煤炭资源开采用生态风险评估装置、方法、设备及应用与流程

1.本发明属于煤炭开采监测设备技术领域，尤其涉及煤炭资源开采用生态风险评估装置、方法、设备及应用。


背景技术：

2.煤炭资源是一种重要的自然资源，同时也是许多工业诸如钢铁、水泥、化工等能源及材料的基础来源，占据中国一次性能源消费结构的比重超过70％。随着中国东部地区煤炭资源逐渐枯竭，煤炭工业发展的重点迅速向中国西部地区转移。在未来10年，中国西部五省包括山西、陕西、内蒙、宁夏、新疆的煤炭产量将超过中国煤炭总产量的70％。然而，中国西部地区多年平均降雨量稀少，蒸发量巨大，属于干旱-半干旱地区，水资源贫乏，生态环境脆弱。且近几年来，随着该区煤炭资源大规模开采，尤其埋深较浅的首采煤层的开采，带来了一系列的生态风险。
3.在进行煤炭资源的开采过程中，需要对带来的生态风险进行评估，生态风险评估是定量识别并预测不利影响因素危害生态系统可能性与强度的过程，从而为生态风险管理提供支持，使生态风险事件可测、可控。现有技术中对煤炭资源开中的生态风险评估方式是先利用各种不同功能的生态数据采集仪器对生态数据进行检测采集，然后再将数据携带到办公地点进行数据处理分析，从而实现对生态风险的评估。但是这种方式工作量较大，评估效率低，不便于对煤炭开采过程中的生态风险进行持续监测和评估。
4.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术中缺少针对煤炭资源开采用的生态风险评估设备，现有的评估方式工作量较大，评估效率低，不便于对煤炭开采过程中的生态风险进行持续监测和评估。


技术实现要素：

5.为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了煤炭资源开采用生态风险评估装置、方法、设备及应用。
6.所述技术方案如下：煤炭资源开采用生态风险评估装置，所述煤炭资源开采用生态风险评估装置设置有：移动底座和壳体；
7.所述壳体固定在移动底座上端，所述壳体上端嵌装有触控显示屏，所述触控显示屏前端设置有操作台，所述操作台上端嵌装有若干控制按键；
8.所述壳体内部安装有控制主机，所述控制主机通过连接线路连接有生态数据采集器，所述生态数据采集器通过连接线路连接有第一无线信号通讯器，所述第一无线信号通讯器通过无线信号连接有生态数据采集组件。
9.在一个实施例中，所述触控显示屏上端通过铰链连接有透明防护板，所述透明防护板盖设在触控显示屏外侧，所述透明防护板下端设置有卡扣，所述触控显示屏下端开设有与卡扣配合的限位槽；
10.所述生态数据采集组件设置有安装在不同位置的水质检测器、地下水位检测仪、
空气质量检测器和灰尘浓度检测器，所述水质检测器、地下水位检测仪、空气质量检测器和灰尘浓度检测器分别集成有第二无线信号通讯器。
11.在一个实施例中，所述移动底座底部四角分别安装有缓冲套筒，所述缓冲套筒里侧套设有缓冲组件，所述缓冲套筒下端安装有带刹车滚轮；
12.所述壳体后侧中间开设有散热格栅，所述散热格栅里侧通过螺丝固定有灰尘过滤网，所述灰尘过滤网里侧安装有散热扇；
13.所述壳体外侧套设有上下两个环形防护架，所述环形防护架通过多个支撑杆与壳体连接。
14.本发明的另一目的在于提供一种所述煤炭资源开采用生态风险评估装置的检测方法，该煤炭资源开采用生态风险检测方法包括以下步骤：
15.s1，通过手扶环形防护架将装置移动到需要进行检测评估的煤矿位置；根据实际需要选择的生态数据采集组件，将生态数据采集组件中的不同功能器件安装在对应的不同检测位置；
16.s2，在设备通电开启后，生态数据采集组件采集的生态数据传递到生态数据采集器，生态数据采集器将采集数据传递到控制主机进行分析处理，通过触控显示屏对评估结果进行实时显示；
17.s3，通过移动底座在煤炭开采现场进行实时评估，实现对开采过程的持续性检测和评估；透明防护板通过卡扣和卡槽实现可开合式安装，对触控显示屏进行防护。
18.在一个实施例中，在步骤s2中，所述生态数据采集组件采集的生态数据传递到生态数据采集器，生态数据采集器将采集数据传递到控制主机进行分析处理，具体包括从煤矿环境、煤炭资源开采环境、煤炭资源开采用生态风险评估装置运行状态和外界环境四大方面的综合运行环境出发，提取煤炭资源开采过程中生态环境的主要评价指标，并对其进行风险性分析，建立煤炭资源开采运行环境风险评价指标体系，确定各评价指标的权重，对煤炭资源开采过程进行安全评价；
