[发明专利]基于智慧矿山管控平台的智慧矿山管理系统及方法

权利要求书

1. 一种基于智慧矿山管控平台的智慧矿山管理系统，包括智慧矿山管理平台，其特征在于：所述的智慧矿山管理平台是由基础层、平台层、安保层、指挥层、经营层以及执行层通过工业网连接组成的，基础层包括中心机房设备，所述的安保层包括本质安全保障系统、应急演练与救援系统、灾害预警与防治系统以及隐患排查与闭环管理模块，所述的指挥层包括智能调度中心、安全决策分析模块、生产决策分析模块以及经营决策分析模块，所述的经营层包括互联网远程办公系统、中央管理平台、煤质产销管理系统、智能无人销售系统、一通三防管理系统、生产技术管理系统、经营管理系统以及机电管理系统，所述的执行层包括压风机监控系统、主运皮带监控模块、生活污水处理系统、主通风系统监控模块、矿井供电监控模块、洗选系统、架空人车监控系统、锅炉热力系统监控模块、装车系统监控模块、生产消防供水系统、注氮系统监控模块、灌浆系统监控模块、掘进工作面自动化监控模块、综采工作面自动化监控模块以及主排水自动化监控模块；所述的中心机房设备通过综合自动化控制模块与中心网络系统服务器、操作员站点模块、工程师站点模块、网络打印机模块、后勤站点模块以及三方会诊模块相连接，中心网络系统服务器与中心网络设备相连接，中心网络设备内设置有综合自动化软件，中心网络设备通过综合自动化软件与故障排查设备相连接，故障排查设备安装在井下各子系统和地面各子系统的待检测点位置上；所述的中央管理平台与货物领取管理模块、基础数据管理模块、货物标签管理模块、标签扫描管理模块、车间终端装置管理模块、入库管理模块、出库管理模块以及物流跟踪管理模块相连接，中央管理平台是由中央处理器和中央联网计算机组成的，货物领取管理模块是由货物领用申请请求终端手持机组成的，基础数据管理模块是由货物基础信息录入终端手持机组成的，货物标签管理模块是由RIFD电子标签组成的，标签扫描管理模块是由手持无线射频识别设备组成的，车间终端装置管理模块是由智能无线AGV小车组成的，物流跟踪管理模块是由带有GPS定位装置的运送车辆组成；所述的智能调度中心与声光显示控制模块、人车定位模块、声光报警控制模块、跑车智能控制模块、数据处理模块以及门禁道闸控制模块相连接，声光显示控制模块包括显示控制器，显示控制器与红绿灯、摄像头以及井下应急指示终端相连接，人车定位模块是由人车定位器组成的，声光报警控制模块包括报警控制器，报警控制器与矿用声光报警器相连接，跑车智能控制模块包括跑车控制器，跑车控制器与雷达测速报警器和阻车装置相连接，数据处理模块是由单机数据库和联网数据库组成的，门禁道闸控制模块包括门禁控制器，门禁控制器与道闸装置相连接；所述的井下各子系统和地面各子系统均通过双网络链路连接到中心网络设备上；所述的故障排查设备是由安装在井下各子系统和地面各子系统的待检测点位置上的多个高精度传感器组成的，每个传感器均通过导线与中心网络设备相连接；所述的操作员站点模块通过无线网络连接的方式与操作员站点手持终端相连接，所述的工程师站点模块通过无线网络连接的方式与工程师站点手持终端相连接；所述的网络打印机模块通过无线网络连接的方式与网络打印机相连接，后勤站点模块通过无线网络连接的方式与后勤站点手持终端相连接；所述的三方会诊模块通过络连接的方式与设备厂家、设备相关专家以及设备使用方的通讯设备相连接；所述的中央联网计算机通过导线与中央处理器电性连接，中央处理器通过无线连接的方式与货物领用申请请求终端手持机相连接，货物领用申请请求终