[发明专利]一种基于数据分析的矿井通风影响预测系统

权利要求书

1.一种基于数据分析的矿井通风影响预测系统，其特征在于，包括服务平台、矿井数据采集单元、通风影响预测单元、通风影响复核单元、预警调控单元，所述矿井数据采集单元用于采集矿井外的灰尘密度等级、矿井通风口的进风口处的风力参数、矿井通风口的出风口处的风力参数，其中风力参数包括风量和风压，并通过矿井通风口进风口和出风口处的风力参数差值计算出矿井通风口处的风压增压数值、风量损失数值，所述矿井数据采集单元将上述数据发送至服务平台；

所述通风影响预测单元能够通过服务平台获取到矿井数据采集单元发送的数据，并对该数据进行分析，获取不同时间下的风压差值、风量差值和矿井外的灰尘密度等级，并通过公式分析获取某一灰尘密度等级的作用时间对风压差值和风量差值的影响，从而预测在该灰尘密度等级继续作用下矿井通风效果的预计变化幅度，并将矿井通风效果的预计变化幅度发送至服务平台；

所述通风影响复核单元能够通过服务平台获取到矿井通风效果的预计变化幅度以及达到该变化幅度所需的时间，并在时间跨度到达预计时间后，通过矿井数据采集单元获取到实际的矿井通风口进风口与矿井通风口出风口处的风压差值和风量差值，并将其与通风影响预测单元所预测的风压差值和风量差值进行对比，通过对比结果判断通风影响预测单元所预测的矿井通风效果的预计变化幅度是否准确；

所述预警调控单元能够从服务平台获取到矿井通风效果的预计变化幅度以及到达该变化幅度所需的时间，并根据矿井通风效果的预计变化幅度生成对应的通风危险信号、通风提醒信号、通风正常信号，所述预警调控单元还能够从服务平台获取到矿井通风口进风口和出风口处的风力参数差值，并对风力差值进行对比，根据风力差值数据生成相应的加压信号或正常信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的矿井通风影响预测系统，其特征在于，所述通风影响预测单元对数据进行分析的过程如下：

获取起始时间点的风压差值F0、风量差值M0以及灰尘密度等级R0，在灰尘密度等级R0发生变化时，将每次变化后的灰尘密度等级逐个记为R1、R2…，在经过一段时间T后，再次获取风压差值T1、风量差值M1，并计算该段时间T内的平均灰尘密度等级R，R＝(R1+R2…+Rn)/n，并更根据公式计算矿井通风效果的变化幅度，矿井通风效果的变化幅度包括风压变化幅度F和风量变化幅度M，其中K、q为通风影响系数，该通风影响系数由上述实际情况计算得出并用于后续预测，所述通风影响预测单元根据上述矿井通风效果的变化幅度与通风设备工作时间t对未来矿井通风效果的变化幅度进行预测，所述通风影响预测单元在对未来矿井通风效果的变化幅度进行预测时，获取当前灰尘密度等级Ri、风压差值Fi和风量差值Mi，并将当前灰尘密度等级Ri、风压差值Fi和风量差值Mi带入上述公式，从而得到经过时间t后的未来矿井通风效果预计变化幅度其中Fj为经过时间t后未来矿井通风口的风压差值，Mj为经过时间t后未来矿井通风口的风量差值，所述矿井数据采集单元同时采集该时间t内的平均灰尘密度等级，并将矿井通风效果的预计变化幅度Mj和灰尘密度等级Ri发送至服务平台。

3.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的矿井通风影响预测系统，其特征在于，所述通风影响复核单元在获取到未来矿井通风效果预计变化幅度Mj后，进行计时，在经过时间t后，从矿井数据采集单元获取到该时间点的风压差值Ft和风量差值Mt，并将风压差值Ft和风压差值Fj、风量差值Mt和风量差值Mj进行对比；

若风压差值Ft和风压差值Fj的差值＜预设的预测阈值，则生成风压预测准确信号，若风压差值Ft和风压差值Fj的差值≥预设的预测阈值，则生成风压预测误差信号，并将风压预测误差信号发送至服务平台；

若风量差值Mt和风量差值Mj的差值＜预设的预测阈值，则生成风量预测准确信号，若风量差值Mt和风量差值Mj的差值≥预设的预测阈值，则生成风量预测误差信号，并将风量预测误差信号发送至服务平台；

所述服务平台收到风压预测误差信号或风量预测误差信号以及灰尘密度等级Ri后，将风压预测误差信号或风量预测误差信号以及灰尘密度等级Ri发送至管理员设备，管理员设备收到风压预测误差信号或风量预测误差信号以及灰尘密度等级Ri后，若时间t内的平均灰尘密度等级与预测所用的Ri相同，则根据实际情况对系数K或q进行调整，若时间t内的平均灰尘密度等级与预测所用的Ri不同，则该次误差有灰尘密度等级不同所引起，则忽略该次风压预测误差信号或风量预测误差信号。