19.建立煤炭资源开采生态运行环境风险评价指标体系，通过分析煤炭开采区运营期生态环境风险的演化机理，确定影响煤炭开采区运营期生态环境的风险因素，构建影响煤炭开采区生态环境的风险三级指标体系，形成安全风险感知框架；
20.利用贝叶斯网络结构图确定系统中所有风险因素之间的相互作用，拟合煤炭开采区生态环境风险系统；风险指标最优边缘分布识别和拟合，通过各个风险指标的实测数据确定copula函数理念中的最优边缘分布，表征风险指标的实测值分布规律，并输入贝叶斯网络的dag中，构建符合实际工程的生态环境风险评价模型；
21.对于生态环境风险的评价，利用根据风险指标实测值构建的该煤炭开采区工程运营期生态环境风险评价模型对该煤炭开采区的生态环境风险状态进行评估；风险指标相关性分析，利用系统风险指标对风险输出结果的相关性程度进行决策优先权确定，相关性较大的风险指标为风险管理中的关键风险指标，具有优先的决策顺序，在进行风险管理时将其作为降低风险的优先考虑因素与实际监测中的重点监测项目。
22.在一个实施例中，所述确定影响煤炭开采区运营期生态环境的风险因素包括轻微破坏生态环境e1、破坏生态环境e2、严重劣化程度e3；
23.设表示第i个指标在第p个专家组的认可程度，表示第i个指标在全部n个专
家组，的总平均认可程度；其公式为：
[0024][0025][0026]
其中：n
ijp
表示在第p个专家组中，对第i个指标为j级重要程度的专家人数；ej表示某一指标第j级重要程度的量值，假设分为五级认可程度，当j＝1、2、3时，分别表示e1＝1为轻微破坏生态环境，e2＝2为破坏生态环境，e3＝3为严重劣化程度。
[0027]
在一个实施例中，所述贝叶斯网络结构图的设计方法包括：
[0028]
1)将风险系统中的三级风险指标作为节点输入贝叶斯网络，将基于经验和专家知识下的相关关系用有向箭线表示在网络中，完成dag结构图初步构建；
[0029]
2)基于实测数据对节点进行spearman相关系数的独立性假设检验，并剔除相互独立节点的经验相关关系，对贝叶斯网络dag结构进行修剪和完善；spearman相关系数的独立性假设检验的过程如下：原假设h0：变量x和y相互独立，备选假设h1：变量x和y相关；spearman相关系数的计算公式为
[0030][0031]
式中，为2个变量等级差，即2个风险指标实测值的排序之差；z为等级差的个数，即风险指标实测值的维度；在给定的显著水平α，确定临界值c
α
，当β＞c
α
时，拒绝h0，即变量x和y间存在相关关系；反之，当β≤c
α
时，接受h0，即变量x和y相互独立；
[0032]
3)对完善后的dag结构图计算两两风险指标之间的spearman相关系数并输入dag网络图的节点间的有向箭线上，量化生态环境风险系统中的相关关系。
[0033]
在一个实施例中，所述风险指标最优边缘分布识别和拟合包括：
[0034]
i)风险指标实测值处理：将通过实际工程获得的煤炭开采区运营期生态环境安全状态的风险指标的实测数据进行归一化处理，归一化公式为：
[0035][0036]
式中，od是实际工程中获取的三级风险指标的监测值，sd是将实测值进行归一化的结果，mx为所获得监测值中的最大的数据，mn为所获得监测值中的最大的数据，d是此过程的置信区间，为0.05；
[0037]
ii)风险指标最优分布函数确定：选用weibull函数、exponential函数、normal函数、及gamma函数四种函数作为边缘分布备选函数，以akaike信息准则与贝叶斯信息准则作为最优函数的识别准则，以aic和bic准则计算结果最小确定最能表征风险指标实测值分布规律的最优边缘分布函数，aic和bic获取公式为：
[0038]
[0039][0040][0041]
式中，n为风险指标实测值的维度，k为通过aic或bic准则从备选函数中需选取的最优函数的个数，由于pcbn模型要求每个风险指标输入一个分布函数，k取1。
[0042]
本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述煤炭资源开采用生态风险检测方法。
[0043]
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述煤炭资源开采用生态风险检测方法。
[0044]
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
