一种露天矿车载边坡预警方法、系统、终端及介质与流程

1.本发明涉及露天矿生产智能化管控技术领域，具体为一种露天矿车载边坡预警方法、系统、终端及介质。


背景技术：

2.露天矿是从敞露的矿体上直接采掘矿石，在露天矿的采矿工作中，容易出现地质灾害，严重影响生产安全。目前露天矿都配有边坡预警系统和车辆定位系统，而边坡预警系统和车辆定位系统通常由不同第三方建设，两个子系统之间存在明显的数据壁垒，系统之间数据不能互通，数据孤岛现象明显，这造成了边坡预警数据和车辆定位数据只能在露天矿指挥中心获取到，而生产区的卡车只能通过指挥中心获取边坡预警信息，预警存在明显滞后问题，这对矿山安全生产带来了极大隐患。


技术实现要素：

3.为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种露天矿车载边坡预警方法、系统、终端及介质，以解决现有技术中露天矿中的边坡预警系统和车辆定位系统存在技术壁垒，预警存在滞后的技术问题。
4.本发明是通过以下技术方案来实现：
5.一种露天矿车载边坡预警方法，包括如下步骤：
6.步骤1，创建露天矿大数据中心，并获取边坡预警数据、车辆定位数据和土石方测量数据；
7.步骤2，对所获取的边坡预警数据、车辆定位数据和土石方测量数据进行评估，并根据评估结果生成发生地质灾害时岩石和土方掩埋区域范围，并将该区域范围指定风险级别区；
8.步骤3，建立露天矿三维模型，并将边坡预警数据和车辆定位数据输入至露天矿三维模型内；
9.步骤4，按照露天矿三维模型内的边坡预警数据和车辆定位数据以及所在风险级别区的信息制定安全撤离路线，并发出边坡预警。
10.优选的，步骤1中，所述边坡预警数据包括设备名称、设备定位、水平位移偏移量、垂直位移偏移量、水平偏移量、三维偏移量、报警级别和报警时间，其中报警级别包括正常、预警和报警。
11.优选的，步骤1中，所述车辆定位数据包括车辆编号、车辆名称、车辆型号、人员信息、车辆定位数据、车速信息和定位数据更新时间。
12.优选的，步骤1中，所述土石方测量数据包括测量区域、测量物、堆叠方式、台阶数、台阶高度、台阶宽度、角度和计算体积。
13.优选的，步骤2中，对所获取的边坡预警数据、车辆定位数据和土石方测量数据进行评估：首先对所有边坡预警测量器材所在定位区域的进行地形分析，结合土石方测量值
模拟塌方掩埋区域范围，并通过车辆定位数据在区域内实时确认车辆定位和轨迹信息，将区域范围与车辆信息实时关联。
14.优选的，步骤2中，评估结果通过边坡报警级别生成发生地质灾害时岩石和土方掩埋区域范围，并将该区域范围指定风险级别区；根据模拟结果将露天矿工作区域划分为若干风险区域，区域由gps定位边界，最后根据区域内边坡预警报警数据、同时报警的器材数量和掩埋区域范围制定界面区域报警级别，其中报警级别包括一级报警和二级报警；所述一级报警为同一界面区域多个边坡预警器材报警，边坡预警系统做出报警提示，系统显示边坡变形差异明显，界面土石方量大，影响范围广；所述二级报警为同一界面区域少量边坡预警器材报警，同一界面区域单个边坡预警器材报警，边坡预警系统做出预警提示，边坡预警历史数据形变差异不大，界面区域土石方量少，影响范围小。
15.优选的，步骤4中，通过实时车辆定位数据，实时确定各个风险区域内的车辆定位和轨迹信息，当某个或多个风险区域发出边坡报警时，将立刻反馈风险区域内车辆的车载电脑中，并及时提供最佳规避路线导航信息，以便车辆及时驶离危险区域；同时对风险区域外车辆的行车电脑做出行驶线路变更提示，避免驶入危险区域。
16.一种露天矿车载边坡预警系统，包括：
17.数据中心创建模块，用于创建露天矿大数据中心，并获取边坡预警数据、车辆定位数据和土石方测量数据；
18.风险评估模块，用于对所获取的边坡预警数据、车辆定位数据和土石方测量数据进行评估，并根据评估结果生成发生地质灾害时岩石和土方掩埋区域范围，并将该区域范围指定风险级别区；
19.模型建立模块，用于建立露天矿三维模型，并将边坡预警数据和车辆定位数据输入至露天矿三维模型内；
20.预警决策模块，用于按照露天矿三维模型内的边坡预警数据和车辆定位数据以及所在风险级别区的信息制定安全撤离路线，并发出边坡预警。
