一种矿井灾害逃生仿真系统和方法

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种矿井灾害逃生仿真系统和方法。

背景技术

当前在矿井灾害事故发生后，通过及时有效的提醒矿工灾害逃生，能够有效保障矿工的生命财产安全，而逃生的成功与否和矿工遇到灾变时的逃生路线密切相关。

传统的矿井灾害逃生演练方法一般是在静态的场景下，培训人员按照预先设置的脚本进行演练，演练场景为固定场景，矿井灾害逃生演练并不适用所有矿井灾害逃生。矿井安全生产受多个复杂环境因素影响，且与空间时间的动态变化密切相关，矿井灾害逃生演练方法无法智能推荐矿井人员的最佳逃生路线，从而引发矿井生产安全问题。

发明内容

本发明提供了一种矿井灾害逃生仿真系统和方法，以引导矿井人员在灾害发生时选择最佳逃生路线，从而降低矿井人员生命安全受威胁的问题。

根据本发明的一方面，提供了一种矿井灾害逃生仿真系统。该系统，包括：矿井数据采集模块、矿井灾害仿真模块和逃生路线规划模块；其中，

所述矿井数据采集模块，与所述矿井灾害仿真模块连接，用于采集矿井内各区域的矿井环境数据，将所述矿井环境数据发送至所述矿井灾害仿真模块；

所述矿井灾害仿真模块，与所述逃生路线规划模块连接，用于设定矿井灾害参数，并根据矿井环境数据，展示有害气体的模拟扩散信息；

所述逃生路线规划模块，用于根据所述模拟扩散信息和矿井人员的位置信息，确定第一逃生路线，并展示所述第一逃生路线。

根据本发明的另一方面，提供了一种矿井灾害逃生仿真方法，其特征在于，应用于所述矿井灾害逃生仿真系统。该方法包括：

通过矿井数据采集模块，采集矿井内各区域的矿井环境数据，将所述矿井环境数据发送至所述矿井灾害仿真模块；

通过矿井灾害仿真模块，设定矿井灾害参数，并根据矿井环境数据，展示有害气体的模拟扩散信息；

通过逃生路线规划模块，根据所述模拟扩散信息和矿井人员的位置信息，确定第一逃生路线，并展示所述第一逃生路线。

本发明实施例的技术方案，通过矿井数据采集模块，采集矿井内各区域的矿井环境数据，将所述矿井环境数据发送至所述矿井灾害仿真模块。通过矿井灾害仿真模块，设定矿井灾害参数，并根据矿井环境数据，展示有害气体的模拟扩散信息。通过逃生路线规划模块，根据所述模拟扩散信息和矿井人员的位置信息，确定第一逃生路线，并展示所述第一逃生路线，解决了无法智能推荐灾害逃生路线的问题，从而降低矿井人员生命安全受威胁的问题。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例一提供的一种矿井灾害逃生仿真系统的结构示意图；

图2是根据本发明实施例二所适用一种矿井灾害逃生仿真方法的流程图；

图3是根据本发明实施例三提供的一种矿井人员逃生线路规划流程框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

图1为本发明实施例一提供了一种矿井灾害逃生仿真系统的结构示意图图，本实施例可适用于智能推荐灾害逃生路线的情况，尤其适用于矿井火灾发生时智能推荐矿井人员逃生路线的情况。如图1所示，该系统包括：矿井数据采集模块301、矿井灾害仿真模块302和逃生路线规划模块303。

其中，

所述矿井数据采集模块301，与所述矿井灾害仿真模块302连接，用于采集矿井内各区域的矿井环境数据，将所述矿井环境数据发送至所述矿井灾害仿真模块；所述矿井灾害仿真模块302，与所述逃生路线规划模块303连接，用于设定矿井灾害参数，并根据矿井环境数据，展示有害气体的模拟扩散信息；所述逃生路线规划模块303，用于根据所述模拟扩散信息和矿井人员的位置信息，确定第一逃生路线，并展示所述第一逃生路线。