[0045]
本发明提供的煤炭资源开采用生态风险评估装置为移动式结构，可以便于在煤炭开采现场进行实时评估，减少了工作人员的工作量，而且能够实现对开采过程的持续性检测和评估，通过触控显示屏对评估结果进行实时显示，评估效率高，能够对生态保护提高有效的数据依据。
[0046]
本发明通过透明防护板可以对触控显示屏进行有效防护，避免受到磕碰损坏；通过将生态数据采集组件设置为多种不同功能的检测器件，可以有效保证检测数据的全面性，保证检测结果的有效性；通过移动底座底部的缓冲套筒可以对整体装置进行有效缓冲，避免受到振动损坏；通过散热格栅和散热扇可以对装置内部进行散热，避免温度过高影响使用；通过环形防护架可以对壳体进行有效防护，同时便于进行手扶移动。
[0047]
本发明将贝叶斯网络模型的动态推理与诊断和copula理论对于指标间相依性处理优势相结合，建立风险评估pair-copula贝叶斯模型，实现最大程度上拟合实际运营期渗漏水病害的发生发展机理，从而获得更加准确的风险评价结果，作为风险管理实时决策支持工具。
[0048]
不同于传统的copula函数，pcbn模型能够更好模拟更复杂的生态风险系统，这使利用pcbn模型进行风险评价与管理的过程具有了连续、动态、高精度拟合的优势。
[0049]
本发明提出的基于pair-copula贝叶斯(pcbn)模型的不仅可以度量风险系统中风险指标的空间相关关系及相关程度，也可度量各个生态风险因素对生态风险的影响程度。
[0050]
本发明提出的pcbn模型能更精确地对复杂系统中的风险因素的依存结构进行建模，可以在整个周期中不断更新给定观测值下的生态风险因素及系统风险的安全状态。
[0051]
当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明的公开。
附图说明
[0052]
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
[0053]
图1是本发明实施例提供的煤炭资源开采用生态风险评估装置的结构示意图；
[0054]
图2是本发明实施例提供的透明防护板的结构示意图；
[0055]
图3是本发明实施例提供的缓冲套筒的结构示意图；
[0056]
图4是本发明实施例提供的散热格栅的结构示意图；
[0057]
图5是本发明实施例提供的煤炭资源开采用生态风险检测方法流程图；
[0058]
图中：1、壳体；2、移动底座；3、触控显示屏；4、操作台；5、控制按键；6、控制主机；7、生态数据采集器；8、第一无线信号通讯器；9、环形防护架；10、支撑杆；11、带刹车滚轮；12、铰链；13、透明防护板；14、卡扣；15、缓冲套筒；16、缓冲组件；17、散热格栅；18、散热扇。
具体实施方式
[0059]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
[0060]
一、解释说明实施例：
[0061]
实施例1
[0062]
如图1所示，本发明实施例提供的煤炭资源开采用生态风险评估装置中的壳体1固定在移动底座2上端，所述壳体1上端嵌装有触控显示屏3，所述触控显示屏3前端设置有操作台4，所述操作台4上端嵌装有若干控制按键5；所述壳体1内部安装有控制主机6，所述控制主机6通过连接线路连接有生态数据采集器7，所述生态数据采集器7通过连接线路连接有第一无线信号通讯器8，所述第一无线信号通讯器8通过无线信号连接有生态数据采集组件。本发明实施例中的生态数据采集组件设置有安装在不同位置的水质检测器、地下水位检测仪、空气质量检测器和灰尘浓度检测器，所述水质检测器、地下水位检测仪、空气质量检测器和灰尘浓度检测器分别集成有第二无线信号通讯器。通过将生态数据采集组件设置为多种不同功能的检测器件，可以有效保证检测数据的全面性，保证检测结果的有效性。
[0063]
本发明实施例中的壳体1外侧套设有上下两个环形防护架9，所述环形防护架9通过多个支撑杆10与壳体1连接。通过环形防护架9可以对壳体1进行有效防护，同时便于进行手扶移动。
[0064]
实施例2
[0065]
如图2所示，基于实施例1提供的煤炭资源开采用生态风险评估装置，进一步优选的，本发明实施例中的触控显示屏3上端通过铰链12连接有透明防护板13，所述透明防护板13盖设在触控显示屏3外侧，所述透明防护板13下端设置有卡扣14，所述触控显示屏3下端开设有与卡扣14配合的限位槽15。通过透明防护板13可以对触控显示屏3进行有效防护，避免受到磕碰损坏。