21.一种移动终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述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如上述所述一种露天矿车载边坡预警方法的步骤。
22.一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实现如上述所述一种露天矿车载边坡预警方法的步骤。
23.与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
24.本发明提供了一种露天矿车载边坡预警方法，通过在创建露天矿大数据中心，并在露天矿大数据中心中获取边坡预警数据、车辆定位数据和土石方测量数据，使得边坡预警数据和车辆定位数据在同一第三方建设，避免了边坡预警数据和车辆定位数据存在明显的数据壁垒，使得边坡预警数据和车辆定位数据能够互通，并在露天矿大数据中心中建立露天矿三维模型，对生产区的卡车通过露天矿三维模型获取边坡预警信息，可实时进行边坡预警，提高了预警效率，降低了对矿山安全生产所带来的安全隐患。
附图说明
25.图1为本发明露天矿车载边坡预警方法的流程图。
具体实施方式
26.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。
27.下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
28.本发明的目的在于提供一种露天矿车载边坡预警方法、系统、终端及介质，以解决现有技术中露天矿中的边坡预警系统和车辆定位系统存在技术壁垒，预警存在滞后的技术问题。
29.具体的，根据图1所示，该露天矿车载边坡预警方法，包括如下步骤：
30.步骤1，创建露天矿大数据中心，并获取边坡预警数据、车辆定位数据和土石方测量数据；
31.具体的，所述边坡预警数据包括设备名称、设备定位、水平位移偏移量、垂直位移偏移量、水平偏移量、三维偏移量、报警级别和报警时间，其中报警级别包括正常、预警和报警。
32.具体的，车辆定位数据包括车辆编号、车辆名称、车辆型号、人员信息、车辆定位数据、车速信息和定位数据更新时间。
33.具体的，土石方测量数据包括测量区域、测量物、堆叠方式、台阶数、台阶高度、台阶宽度、角度和计算体积。
34.步骤2，对所获取的边坡预警数据、车辆定位数据和土石方测量数据进行评估，并根据评估结果生成发生地质灾害时岩石和土方掩埋区域范围，并将该区域范围指定风险级别区；
35.具体的，对所获取的边坡预警数据、车辆定位数据和土石方测量数据进行评估：首先对所有边坡预警测量器材所在定位区域的进行地形分析，结合土石方测量值模拟塌方掩埋区域范围，并通过车辆定位数据在区域内实时确认车辆定位和轨迹信息，将区域范围与车辆信息实时关联。
36.具体的，评估结果通过边坡报警级别生成发生地质灾害时岩石和土方掩埋区域范围，并将该区域范围指定风险级别区。根据模拟结果将露天矿工作区域划分为若干风险区域，区域由gps定位边界，最后根据区域内边坡预警报警数据、同时报警的器材数量和掩埋区域范围制定界面区域报警级别，其中报警级别包括一级报警和二级报警；所述一级报警为同一界面区域多个边坡预警器材报警，边坡预警系统做出报警提示，系统显示边坡变形差异明显，界面土石方量大，影响范围广；所述二级报警为同一界面区域少量边坡预警器材报警，同一界面区域单个边坡预警器材报警，边坡预警系统做出预警提示，边坡预警历史数据形变差异不大，界面区域土石方量少，影响范围小。
37.步骤3，建立露天矿三维模型，并将边坡预警数据和车辆定位数据输入至露天矿三维模型内；
38.步骤4，按照露天矿三维模型内的边坡预警数据和车辆定位数据以及所在风险级别区的信息制定安全撤离路线，并发出边坡预警。
39.具体的，通过实时车辆定位数据，实时确定各个风险区域内的车辆定位和轨迹信息，当某个或多个风险区域发出边坡报警时，将立刻反馈风险区域内车辆的车载电脑中，并及时提供最佳规避路线导航信息，以便车辆及时驶离危险区域；同时对风险区域外车辆的行车电脑做出行驶线路变更提示，避免驶入危险区域。
40.实施例