端手持机上设置有申请输入键盘和货物领用申请显示器；所述的中央处理器通过无线连接的方式与货物基础信息录入终端手持机相连接，在基础信息录入终端手持机上设置有货物种类规格信息输入键以及基础信息录入显示器；所述的RIFD电子标签在货物入库时通过粘贴的方式设置在货物的包装体外部，所述的无线射频识别设备为RIFD电子标签识别器；所述的RIFD电子标签识别器与中央处理器电性连接，所述的中央处理器通过无线连接的方式与智能无线AGV小车相连接；所述的智能调度中心通过工业网与声光显示控制模块相连接，声光显示控制模块与显示控制器相连接，显示控制器通过工业网与红绿灯、摄像头以及井下应急指示终端相连接，井下应急指示终端为LED电子显示屏；所述的智能调度中心通过工业网与人车定位模块相连接，人车定位模块通过无线连接的方式与车人车位器相连接，人车定位器是采用基于UWB室内定位技术的电子定位标签卡；所述的智能调度中心通过工业网与声光报警控制模块相连接，声光报警控制模块与报警控制器相连接，报警控制器通过工业网与矿用声光报警器相连接；所述的智能调度中心通过工业网与跑车智能控制模块相连接，跑车智能控制模块与跑车控制器相连接，跑车控制器通过工业网与雷达测速报警器和阻车装置相连接，阻车装置为设置在倒车硐室阻车器；所述的智能调度中心通过工业网与数据处理模块相连接，数据处理模块通过线路与单机数据库和联网数据库相连接；所述的智能调度中心通过工业网与门禁道闸控制模块相连接，门禁道闸控制模与门禁控制器相连接，门禁控制通过线路道闸装置的控制电机相连接；智慧矿山管理平台通过工业网与中心机房设备、中央管理平台以及智能调度中心相连接，通过智慧矿山管理平台实现智慧矿山管理，通过由中心机房设备实现矿山设备运行智能预警、检修、远程分析，通过中央管理平台实现矿山智能仓储快递服务，通过智能调度中心实现井工矿井斜井智能交通安全管控；其中，矿山设备运行智能预警、检修、远程分析方法如下：故障排查设备对井下各子系统和地面各子系统的待检测点数据进行实时采集，并通过综合自动化软件将采集到的数据和预定义值进行对比，综合自动化软件实施物联网平台的数据清洗作业，清洗作业完成后，如果数据不在预定义值区间则形成报警，并将报警信息上传到中心网络设备，由中心网络设备将报警信息上传至中心网络系统服务器，再由中心网络系统服务器将报警信息上传至连接有中心机房设备的综合自动化控制模块；综合自动化控制模块收到报警信息后做出相应处理，根据报警信息的类型通知相关的操作员站点模块、工程师站点模块或后勤站点模块的相关人员进行处理，并填写对应的报警巡检单，设备故障处理成功后报警信息解除；当报警信息处理不成功时，综合自动化控制模块启动三方会诊模块发起三方会诊，三方会诊模块通过络连接的方式与设备厂家、设备相关专家以及设备使用方的通讯设备相连接，在约定的时间通过电脑、平板或手机通讯设备进行云视频会议形成处理方案，并保存视频录像档案，必要时通过网络打印机模块打印档案数据实施对照处理，最终将设备故障处理成功；在三方会诊模块启动后，由故障诊断负责人员发起三方会诊单，单据通过审批后，系统发起云视频会议，并邀请第三方专家登陆中心网络系统服务器参与设备故障诊断，由中心网络系统服务器组建云视频会议室，内部人员通过账号直接入会，外部人员下载网络客户端，并输入会议号及会议密码参加会议，云视频会议室支持PC端和手机APP端；矿山智能仓储快递服务方法如下：领用部门使用货物领用申请请求终端手持机发出领料请求，并填写配送需求，货物领用申请请求终端手持机的领料请