[0066]
实施例3
[0067]
如图3所示，基于实施例1提供的煤炭资源开采用生态风险评估装置，进一步优选
的，本发明实施例中的移动底座2底部四角分别安装有缓冲套筒15，所述缓冲套筒15里侧套设有缓冲组件16，所述缓冲套筒15下端安装有带刹车滚轮11。缓冲组件16为液压杆或强力弹簧。通过移动底座2底部的缓冲套筒15可以对整体装置进行有效缓冲，避免受到振动损坏。
[0068]
实施例4
[0069]
如图4所示，基于实施例1提供的煤炭资源开采用生态风险评估装置，进一步优选的，本发明实施例中的壳体1后侧中间开设有散热格栅17，所述散热格栅17里侧通过螺丝固定有灰尘过滤网，所述灰尘过滤网里侧安装有散热扇18。通过散热格栅17和散热扇18可以对装置内部进行散热，避免温度过高影响使用；灰尘过滤网可以避免灰尘的进入。
[0070]
实施例5
[0071]
如图5所示，本发明实施例提供一种煤炭资源开采用生态风险检测方法，包括以下步骤：
[0072]
s101，通过手扶环形防护架9可以将装置移动到需要进行检测评估的煤矿位置。根据实际需要选择合适的生态数据采集组件，将生态数据采集组件中的不同功能器件安装在对应的不同检测位置。
[0073]
s102，在设备通电开启后，生态数据采集组件采集的生态数据传递到生态数据采集器7，生态数据采集器7将采集数据传递到控制主机6进行分析处理，通过触控显示屏3对评估结果进行实时显示，评估效率高，能够对生态保护提高有效的数据依据。
[0074]
s103，通过移动底座2便于在煤炭开采现场进行实时评估，减少了工作人员的工作量，而且能够实现对开采过程的持续性检测和评估。透明防护板13通过卡扣14和卡槽15实现可开合式安装，可以对触控显示屏3进行有效防护，避免受到磕碰损坏。
[0075]
实施例6
[0076]
在一个实施例中，在步骤s102中，生态数据采集组件采集的生态数据传递到生态数据采集器7，生态数据采集器7将采集数据传递到控制主机6进行分析处理具体包括从煤矿环境、煤炭资源开采环境、煤炭资源开采用生态风险评估装置运行状态和外界环境四大方面的综合运行环境出发，提取煤炭资源开采过程中生态环境的主要评价指标，并对其进行风险性分析，建立煤炭资源开采运行环境风险评价指标体系，确定各评价指标的权重，对煤炭资源开采过程进行安全评价；
[0077]
所述建立煤炭资源开采生态运行环境风险评价指标体系，通过分析煤炭开采区运营期生态环境风险的演化机理，确定影响煤炭开采区运营期生态环境的风险因素，构建影响煤炭开采区生态环境的风险三级指标体系，形成安全风险感知框架；
[0078]
利用贝叶斯网络结构图确定系统中所有风险因素之间的相互作用，拟合煤炭开采区生态环境风险系统；风险指标最优边缘分布识别和拟合，通过各个风险指标的实测数据确定copula函数理念中的最优边缘分布，表征风险指标的实测值分布规律，并输入贝叶斯网络的dag中，构建符合实际工程的生态环境风险评价模型；
[0079]
对于生态环境风险的评价，利用根据风险指标实测值构建的该煤炭开采区工程运营期生态环境风险评价模型对该煤炭开采区的生态环境风险状态进行评估；风险指标相关性分析，利用系统风险指标对风险输出结果的相关性程度进行决策优先权确定，相关性较大的风险指标为风险管理中的关键风险指标，具有优先的决策顺序，在进行风险管理时将
其作为降低风险的优先考虑因素与实际监测中的重点监测项目；
[0080]
所述影响煤炭开采区运营期生态环境的三级风险因素包括轻微破坏生态环境e1、破坏生态环境e2、严重劣化程度e3；
[0081]
设表示第i个指标在第p个专家组的认可程度，表示第i个指标在全部n个专家组，的总平均认可程度；其公式为：
[0082][0083][0084]
其中：n
ijp
表示在第p个专家组中，对第i个指标为j级重要程度的专家人数；ej表示某一指标第j级重要程度的量值，假设分为五级认可程度，当j＝1、2、3时，分别表示e1＝1为轻微破坏生态环境，e2＝2为破坏生态环境，e3＝3为严重劣化程度；
[0085]
所述贝叶斯网络结构设计确定方法进一步包括：
[0086]
1)将风险系统中的三级风险指标作为节点输入贝叶斯网络，将基于经验和专家知识下的相关关系用有向箭线表示在网络中，完成dag结构图初步构建；
[0087]