41.本实施例以某露天矿为例，所述露天矿已由a厂家完成安装部署边坡预警系统，数据存储至互联网云端；由b厂家完成安装部署车辆定位系统，数据存储也至互联网云端。两套系统互不关联，独立运行。露天矿修建大数据中心，该数据中心存储露天矿所有生产数据。在大数据中心中利用边坡预警数据获取模块采集a厂家的边坡预警系统数据，包括设备名称，设备定位，水平位移偏移量，垂直位移偏移量，水平偏移量，三维偏移量，报警级别(正常、预警、报警)，报警时间。利用车辆定位数据获取模块采集b厂家的车辆定位系统数据，包含车辆编号，车辆名称，车辆型号，人员信息，车辆定位数据，车速信息，定位数据更新时间。利用露天矿定期的土石方测量数据获取包括测量区域，测量物，堆叠方式，台阶数，台阶高度，台阶宽度，角度，计算体积。
42.露天矿大数据中心实时获取以上数据，并存储至大数据中心。利用风险评估模块，将获取到的边坡预警测量器材设备的定位数据和其所在区域土方量做风险评估计算，所述风险评估结果按照边坡报警级别生成发生地质灾害时岩石和土方掩埋区域范围，并将该区域范围指定不同风险级别区。
43.露天矿大数据中心的地形模块建立露天矿的三维模型，将边坡预警测量器材设备定位、车辆行驶路径、风险区域进行实时数据三维地图建模展示；
44.露天矿大数据中心的预警决策模块按照车辆定位信息、边坡预警信息和所在风险区域信息，实时制定每个车辆的安全撤离路线，随时应对边坡预警信息制定安全撤离应急预案并向语音通知模块发出预警。
45.在露天矿所有车辆上安装语音预警装置，为节约成本和减少重复设备安装，使用与车载定位系统相同的5g cpe设备(5g终端设备)接收露天矿大数据中心发出的边坡预警和车辆撤离路线语音信息。语音通知模块在数据中心接收到预警决策模块发送的预警信息后，向每个危险区域附近车辆的车载电脑发出语音警告，并向每个车辆提供适合自己的安全逃生路线导航信息：通知车辆全速前行或立即掉头进行规避。
46.综上所述，本发明提供了一种露天矿车载边坡预警方法，通过在创建露天矿大数据中心，并在露天矿大数据中心中获取边坡预警数据和车辆定位数据，使得边坡预警数据和车辆定位数据在同一第三方建设，避免了边坡预警数据和车辆定位数据存在明显的数据壁垒，使得边坡预警数据和车辆定位数据能够互通，并在露天矿大数据中心中建立露天矿三维模型，对生产区的卡车通过露天矿三维模型获取边坡预警信息，可实时进行边坡预警，提高了预警效率，降低了对矿山安全生产所带来的安全隐患。
47.本发明还提供了一种露天矿车载边坡预警系统，包括数据中心创建模块、风险评估模块、模型建立模块和预警决策模块；
48.数据中心创建模块，用于创建露天矿大数据中心，并获取边坡预警数据、车辆定位数据和土石方测量数据；
49.风险评估模块，用于对所获取的边坡预警数据、车辆定位数据和土石方测量数据
进行评估，并根据评估结果生成发生地质灾害时岩石和土方掩埋区域范围，并将该区域范围指定风险级别区；
50.模型建立模块，用于建立露天矿三维模型，并将边坡预警数据和车辆定位数据输入至露天矿三维模型内；
51.预警决策模块，用于按照露天矿三维模型内的边坡预警数据和车辆定位数据以及所在风险级别区的信息制定安全撤离路线，并发出边坡预警。
52.本发明还提供了一种移动终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，例如露天矿车载边坡预警程序。
53.所述处理器执行所述计算机程序时实现上述露天矿车载边坡预警方法的步骤，例如：
54.创建露天矿大数据中心，并获取边坡预警数据、车辆定位数据和土石方测量数据；
55.对所获取的边坡预警数据、车辆定位数据和土石方测量数据进行评估，并根据评估结果生成发生地质灾害时岩石和土方掩埋区域范围，并将该区域范围指定风险级别区；
56.建立露天矿三维模型，并将边坡预警数据和车辆定位数据输入至露天矿三维模型内；
57.按照露天矿三维模型内的边坡预警数据和车辆定位数据以及所在风险级别区的信息制定安全撤离路线，并发出边坡预警。
58.或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述系统中各模块的功能，例如：数据中心创建模块，用于创建露天矿大数据中心，并获取边坡预警数据、车辆定位数据和土石方测量数据；
59.风险评估模块，用于对所获取的边坡预警数据、车辆定位数据和土石方测量数据进行评估，并根据评估结果生成发生地质灾害时岩石和土方掩埋区域范围，并将该区域范围指定风险级别区；
