[发明专利]一种煤矿瓦斯动态巡更系统及方法

权利要求书

1.一种煤矿瓦斯动态巡更系统，其特征在于，包括：

光学瓦检仪，用于获取矿井内的甲烷浓度光学数据；

定点测量终端，设置于矿井内的各个指定位置，用于获取矿井内的甲烷浓度定点数据；

巡检测量终端，由巡更人员携带，用于获取矿井内的甲烷浓度巡检数据；

数据处理模块，用于根据甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据分别计算光学瓦检仪、定点测量终端和巡检测量终端的浓度变化趋势；然后根据三者的浓度变化趋势分别判断甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据的数据真实性；最后根据真实的甲烷浓度数据计算得到矿井内的甲烷浓度值；

所述数据处理模块首先根据甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据分别计算生成反映光学瓦检仪、定点测量终端和巡检测量终端浓度变化趋势的浓度变化曲线；然后根据三者的浓度变化曲线分别计算三者在目标点位上的浓度变化率，并通过对比三者在目标点位上的浓度变化率来分别判断甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据的数据真实性；最后根据真实的甲烷浓度数据计算得到甲烷浓度值；

所述数据处理模块计算得到光学瓦检仪、定点测量终端和巡检测量终端在目标点位上的浓度变化率后，先根据设置的变化率误差修正值修正浓度变化率，再通过对比三者的浓度变化率来分别判断甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据的数据真实性。

2.如权利要求1所述的煤矿瓦斯动态巡更系统，其特征在于：通过如下步骤修正浓度变化率，并判断甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据的数据真实性：

首先，根据公式A_i(1-a％)≤A_i^x≤A_i(1+a％)分别计算光学瓦检仪、定点测量终端和巡检测量终端修正后的浓度变化率；式中，A_i表示浓度变化率，A_i^x表示修正后的浓度变化率，a％表示变化率误差修正值；

然后，判断A₁^x∩A₂^x∩A₃^x是否为空集，若是，则判定甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据为真实数据；否则，判定甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据为不真实数据；式中，A₁^x表示光学瓦检仪修正后的浓度变化率，A₂^x表示定点测量终端修正后的浓度变化率，A₃^x表示巡检测量终端修正后的浓度变化率。

3.如权利要求1所述的煤矿瓦斯动态巡更系统，其特征在于：所述数据处理模块判断得到真实的甲烷浓度数据后，计算真实甲烷浓度数据的算术平均值作为矿井内的甲烷浓度值。

4.如权利要求1所述的煤矿瓦斯动态巡更系统，其特征在于，所述巡检测量终端包括：

甲烷测量模块，用于获取矿井内的甲烷浓度巡检数据；

定位模块，用于获取巡更人员的位置定位信息；

通信模块，用于将矿井内的甲烷浓度巡检数据和巡更人员的位置定位信息上传至所述数据处理模块。

5.如权利要求4所述的煤矿瓦斯动态巡更系统，其特征在于：所述定位模块包括UWB定位单元、RFID射频单元或NFC单元中的一个或多个；所述UWB定位单元用于获取巡更人员物理定位信息；所述RFID射频单元用于与矿井内设置的RFID标签数据通信，以获取巡更人员区域定位信息；所述NFC单元用于与矿井内设置的无源标签数据通信，以获取巡更人员定点定位信息。

6.如权利要求4所述的煤矿瓦斯动态巡更系统，其特征在于：所述数据处理模块用于根据巡更人员的位置定位信息计算生成该巡更人员的巡检轨迹信息。

7.如权利要求6所述的煤矿瓦斯动态巡更系统，其特征在于：所述数据处理模块用于根据各个巡更人员的巡检轨迹信息更新设置的巡检路线。

8.一种煤矿瓦斯动态巡更方法，其特征在于，基于权利要求1中所述的巡更系统实施，具体包括以下步骤：

S1：分别获取光学瓦检仪、定点测量终端、巡检测量终端的甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据；

S2：根据甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据分别计算生成反映光学瓦检仪、定点测量终端和巡检测量终端浓度变化趋势的浓度变化曲线；

S3：根据光学瓦检仪、定点测量终端和巡检测量终端的浓度变化曲线分别计算三者在目标点位上的浓度变化率，并通过对比三者目标点位上的浓度变化率来分别判断甲烷浓度光学数据、甲烷浓度定点数据和甲烷浓度巡检数据的数据真实性；

S4：根据真实的甲烷浓度数据计算得到矿井内的甲烷浓度值。