2)基于实测数据对节点进行spearman相关系数的独立性假设检验，并剔除相互独立节点的经验相关关系，对贝叶斯网络dag结构进行修剪和完善；spearman相关系数的独立性假设检验的过程如下：原假设h0：变量x和y相互独立，备选假设h1：变量x和y相关；spearman相关系数的计算公式为
[0088][0089]
式中，为2个变量等级差，即2个风险指标实测值的排序之差；z为等级差的个数，即风险指标实测值的维度；在给定的显著水平α，确定临界值c
α
，当β＞c
α
时，拒绝h0，即变量x和y间存在相关关系；反之，当β≤c
α
时，接受h0，即变量x和y相互独立；
[0090]
3)对完善后的dag结构图计算两两风险指标之间的spearman相关系数并输入dag网络图的节点间的有向箭线上，量化生态环境风险系统中的相关关系；
[0091]
所风险指标最优边缘分布识别和拟合方法进一步包括：
[0092]
i)风险指标实测值处理：将通过实际工程获得的煤炭开采区运营期生态环境安全状态的风险指标的实测数据进行归一化处理，归一化公式为：
[0093][0094]
式中，od是实际工程中获取的三级风险指标的监测值，sd是将实测值进行归一化的结果，mx为所获得监测值中的最大的数据，mn为所获得监测值中的最大的数据，d是此过程的置信区间，为0.05；
[0095]
ii)风险指标最优分布函数确定：选用weibull函数、exponential函数、normal函数、及gamma函数四种函数作为边缘分布备选函数，以akaike信息准则与贝叶斯信息准则作为最优函数的识别准则，以aic和bic准则计算结果最小确定最能表征风险指标实测值分布
规律的最优边缘分布函数，aic和bic获取公式为：
[0096][0097][0098][0099]
式中，n为风险指标实测值的维度，k为通过aic或bic准则从备选函数中需选取的最优函数的个数，由于pcbn模型要求每个风险指标输入一个分布函数，k取1。
[0100]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0101]
上述装置/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。
[0102]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0103]
二、应用实施例：
[0104]
本发明实施例还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括：至少一个处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述至少一个处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意各个方法实施例中的步骤。
[0105]
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可实现上述各个方法实施例中的步骤。
[0106]
本发明实施例还提供了一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如上述各方法实施例中的步骤，所述信息数据处理终端不限于手机、电脑、交换机。
[0107]
本发明实施例还提供了一种服务器，所述服务器用于实现于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如上述各方法实施例中的步骤。
[0108]
本发明实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在电子设备上运行时，使得电子设备执行时可实现上述各个方法实施例中的步骤。
[0109]
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到拍照装置/终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如u盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。
[0110]
三、实施例相关效果的证据：
[0111]
本发明将专家领域知识和系统实测数据都纳入了风险管理与决策过程，实现了信息利用的最大化，为生态运营期风险不确定性推理提供了坚实的依据。
