一、應用場景

沖擊地壓發生將導致人員傷亡、停產整頓，對礦山開采作業的安全進行影響極大。為了預測預防沖擊地壓危害，礦區搭建了各種沖擊地壓監測系統（微震監測系統、應力監測系統、鉆屑監測系統和液壓支柱監測系統）。各監測系統對礦山生產中引發的安全危害都起到了預測預防的作用，但都未能預測預防所有的安全危害。礦上需要一套能夠全面分析安全危害狀況的系統，指導生產的安全、順利進行。沖擊地壓綜合預警平臺正是這樣的一套系統。本系統集成了微震、應力、鉆屑、液壓支柱等常規的用于沖擊地壓危害監測的監測系統數據于一體。通過對多種監測數據的聯合分析，對監測區域的危害狀況做出合理的預測預警。保障生產的安全進行。

二、現狀分析

公司與中國科技大學地球物理學院團隊合作，聯合開發了一套沖擊地壓防治的預警機制，建立了一套有效的算法模型。通過將該算法模型與人工智能有機的結合，達到了對監測數據智能綜合分析、對安全危害智能預測的目標。使沖擊地壓預警技術邁入了智能時代。

2.1、技術方案

a) 監測數據自動采集功能

圖3-1 多數據采集器

數據采集器采集子系統監測數據，通過TCP協議將監測數據上傳到綜合預警平臺，完成數據的自動采集。

b) 子系統數據標準化功能

圖3-2 標準化整體配置界面

圖3-3 預警平臺服務器設置界面

圖3-4 數據采集參數設置界面

配置預警平臺服務器參數、子系統監測數據的類別、監測數據位置偏移、監測數據時間偏移和數據庫相關信息。通過位置偏移和時間偏移可以將多監測數據不同坐標空間和時區統一到相同的坐標空間和時區。

c) 采集數據回顯功能

圖3-5 采集數據回顯界面

子系統數據實時采集信息的回顯。監測子系統切換區域，實現數據回顯子系統切換；數據回顯區域，將實時上傳的子系統監測數據信息（系統編碼、位置和時間等信息）以文本的形式在界面顯示，方便用戶查看、追蹤。

d) 監測數據綜合展示功能

圖3-6 主窗口界面

監測數據分種類、分危害程度，以不同形狀和顏色的方式展示在三維場景中。結合三維場景中巷道模型，可以更直觀的掌控危害區域及危害程度，有利于更快速的做好防護措施。

e) 區域監測預警功能

圖3-7 區域危害指示界面

根據區域不同的地質狀況及開采情況，制定不同的監測指標，對各區域進行實時監測預警。

f) 三維場景展示和操作功能

圖3-8 三維場景點選

本平臺集成三維引擎（OSG庫），實現了加載DXF礦山模型、Surpac礦山模型和各種監測數據，立體展示更形象。

三維場景提供了旋轉、平移、縮放、改變旋轉中心點、俯視投影、側視投影、正視投影和點選功能。雙擊點選查看監測數據詳細信息（位置、能量、危害程度等），可以全方位查看監測數據及其附近區域的安全狀況。

g) 區域危害云圖展示功能

圖3-9 微震能量危害云圖

將區域危害狀況，云圖的形式展示出來，更直觀的反應高危害區域。

h) 自動報表功能

圖3-10 報表生產界面

報表自動生成和一鍵導出的功能，方便對礦區生產安全狀況數據的備份和管理。

i) 實時預警功能

圖3-11 微信預警信息

本平臺擁有軟件界面預警提示，聲光預警和微信預警的功能。微信預警將預警信息分種類、分級別推送給授權用戶。

j) 基于機器學習的智能預警功能

圖3-12 智能分析危害指數

本平臺在自建算法模型的基礎上，通過大量監測數據的訓練，得到了一套卷積神經網絡系統。該神經網絡系統能夠對區域安全狀況進行實時危害預警分析。該神經網絡系統還具備自學習的功能，通過對監測數據和危害狀況的自學習，不斷的調整系統內部的權重參數，從而達到可靠的危害預警的目的。

2.2、平臺系統搭建

k) 安裝液晶拼接屏。

l) 安裝沖擊地壓綜合預警平臺系統軟件。

m) 安裝數據采集上傳工具。

n) 系統聯調。

o) 系統培訓

系統安裝完畢后,公司派遣專業技術人員方進行系統軟件使用、設備操作、檢修和維護的培訓。

培訓內容信息表