其中，矿井环境数据可以是指矿井内的实际环境数据信息。示例性地，矿井环境数据可以包括矿井风量信息、矿井风速信息和矿井风向信息等。矿井灾害参数可以是指在发生矿井灾害时矿井内的各种矿井信息。示例性地，所述矿井灾害参数包括矿井通道周长参数、矿井面积参数、摩擦阻力参数、岩石热扩散系数、矿井温度参数和瓦斯浓度参数。模拟扩散信息可以是指在发生矿井灾害时模拟矿井内的有害气体的扩散情况。第一逃生路线可以是指为矿井人员智能推荐的逃生路线。

具体地，矿井数据采集模块301可以和所述矿井灾害仿真模块302进行连接，基于预设间隔时间(比如10天)，用于替代人工进行矿井内自动采集矿井内各区域的矿井环境数据，解决人工不能实时查看井下通风状况，并将采集的矿井环境数据发送至矿井灾害仿真模块302。所述矿井灾害仿真模块302可以和逃生路线规划模块303进行连接，矿井灾害仿真模块302可用于模拟设定在灾害发生时矿井内的矿井灾害参数，并根据获取的矿井环境数据，在三维地图上模拟展示矿井内有害气体的模拟扩散信息。例如，例：矿井通道A具有节点A1和节点A2，在矿井通道A的100米处有火灾，风向是A1至A2，A2后面是风门C(打开状态)和矿井通道B具有节点B1和节点B2，根据矿井灾害参数和矿井环境数据，可以确定从矿井通道A的100米扩散到风门C处需要5秒，扩散到矿井通道B的B2节点需要2分钟，则会在显示装置上模拟出灾害信息和有害气体扩散的动效。逃生路线规划模块303可以用于根据所述模拟扩散信息和接收到的矿井人员的位置信息智能规划第一逃生路线，并展示所述第一逃生路线，指引矿井人员逃往安全区域。

示例性地，所述系统还包括矿井设备联动模块；其中，所述矿井设备联动模块，用于根据所述模拟扩散信息和所述第一逃生路线，联动调制矿井内的各类矿井设备。

具体地，矿井设备联动模块可以根据硬件协议，根据模拟扩散信息和所述第一逃生路线联动矿井设备配合矿井人员逃生，并推送控制结果至矿井调度中心的显示界面。

示例性地，所述矿井设备联动模块包括联动显示单元、灾害播报单元、联动风门单元和联动风扇单元；其中，所述联动显示单元，基于预设距离间隔设置于矿井通道内，用于显示所述模拟扩散信息和所述第一逃生路线；所述灾害播报单元，基于预设距离间隔设置于矿井通道内，用于播报矿井灾害信息；所述联动风门单元，用于根据所述模拟扩散信息，将矿井风门状态联动调制为开启状态或关闭状态；所述联动风扇单元，用于根据所述模拟扩散信息，联动调制矿井风扇的叶片角度。

具体地，联动显示单元在矿井内根据预设间隔设置于矿井通道的墙壁上，可以显示矿井灾害信息，模拟扩散信息和第一逃生路线。灾害播报单元可以和联动显示单元等同设置，用于播报矿井灾害信息和矿井安全区域等。所述联动风门单元可以根据所述模拟扩散信息，将相应的矿井风门状态联动调制为开启状态或关闭状态，以使降低有害气体和矿井灾害进一步扩散，保障矿井人员安全。联动风扇单元用于所述模拟扩散信息，联动调制矿井风扇的叶片角度，进一步降低有害气体的扩散。

示例性地，所述逃生路线规划模块303，还可以用于：基于所述矿井环境数据和所述矿井灾害参数，确定矿井灾害对应的实际灾害等级；在所述实际灾害等级大于或等于预设灾害等级的情况下，确定所述第一逃生路线。