[0112]
本发明通过条件化散点图多可视化形式直观的分析和反映风险系统管理中的关键风险指标，作为优先监控预警因素，使关键生态风险指标处于可控制与可预防的范围内，为生态运营期的安全管控提供相关的决策信息支持。
[0113]
以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种煤炭资源开采用生态风险评估装置，其特征在于，所述煤炭资源开采用生态风险评估装置设置有：移动底座(2)和壳体(1)；所述壳体(1)固定在移动底座(2)上端，所述壳体(1)上端嵌装有触控显示屏(3)，所述触控显示屏(3)前端设置有操作台(4)，所述操作台(4)上端嵌装有若干控制按键(5)；所述壳体(1)内部安装有控制主机(6)，所述控制主机(6)通过连接线路连接有生态数据采集器(7)，所述生态数据采集器(7)通过连接线路连接有第一无线信号通讯器(8)，所述第一无线信号通讯器(8)通过无线信号连接有生态数据采集组件。2.根据权利要求1所述的煤炭资源开采用生态风险评估装置，其特征在于，所述触控显示屏(3)上端通过铰链(12)连接有透明防护板(13)，所述透明防护板(13)盖设在触控显示屏(3)外侧，所述透明防护板(13)下端设置有卡扣(14)，所述触控显示屏(3)下端开设有与卡扣(14)配合的限位槽(15)；所述生态数据采集组件设置有安装在不同位置的水质检测器、地下水位检测仪、空气质量检测器和灰尘浓度检测器，所述水质检测器、地下水位检测仪、空气质量检测器和灰尘浓度检测器分别集成有第二无线信号通讯器。3.根据权利要求1所述的煤炭资源开采用生态风险评估装置，其特征在于，所述移动底座(2)底部四角分别安装有缓冲套筒(15)，所述缓冲套筒(15)里侧套设有缓冲组件(16)，所述缓冲套筒(15)下端安装有带刹车滚轮(11)；所述壳体(1)后侧中间开设有散热格栅(17)，所述散热格栅(17)里侧通过螺丝固定有灰尘过滤网，所述灰尘过滤网里侧安装有散热扇(18)；所述壳体(1)外侧套设有上下两个环形防护架(9)，所述环形防护架(9)通过多个支撑杆(10)与壳体(1)连接。4.一种如权利要求1-3任意一项所述煤炭资源开采用生态风险评估装置的检测方法，其特征在于，该煤炭资源开采用生态风险检测方法包括以下步骤：s1，通过手扶环形防护架(9)将装置移动到需要进行检测评估的煤矿位置；根据实际需要选择的生态数据采集组件，将生态数据采集组件中的不同功能器件安装在对应的不同检测位置；s2，在设备通电开启后，生态数据采集组件采集的生态数据传递到生态数据采集器(7)，生态数据采集器(7)将采集数据传递到控制主机进行分析处理，通过触控显示屏(3)对评估结果进行实时显示；s3，通过移动底座(2)在煤炭开采现场进行实时评估，实现对开采过程的持续性检测和评估；透明防护板(13)通过卡扣(14)和卡槽实现可开合式安装，对触控显示屏(3)进行防护。5.根据权利要求4所述的煤炭资源开采用生态风险检测方法，其特征在于，在步骤s2中，所述生态数据采集组件采集的生态数据传递到生态数据采集器(7)，生态数据采集器(7)将采集数据传递到控制主机进行分析处理，具体包括从煤矿环境、煤炭资源开采环境、煤炭资源开采用生态风险评估装置运行状态和外界环境四大方面的综合运行环境出发，提取煤炭资源开采过程中生态环境的主要评价指标，并对其进行风险性分析，建立煤炭资源开采运行环境风险评价指标体系，确定各评价指标的权重，对煤炭资源开采过程进行安全评价；
建立煤炭资源开采生态运行环境风险评价指标体系，通过分析煤炭开采区运营期生态环境风险的演化机理，确定影响煤炭开采区运营期生态环境的风险因素，构建影响煤炭开采区生态环境的风险三级指标体系，形成安全风险感知框架；利用贝叶斯网络结构图确定系统中所有风险因素之间的相互作用，拟合煤炭开采区生态环境风险系统；风险指标最优边缘分布识别和拟合，通过各个风险指标的实测数据确定copula函数理念中的最优边缘分布，表征风险指标的实测值分布规律，并输入贝叶斯网络的dag中，构建符合实际工程的生态环境风险评价模型；对于生态环境风险的评价，利用根据风险指标实测值构建的该煤炭开采区工程运营期生态环境风险评价模型对该煤炭开采区的生态环境风险状态进行评估；风险指标相关性分析，利用系统风险指标对风险输出结果的相关性程度进行决策优先权确定，相关性较大的风险指标为风险管理中的关键风险指标，具有优先的决策顺序，在进行风险管理时将其作为降低风险的优先考虑因素与实际监测中的重点监测项目。6.根据权利要求5所述的煤炭资源开采用生态风险检测方法，其特征在于，所述确定影响煤炭开采区运营期生态环境的风险因素包括轻微破坏生态环境e1、破坏生态环境e2、严重劣化程度e3；设表示第i个指标在第p个专家组的认可程度，表示第i个指标在全部n个专家组，的总平均认可程度；其公式为：的总平均认可程度；其公式为：其中：n
