[发明专利]基于数据融合的矿井爆炸报警系统

权利要求书

1.基于数据融合的矿井爆炸报警系统，其特征在于：所述系统设备包括：数据采集设备、传输网络、数据处理单元、报警显示单元；所述数据采集设备包括温度监测设备、氧气浓度监测设备、二氧化碳浓度监测设备、一氧化碳浓度监测设备、空气压力监测设备、紫外监测设备、红外监测设备、风速监测设备、风向监测设备、烟雾监测设备、甲烷浓度监测设备、氢气浓度监测设备、水蒸气监测设备、粉尘浓度监测设备、声音监测设备、图像监测设备、微震监测设备；

所述数据采集设备放置在采煤工作面、掘进工作面、临近工作面的巷道口和巷道，用于采集温度数据、氧气浓度数据、二氧化碳浓度数据、一氧化碳浓度数据、空气压力数据、紫外线监测数据、红外线监测数据、风速数据、风向数据、烟雾监测数据、甲烷浓度数据、氢气浓度数据、水蒸气数据、粉尘浓度数据、爆炸音监测数据、爆炸图像监测数据、微震监测数据；

所述传输网络负责系统的数据传输；所述传输网络包括分站、交换机、通信线缆；所述数据采集设备通过通信线缆或无线通信方式连接所述分站进行通信；所述分站、数据处理单元、报警显示单元通过通信线缆连接所述交换机；

所述数据处理单元负责接收所有数据采集设备发送的数据，对接收的数据进行处理，判定是否存在数据异常、依据数据异常是否符合设定报警条件进行矿井爆炸报警判定，向所述报警显示单元发送显示数据，并依据矿井爆炸报警区域内的数据采集设备发送的数据变化特征判定爆源；

所述报警显示单元负责显示数据采集设备采集的数据，并受数据处理单元控制发出爆炸声光报警信号；

所述数据异常包括温度异常、氧气异常、二氧化碳异常、一氧化碳异常、压力异常、紫外异常、红外异常、风速异常、风向异常、烟雾异常、甲烷异常、氢气异常、水蒸气异常、粉尘异常、声音异常、图像异常、震动异常；

所述压力异常的判定条件为以下条件的任意一种：

(1)满足P_t≥P_M；式中P_t为任意时刻t采集的空气压力数据，P_M为设定阈值；

(2)满足P_t-P_S≥P_Z1；式中P_Z1为设定阈值，P_S为巷道平均压力；

(3)满足P_T0-P_t≥P_Z2；P_T0为从t时刻起延后设定时间长度T₀所采集的空气压力数据，P_Z2为设定阈值；

(4)满足P_t-P_S≥P_Z3，P_T1-P_S≥P_Z3且P_T2-P_s≤P_Z4；式中P_T1、P_T2分别为从t时刻起延后设定时间长度T₁、T₂所采集的空气压力数据，T₂＞T₁，P_Z3、P_Z4为设定阈值，P_Z3＞P_Z4；

(5)满足式中n为设定监测时间T内数据采集的次数，P_i为第i次采集的空气压力数据，P_M1为设定阈值；

矿井爆炸报警分为三级，矿井爆炸三级报警的判定条件为满足以下条件的任意一种：

(1)在设定时间长度T_C1内监测到压力异常和温度异常；

(2)在设定时间长度T_C1内监测到声音异常和温度异常；

(3)在设定时间长度T_C1内监测到微震异常和温度异常；

矿井爆炸二级报警的判定条件为，在设定时间长度T_C2内监测到矿井爆炸三级报警且监测到氧气异常和二氧化碳异常；

矿井爆炸一级报警的判定条件为，在设定时间长度T_C3内监测到矿井爆炸二级报警且监测到一氧化碳异常、紫外异常、红外异常、风速异常、风向异常、烟雾异常、甲烷异常、氢气异常、水蒸气异常、粉尘异常或图像异常。