60.模型建立模块，用于建立露天矿三维模型，并将边坡预警数据和车辆定位数据输入至露天矿三维模型内；
61.预警决策模块，用于按照露天矿三维模型内的边坡预警数据和车辆定位数据以及所在风险级别区的信息制定安全撤离路线，并发出边坡预警。
62.示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所移动终端中的执行过程。例如，所述计算机程序可以被分割成数据中心创建模块、风险评估模块、模型建立模块和预警决策模块；各模块具体功能如下：
63.数据中心创建模块，用于创建露天矿大数据中心，并获取边坡预警数据、车辆定位数据和土石方测量数据；
64.风险评估模块，用于对所获取的边坡预警数据、车辆定位数据和土石方测量数据进行评估，并根据评估结果生成发生地质灾害时岩石和土方掩埋区域范围，并将该区域范围指定风险级别区；
65.模型建立模块，用于建立露天矿三维模型，并将边坡预警数据和车辆定位数据输入至露天矿三维模型内；
66.预警决策模块，用于按照露天矿三维模型内的边坡预警数据和车辆定位数据以及所在风险级别区的信息制定安全撤离路线，并发出边坡预警。
67.所述移动终端可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述移动终端可包括，但不仅限于，处理器、存储器。
68.所称处理器可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述移动终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个移动终端的各个部分。
69.所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述移动终端的各种功能。
70.所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard,smc)，安全数字(securedigital,sd)卡，闪存卡(flashcard)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
71.本发明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实现所述一种露天矿车载边坡预警方法的步骤。
72.所述移动终端集成的模块/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。
73.基于这样的理解，本发明实现上述方法中的全部或部分流程，也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，可实现上述露天矿车载边坡预警方法的步骤。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。
74.所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
75.需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
76.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何
修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

技术特征：
1.一种露天矿车载边坡预警方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，创建露天矿大数据中心，并获取边坡预警数据、车辆定位数据和土石方测量数据；步骤2，对所获取的边坡预警数据、车辆定位数据和土石方测量数据进行评估，并根据评估结果生成发生地质灾害时岩石和土方掩埋区域范围，并将该区域范围指定风险级别区；步骤3，建立露天矿三维模型，并将边坡预警数据和车辆定位数据输入至露天矿三维模型内；步骤4，按照露天矿三维模型内的边坡预警数据和车辆定位数据以及所在风险级别区的信息制定安全撤离路线，并发出边坡预警。2.