ijp
表示在第p个专家组中，对第i个指标为j级重要程度的专家人数；e
j
表示某一指标第j级重要程度的量值，假设分为五级认可程度，当j＝1、2、3时，分别表示e1＝1为轻微破坏生态环境，e2＝2为破坏生态环境，e3＝3为严重劣化程度。7.根据权利要求5所述的煤炭资源开采用生态风险检测方法，其特征在于，所述贝叶斯网络结构图的设计方法包括：1)将风险系统中的三级风险指标作为节点输入贝叶斯网络，将基于经验和专家知识下的相关关系用有向箭线表示在网络中，完成dag结构图初步构建；2)基于实测数据对节点进行spearman相关系数的独立性假设检验，并剔除相互独立节点的经验相关关系，对贝叶斯网络dag结构进行修剪和完善；spearman相关系数的独立性假设检验的过程如下：原假设h0：变量x和y相互独立，备选假设h1：变量x和y相关；spearman相关系数的计算公式为式中，为2个变量等级差，即2个风险指标实测值的排序之差；z为等级差的个数，即风险指标实测值的维度；在给定的显著水平α，确定临界值c
α
，当β＞c
α
时，拒绝h0，即变量x和y间存在相关关系；反之，当β≤c
α
时，接受h0，即变量x和y相互独立；3)对完善后的dag结构图计算两两风险指标之间的spearman相关系数并输入dag网络
图的节点间的有向箭线上，量化生态环境风险系统中的相关关系。8.根据权利要求5所述的煤炭资源开采用生态风险检测方法，其特征在于，所述风险指标最优边缘分布识别和拟合包括：i)风险指标实测值处理：将通过实际工程获得的煤炭开采区运营期生态环境安全状态的风险指标的实测数据进行归一化处理，归一化公式为：式中，od是实际工程中获取的三级风险指标的监测值，sd是将实测值进行归一化的结果，mx为所获得监测值中的最大的数据，mn为所获得监测值中的最大的数据，d是此过程的置信区间，为0.05；ii)风险指标最优分布函数确定：选用weibull函数、exponential函数、normal函数、及gamma函数四种函数作为边缘分布备选函数，以akaike信息准则与贝叶斯信息准则作为最优函数的识别准则，以aic和bic准则计算结果最小确定最能表征风险指标实测值分布规律的最优边缘分布函数，aic和bic获取公式为：的最优边缘分布函数，aic和bic获取公式为：的最优边缘分布函数，aic和bic获取公式为：式中，n为风险指标实测值的维度，k为通过aic或bic准则从备选函数中需选取的最优函数的个数，由于pcbn模型要求每个风险指标输入一个分布函数，k取1。9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求5-8任意一项所述煤炭资源开采用生态风险检测方法。10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求5-8任意一项所述煤炭资源开采用生态风险检测方法。

技术总结
本发明属于煤炭开采监测设备技术领域，公开了煤炭资源开采用生态风险评估装置、方法、设备及应用，壳体固定在移动底座上端，壳体上端嵌装有触控显示屏，触控显示屏前端设置有操作台；壳体内部安装有控制主机，控制主机通过连接线路连接有生态数据采集器，生态数据采集器通过连接线路连接有第一无线信号通讯器，第一无线信号通讯器通过无线信号连接有生态数据采集组件。本发明提供的煤炭资源开采用生态风险评估装置为移动式结构，可以便于在煤炭开采现场进行实时评估，减少了工作人员的工作量，而且能够实现对开采过程的持续性检测和评估，通过触控显示屏对评估结果进行实时显示，评估效率高，能够对生态保护提高有效的数据依据。据。据。


技术研发人员：王国瑞 弓永峰 许广河 扈志勇 王辉 何小锋 方璐 范朝霞 张佳 程霞 李奇
受保护的技术使用者：宁夏回族自治区国土资源调查监测院（宁夏回族自治区地质灾害应急中心、宁夏回族自治区矿产资源储量评审中心）
技术研发日：2023.03.28
技术公布日：2023/7/12