求信息发送至中央处理器，由中央处理器将领料请求信息归纳至中央联网计算机；当库存充足时，库房人员参照中央联网计算机中存储的领料请求信息生成提货单，并将提货单指令返回至中央处理器，由中央处理器将指令发送给智能无线AGV小车，智能无线AGV小车根据货物基础信息录入终端手持机提前录入的货物存储位置信息自动拣货下架，并将需要的货物运行至指定位置，通过手持无线射频识别设备对拣货下架后的货物预先设置的RIFD电子标签进行扫描出库，并生成出库单并存储出库单信息，当需要配送时，生成配送单，由带有GPS定位装置的运送车辆配送至制定地点，并通过GPS定位实时监控货物运送情况，货物运送至目的地后完成配送服务，在生成出库单之后，不需要配送作业时，由领用部门的领用人员自行领取；当库存紧缺时，领用部门参照中央联网计算机中存储的领料请求信息提交材料需求计划，并将材料需求计划发送至采购部门，采购部门根据材料需求计划采购货物，采购到货后在货物包装体上粘贴RIFD电子标签，库房人员通过手持无线射频识别设备对粘贴的RIFD电子标签进行扫描入库，并通过货物基础信息录入终端手持机将扫描后的信息录入中央处理器，由中央处理器将指令发送指令给智能无线AGV小车，智能无线AGV小车将货物运送至库房空缺位置，完成会务自动拣货上架，再按照上述方法完成出库配送服务；井工矿井斜井智能交通安全管控方法如下： 声光显示模块：在井下安装红绿灯，人车定位器将车辆的具体位置发送给声光显示控制模块，声光显示控制模块收到车辆位置信息后，计算出与路口的距离，并与其它车辆进行比对，对车辆到达路口顺序进行预测，根据预测结果，提前向显示控制器发送控制指令，根据车辆的速度、定位误差及反应时间，在车辆距离路口100米时发出红绿灯控制指令，并将指令传输给红绿灯和摄像头，实现先到先行，提高路口车辆通行效率，同时通过声光显示控制模块实现井上和井下的数据传输互联，并将互联信息通过井下应急指示终端进行发布；声光报警模块：在井下安装矿用声光报警器，人车定位器将人员以及车辆的具体位置发送给声光报警控制模块，声光报警控制模块接收到位置信息后，分析出当前巷道人员及车辆的分布情况，当巷道内有人时，向矿用声光报警器发出声光报警提示；跑车智能控制模块：在井下安装雷达测速报警器和阻车装置，人车定位器将车辆的具体位置发送给跑车智能控制模块，跑车智能控制模块根据人车定位器实时定位车辆位置，并通过雷达测速报警器将车辆速度发送给跑车控制器，跑车控制器收到速度数据进行分析，当车速未超过设定值时，车辆正常行驶，当车速超过设置的值时，跑车控制器向阻车装置发送动作指令，阻车装置启动，阻车装置移动至挡车位实现阻挡车辆行进，超速车辆停止运行；人车定位模块：进入井下的作业人员和作业车辆配备人车定位器，人车定位器将车辆和人员的位置信息实时传输给人车定位模块，人车定位模块将位置信息传输给智能调度中心，对人员和车辆的实时位置信息进行监控，智能调度中心在各模块对位置信息需求时，将位置信息发送给对应的模块；数据处理模块：数据处理模块在系统运行时，根据单机数据库和联网数据库的数据信息对各个模块进行实时分析，并保证单机数据库和联网数据库的数据信息与各个模块之间的互通互联，同时对各个模块的动作信息进行存贮；门禁道闸控制模块：门禁道闸控制模块实现车辆出入井的控制，井口考勤基站对人车定位器进行识别，并实现向门禁控制器发送指令给道闸装置的控制电机实现自动开闸，同时根据人车定位器判断井下巷道是否有人员，当有人员时，道闸装置不开闸，当井下巷道安全无障碍时，道闸装置开闸。