根据权利要求1所述的一种露天矿车载边坡预警方法，其特征在于，步骤1中，所述边坡预警数据包括设备名称、设备定位、水平位移偏移量、垂直位移偏移量、水平偏移量、三维偏移量、报警级别和报警时间，其中报警级别包括正常、预警和报警。3.根据权利要求1所述的一种露天矿车载边坡预警方法，其特征在于，步骤1中，所述车辆定位数据包括车辆编号、车辆名称、车辆型号、人员信息、车辆定位数据、车速信息和定位数据更新时间。4.根据权利要求1所述的一种露天矿车载边坡预警方法，其特征在于，步骤1中，所述土石方测量数据包括测量区域、测量物、堆叠方式、台阶数、台阶高度、台阶宽度、角度和计算体积。5.根据权利要求1所述的一种露天矿车载边坡预警方法，其特征在于，步骤2中，对所获取的边坡预警数据、车辆定位数据和土石方测量数据进行评估：首先对所有边坡预警测量器材所在定位区域的进行地形分析，结合土石方测量值模拟塌方掩埋区域范围，并通过车辆定位数据在区域内实时确认车辆定位和轨迹信息，将区域范围与车辆信息实时关联。6.根据权利要求1所述的一种露天矿车载边坡预警方法，其特征在于，步骤2中，评估结果通过边坡报警级别生成发生地质灾害时岩石和土方掩埋区域范围，并将该区域范围指定风险级别区；根据模拟结果将露天矿工作区域划分为若干风险区域，区域由gps定位边界，最后根据区域内边坡预警报警数据、同时报警的器材数量和掩埋区域范围制定界面区域报警级别，其中报警级别包括一级报警和二级报警；所述一级报警为同一界面区域多个边坡预警器材报警，边坡预警系统做出报警提示，系统显示边坡变形差异明显，界面土石方量大，影响范围广；所述二级报警为同一界面区域少量边坡预警器材报警，同一界面区域单个边坡预警器材报警，边坡预警系统做出预警提示，边坡预警历史数据形变差异不大，界面区域土石方量少，影响范围小。7.根据权利要求1所述的一种露天矿车载边坡预警方法，其特征在于，步骤4中，通过实时车辆定位数据，实时确定各个风险区域内的车辆定位和轨迹信息，当某个或多个风险区域发出边坡报警时，将立刻反馈风险区域内车辆的车载电脑中，并及时提供最佳规避路线导航信息，以便车辆及时驶离危险区域；同时对风险区域外车辆的行车电脑做出行驶线路变更提示，避免驶入危险区域。8.一种露天矿车载边坡预警系统，其特征在于，包括：数据中心创建模块，用于创建露天矿大数据中心，并获取边坡预警数据、车辆定位数据
和土石方测量数据；风险评估模块，用于对所获取的边坡预警数据、车辆定位数据和土石方测量数据进行评估，并根据评估结果生成发生地质灾害时岩石和土方掩埋区域范围，并将该区域范围指定风险级别区；模型建立模块，用于建立露天矿三维模型，并将边坡预警数据和车辆定位数据输入至露天矿三维模型内；预警决策模块，用于按照露天矿三维模型内的边坡预警数据和车辆定位数据以及所在风险级别区的信息制定安全撤离路线，并发出边坡预警。9.一种移动终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述一种露天矿车载边坡预警方法的步骤。10.一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，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述一种露天矿车载边坡预警方法的步骤。

技术总结
本发明涉及露天矿生产智能化管控技术领域，公开了一种露天矿车载边坡预警方法、系统、终端及介质，通过在创建露天矿大数据中心，并在露天矿大数据中心中获取边坡预警数据、车辆定位数据和土石方测量数据，使得边坡预警数据和车辆定位数据在同一第三方建设，避免了边坡预警数据和车辆定位数据存在明显的数据壁垒，使得边坡预警数据和车辆定位数据能够互通，并在露天矿大数据中心中建立露天矿三维模型，对生产区的卡车通过露天矿三维模型获取边坡预警信息，可实时进行边坡预警，提高了预警效率，降低了对矿山安全生产所带来的安全隐患。降低了对矿山安全生产所带来的安全隐患。降低了对矿山安全生产所带来的安全隐患。


技术研发人员：赵威 柴胜凯 王子豪 杜保华 吴涛 范奇 王大鹏
受保护的技术使用者：西安西热电站信息技术有限公司
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/8/13