具体地，根据矿井环境数据和所述矿井灾害参数进行判断，确定发生的矿井灾害对应的实际灾害等级，并将实际灾害等级与预设灾害等级进行对比，在所述实际灾害等级大于或等于预设灾害等级的情况下，确定矿井设备无法消除矿井灾害，矿井人员需要撤离并逃往安全区域，逃生路线规划模块303智能规划第一逃生路线。

示例性地，所述逃生路线规划模块303，还用于：在所述实际灾害等级小于所述预设灾害等级的情况下，根据所述矿井环境数据和所述矿井灾害参数，确定矿井设备联动调节信息，将所述设备联动调节信息发送至矿井调度中心，以使在矿井调度员确定执行后执行矿井灾害抢救。

其中，设备联动调节信息可以是指矿井设备的调节信息，例如矿井风门的关闭调节信息，矿井风机关闭调节信息、开启调节信息、风力减小控制信息以及风力增加控制信息等。

具体地，在所述实际灾害等级小于预设灾害等级的情况下，确定通过矿井设备可以消除灾害，矿井人员安全未受到威胁，无需逃生，则根据所述矿井环境数据和所述矿井灾害参数，确定矿井设备联动调节信息，将所述设备联动调节信息发送至矿井调度中心，以使在矿井调度员确定执行后执行矿井灾害抢救，从而合理制定逃生方案，提升矿井开采效率。

示例性地，所述系统还包括急救设备指引模块；其中，所述急救设备指引模块，用于在确定所述矿井人员无法在预设安全时长内逃出矿井的情况下，根据所述矿井人员的实时位置信息和最近急救设备位置信息，确定获取所述急救设备的指引路线。

其中，预设安全时长可以是指预先根据灾害等级设定的安全逃生时间。

具体地，急救设备指引模块用于在确定所述矿井人员无法在预设安全时长内逃出矿井的情况下，确定所有急救设备位置信息，并根据矿井人员的实时位置信息确定最近急救设备位置信息。进一步的，根据所述矿井人员的实时位置信息和最近急救设备位置信息，确定获取所述急救设备的指引路线，同时可以在矿井人员佩戴的定位卡上显示急救设备的指引路线，以使矿井人员根据急救设备的指引路线获取急救设备，从而提高矿井人员的生存几率。

示例性地，所述逃生路线规划模块303，还用于：在矿井人员携带有急救设备的情况下，获取所述矿井人员的携带急救设备的剩余氧气容量信息，基于所述模拟扩散信息和所述剩余氧气容量信息确定第二逃生路线。

其中，第二逃生路线可以是指在矿井人员携带急救设备情况下制定的逃生路线。

具体地，在矿井人员携带有急救设备的情况下，矿井人员可以抗拒更加恶略的矿井环境，同时安全逃生时间更长。逃生路线规划模块303基于当前情况，重新为矿井人员选定更加安全的区域，并智能制定第二逃生路线，同时可以在矿井人员佩戴的定位卡上显示第二逃生路线。

本发明实施例的技术方案，通过矿井数据采集模块，采集矿井内各区域的矿井环境数据，将所述矿井环境数据发送至所述矿井灾害仿真模块。通过矿井灾害仿真模块，设定矿井灾害参数，并根据矿井环境数据，展示有害气体的模拟扩散信息。通过逃生路线规划模块，根据所述模拟扩散信息和矿井人员的位置信息，确定第一逃生路线，并展示所述第一逃生路线，解决了无法智能推荐灾害逃生路线的问题，从而降低矿井人员生命安全受威胁的问题。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种矿井灾害逃生仿真方法的流程图，。如图2所示，该方法包括：

