[发明专利]一种煤矿灾害数据采集、分析及可视化展现系统

权利要求书

1.一种煤矿灾害数据采集、分析及可视化展现系统，其特征在于：包括灾害数据一体化采集模块、灾害监测预警分析模块、GIS生成模块、可视化展示模块和灾害预警手机模块；

所述灾害数据一体化采集模块通过多协议适配将采集数据转换为结构化数据存储到数据库中，实现瓦斯、水、火、顶板、粉尘灾害监测数据的统一采集；

所述灾害监测预警分析模块对数据库中的灾害监测数据分析，识别灾害监测数据的异常情况，所述异常情况包括突变、缓升、波动、周期变化和恒定不变；当识别到异常情况时，发出灾害异常报警提示语音信息；

所述GIS生成模块根据矿井的通风系统图或采掘工程平面图，绘制矿井三维巷道空间结构，形成灾害GIS一张图，并将灾害监测点和灾害异常分析点绑定至所述灾害GIS一张图；

所述可视化展示模块通过多种方式展示灾害监测数据和灾害异常分析结果，包括列表、折线图、柱状图、饼图和灾害GIS一张图；

所述灾害预警手机模块将异常信息推送给手机端APP。

2.根据权利要求1所述的煤矿灾害数据采集、分析及可视化展现系统，其特征在于：所述灾害数据一体化采集模块包括煤矿端与公司端；所述煤矿端通过采集程序适配OPC、FTP文件、数据库、WebService以及其他数据源，实现对安全监控系统、人员定位系统、水文监测系统、采空区发火监测系统、顶板监测系统、粉尘监控系统以及灾害预警数据、特征图谱分析数据的统一采集；所述煤矿端通过发布/订阅者模式将采集到的数据联网上传到公司端。

3.根据权利要求2所述的煤矿灾害数据采集、分析及可视化展现系统，其特征在于：所述煤矿端通过以下策略同一采集灾害数据：

灾害监测数据采集：针对具备统一、通用联网上传协议的灾害监测子系统数据，包括安全监控、人员定位、粉尘监测、水文监测和束管监测，通过在煤矿端部署采集上传软件，公司端部署FTP服务器，基于FTP文件上传的形式实现灾害监测数据联网采集上传；

灾害数据库同步：针对不具备统一的数据联网上传标准的数据，包括顶板灾害监测数据和光纤测温监测数据，采用数据库定时同步的方式，将矿端数据同步至公司端数据存储中心。

4.根据权利要求1或3所述的煤矿灾害数据采集、分析及可视化展现系统，其特征在于：煤矿灾害流式数据处理框架为SparkStreaming处理框架，整个框架数据处理流程为：

通过多源异构数据集成采集器，将数据发送给Kafka；Kafka接收数据后一方面通过数据解析服务存入关系型数据库和HBase，并将重要数据映射出入Hive，另一方面通过将时间窗口内的数据传入SparkStreaming框架；

同时通过Reids加载HBase中的历史数据到SparkStreaming中，调用SparkMLib中的算法库对数据进行分析挖掘分析，并将挖掘分析结果写入关系型数据库；

针对历史数据挖掘，直接运用HiveSql实现挖掘分析算法，对历史数据进行分析，并将分析结果写入关系型数据库。

5.根据权利要求1所述的煤矿灾害数据采集、分析及可视化展现系统，其特征在于：所述灾害监测预警分析模块对灾害监测数据的突变识别如下：

以最近5分钟的监测数据设置滑动时间窗，根据不同监测点类型设置不同突变判定值，在分析的时间序列里，判断监测值从最小值突变到最大值的变化值是否达到突变判定值，计算公式为：y＝α×f_max(x)-(f_max(x)-f_min(x))；

式中，α为突变因子，f_max(x)为滑动时间窗范围内的最大值；f_min(x)为滑动时间范围的最小值。