)其地點(diǎn)與行為進(jìn)行建模，獲取 其三個(gè)狀態(tài)參數(shù)λ = (Α，Β，Π );其中： A :狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率： J = h/j，其中 aij= P(qt+1= S j|qt= S)，Si, ^ = B :觀測(cè)概率： 5 = ,其中 bj (m)三 p (Ot= V MI qt= S i)，Vm c F = {vpV2...vM} Π :表示初始概率 Π = [：πi]，其中JτiEp(q1=Si) ; 具體方法如下： 對(duì)礦工的移動(dòng)行為進(jìn)行停留點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)，停留點(diǎn)的定義是在礦工在一段時(shí)間內(nèi)，其滯留 的區(qū)域；發(fā)現(xiàn)停留區(qū)域后，將停留區(qū)域參照井下地圖發(fā)現(xiàn)其在井下的地點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行標(biāo)注； 按照時(shí)段對(duì)礦工在井下的活動(dòng)時(shí)間進(jìn)行劃分，劃分的規(guī)則為，選取停留點(diǎn)的作為時(shí)間 粒度，將礦工的井下活動(dòng)時(shí)間進(jìn)行均分； 將礦工在井下的移動(dòng)軌跡按照時(shí)間劃分產(chǎn)生一個(gè)礦工井下移動(dòng)序列，該序列作為隱馬 爾可夫過(guò)程的觀測(cè)序列； 調(diào)取這一個(gè)月內(nèi)的井下視頻監(jiān)控，對(duì)礦工的行為按照時(shí)間劃分進(jìn)行發(fā)現(xiàn)，對(duì)其進(jìn)行統(tǒng) 計(jì)；將井下的礦工活動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移序列作為隱馬爾可夫過(guò)程中的狀態(tài)轉(zhuǎn)移序列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì) 算出礦工的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣Α，通過(guò)與之前礦工軌跡觀測(cè)序列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算獲得發(fā)射概率 Β，這樣便基于隱馬爾可夫模型建立了礦工的在井下的移動(dòng)模型； 通過(guò)對(duì)行為規(guī)范度高的礦工的行為進(jìn)行建模，得到一個(gè)行為規(guī)范的礦工隱馬爾可夫參 數(shù)及X= { λ1; λ 2... λ J其中η為抽樣中礦工的個(gè)數(shù)； 將該參數(shù)集評(píng)價(jià)機(jī)制，對(duì)礦工的井下工作軌跡進(jìn)行評(píng)價(jià)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于礦工行為分析的井下預(yù)警機(jī)制，其特征是：所述的評(píng)價(jià) 的方法是：對(duì)該礦工進(jìn)行停留點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，并且按照時(shí)段，獲得該礦工在井下移動(dòng)軌跡觀測(cè)序 列，獲得該觀測(cè)序列后對(duì)其進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估的值為：式中，0表示觀測(cè)序列，λ 1表示在第i個(gè)模型，η代表模型的總數(shù)； 設(shè)定一個(gè)閾值，當(dāng)評(píng)估值小于該閾值時(shí)，可以懷疑該礦工在井下的移動(dòng)行為存在不規(guī) 范；對(duì)其在井下的錄像進(jìn)行調(diào)查監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)其異常行為，起到預(yù)警的作用。
【專(zhuān)利摘要】一種基于礦工行為分析的井下預(yù)警機(jī)制，屬于井下預(yù)警機(jī)制。井下預(yù)警機(jī)制：對(duì)礦工的歷史活動(dòng)軌跡進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；方法是對(duì)井下礦工的移動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行隨機(jī)抽樣，抽樣軌跡數(shù)據(jù)的時(shí)間長(zhǎng)度為1個(gè)月，采集礦工的移動(dòng)軌跡；對(duì)抽樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察，剔除其中存在安全隱患和異常行為多的礦工；之后按照隱馬爾可夫模型對(duì)其地點(diǎn)與行為進(jìn)行建模，獲取其三個(gè)狀態(tài)參數(shù)λ＝(A,B,Π)。在井下，礦工的移動(dòng)數(shù)據(jù)蘊(yùn)涵了該礦工的行為特征，通過(guò)對(duì)礦工的行為進(jìn)行分析，建立一套礦工行為的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，使用該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)礦工的行為進(jìn)行評(píng)估，發(fā)現(xiàn)礦工的異常行為，起到預(yù)警的作用。優(yōu)點(diǎn)：對(duì)礦工的不規(guī)范行為，通過(guò)其移動(dòng)軌跡進(jìn)行發(fā)現(xiàn)，建立一套預(yù)警機(jī)制，防范于未然，提高礦工的在井下工作的安全性。
【IPC分類(lèi)】G06Q10/04, G06Q50/02
【公開(kāi)號(hào)】CN104881711
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510253936
【發(fā)明人】陳偉, 吳保磊, 唐志博, 王珂
【申請(qǐng)人】中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年5月18日