S201、通过矿井数据采集模块，采集矿井内各区域的矿井环境数据，将所述矿井环境数据发送至所述矿井灾害仿真模块。

S202、通过矿井灾害仿真模块，设定矿井灾害参数，并根据矿井环境数据，展示有害气体的模拟扩散信息。

S203、通过逃生路线规划模块，根据所述模拟扩散信息和矿井人员的位置信息，确定第一逃生路线，并展示所述第一逃生路线。

本发明实施例的技术方案，通过矿井数据采集模块，采集矿井内各区域的矿井环境数据，将所述矿井环境数据发送至所述矿井灾害仿真模块。通过矿井灾害仿真模块，设定矿井灾害参数，并根据矿井环境数据，展示有害气体的模拟扩散信息。通过逃生路线规划模块，根据所述模拟扩散信息和矿井人员的位置信息，确定第一逃生路线，并展示所述第一逃生路线，解决了无法智能推荐灾害逃生路线的问题，从而降低矿井人员生命安全受威胁的问题。

在上述各实施例的基础上，在上述各实施例的基础上，通过矿井设备联动模块，根据所述模拟扩散信息和所述第一逃生路线，联动调制矿井内的各类矿井设备。

在上述各实施例的基础上，所述矿井设备联动模块包括联动显示单元、灾害播报单元、联动风门单元和联动风扇单元；其中，通过联动显示单元显示所述模拟扩散信息和所述第一逃生路线。通过灾害播报单元播报矿井灾害信息。通过联动风门单元根据所述模拟扩散信息，将矿井风门状态联动调制为开启状态或关闭状态。通过联动风扇单元根据所述模拟扩散信息，联动调制矿井风扇的叶片角度。

在上述各实施例的基础上，所述矿井环境数据包括矿井风量信息、矿井风速信息和矿井风向信息。

在上述各实施例的基础上，所述矿井灾害参数包括矿井通道周长参数、矿井面积参数、摩擦阻力参数、岩石热扩散系数、矿井温度参数和瓦斯浓度参数。

在上述各实施例的基础上，通过逃生路线规划模块，基于所述矿井环境数据和所述矿井灾害参数，确定矿井灾害对应的实际灾害等级；在所述实际灾害等级大于或等于预设灾害等级的情况下，确定所述第一逃生路线。

在上述各实施例的基础上，通过逃生路线规划模块，在所述实际灾害等级小于所述预设灾害等级的情况下，根据所述矿井环境数据和所述矿井灾害参数，确定矿井设备联动调节信息，将所述设备联动调节信息发送至矿井调度中心，以使在矿井调度员确定执行后执行矿井灾害抢救。

在上述各实施例的基础上，通过急救设备指引模块，在确定所述矿井人员无法在预设安全时长内逃出矿井的情况下，根据所述矿井人员的实时位置信息和最近急救设备位置信息，确定获取所述急救设备的指引路线。

在上述各实施例的基础上，通过逃生路线规划模块，在矿井人员携带有急救设备的情况下，获取所述矿井人员的携带急救设备的剩余氧气容量信息，基于所述模拟扩散信息和所述剩余氧气容量信息确定第二逃生路线。

本发明实施例的技术方案，通过矿井数据采集模块，采集矿井内各区域的矿井环境数据，将所述矿井环境数据发送至所述矿井灾害仿真模块。通过矿井灾害仿真模块，设定矿井灾害参数，并根据矿井环境数据，展示有害气体的模拟扩散信息。通过逃生路线规划模块，根据所述模拟扩散信息和矿井人员的位置信息，确定第一逃生路线，并展示所述第一逃生路线，解决了无法智能推荐灾害逃生路线的问题，从而降低矿井人员生命安全受威胁的问题。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种矿井人员逃生线路规划流程框图。如图3所示，该方法包括：

S301、基于所述矿井环境数据和所述矿井灾害参数，确定矿井灾害对应的实际灾害等级。

S302、确定在所述实际灾害等级是否大于或等于预设灾害等级。是，执行步骤S303。否，执行步骤S305。

S303、确定第一逃生路线，并确定矿井设备联动调节信息。

S304、联动调制矿井内的矿井设备。

S305、确定矿井设备联动调节信息。

S306、矿井调度员是否确定执行。是，则执行步骤S305。否，则结束。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。