一种智能化选煤厂视频分析应用的方法

技术领域

本专利涉及选煤厂数据监控领域，尤其涉及一种智能化选煤厂视频分析应用的方法。

背景技术

选煤厂采用了大量的机械设备，生产工艺环节多、程序复杂。在生产过程中，各种设备必须按照一定的工艺程序进行运转，并需要监视其运行状态。目前选煤厂大多依靠人工对各设备进行就地操作和监控，造成岗位人员众多、劳动强度大、生产效率低；而且设备很难达到安全运转和合理运行，不能充分发挥设备的效能，难以获得预期的生产工艺指标和较高的经济效益。

中国实用新型授权号为CN203588043U的实用新型公开了一种选煤厂设备远程无线监控系统，属于数据监控领域。包括无线数据采集分站、视频监控分站以及工业云端中心，无线数据采集分站与工业云端中心采用光纤连接，视频监控分站与工业云端中心采用光纤连接。有益效果是设置选煤厂设备远程无线监控系统，其无线数据采集分站、视频监控分站以及工业云端中心实现了对选煤厂中分散的设备进行集中管理和监测，从而减少了岗位人员数量，有利于提高生产效率，减轻工人劳动强度；同时实现了相关人员实时查看机台现场，使设备安全运转和合理运行，充分发挥了设备的效能，从而获得预期的生产工艺指标和较高的经济效益。

以上装置未监控毛煤装车站的车辆数量与工作人员单位时间内的手洗矸石量，无法根据监测工作效率判断毛煤供给速度是否合理，也无法根据不同种类的毛煤中矸石的含量比例而调整毛煤供给速度，在选煤工作过程中容易出现毛煤供给不足或过剩的情况，影响选煤工作效率，甚至对选煤厂的机械装置造成损害。

发明内容

为此，本发明提供一种智能化选煤厂视频分析应用的方法，用以克服现有技术中无法判断毛煤供给速度是否合理的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种智能化选煤厂视频分析应用的方法，包括，

步骤S1，在选煤厂的毛煤装车站、手洗矸石站、各传送皮带机头、各段传送皮带、各带电设备、工作人员巡检地点、工作人员作业地点设置智能化摄像头，各所述智能化摄像头与中控系统相连；

步骤S2，所述智能化摄像头采集毛煤装车站单位时间内运输车辆的数量，所述中控系统通过采集毛煤装车站单位时间内运输车辆的数量对毛煤入料量进行分析，并预估手洗矸石量，判定是否对采集毛煤装车站单位时间内运输车辆数量进行调节；

步骤S3，所述智能化摄像头采集手洗矸石站的手洗矸石实际量，所述中控系统对采集的手洗矸石实际量进行分析，判断预估的合理性，并判断是否对采集毛煤装车站单位时间内运输车辆数量进行调节；

步骤S4，所述智能化摄像头对传送皮带机头进行监控，并将监控信息传递至所述中控系统，中控系统判断传送皮带机头处是否存有堵料危险；

步骤S5，所述智能化摄像头对各段传送皮带、各带电设备、工作人员巡检地点、工作人员作业地点进行监控，并将监控信息传递至所述中控系统，中控系统根据视频信息判定是否存在机械异常与人员违规操作行为。

进一步的，在选煤工作开始时，所述智能化摄像头监控所述选煤厂毛煤装车站的单位时间内卸货车辆数量，将单位时间内卸货车辆数量信息上传至所述中控系统，

所述中控系统内预设有车辆入料速度换算公式，G＝E×N，其中G为单位时间内毛煤入料量，N为单位时间内卸货车辆数量，E为车辆数量与入料量转化系数；

所述中控系统内设有毛煤中矸石含量比例I，设定I＝i0，其中，i0为初始状态下毛煤中矸石含量比例值；

所述中控系统内设有单位时间内工作人员手洗矸石量正常范围区间[V1，V2]；

所述中控系统计算在经过时长K时手洗矸石站单位时间内的手洗矸石预判量Vy，设定Vy＝G×I，K为从毛煤入料达到手洗矸石站的时间长度，

所述中控系统将单位时间内手洗矸石预判量Vy与单位时间内工作人员手洗矸石量正常范围区间[V1，V2]进行对比，

若V1≤Vy≤V2，则判定单位时间内卸货车辆数量合理；

若Vy＜V1或Vy＞V2,则判定单位时间内卸货车辆数量不合理，对单位时间允许卸货车辆数量进行调节。

尤其，所述中控系统能够控制手洗矸石传送皮带的运行速度A，设定A＝a，其中，a为初始状态下手洗矸石传送皮带运行速度；

所述中控系统设定K＝L/A，L为中控系统内保存的手洗矸石传送皮带长度数据。

进一步的，所述中控系统将单位时间内手洗矸石预判量Vy与单位时间内工作人员手洗矸石量正常范围区间[V1，V2]进行对比，

若V1≤Vy≤V2，则判定单位时间内卸货车辆数量合理；

若Vy＜V1,则判定单位时间内卸货车辆数量偏小，所述中控系统对所述手洗矸石传送皮带的运行速度A进行调节，

若Vy＞V2,则判定单位时间内卸货车辆数量偏大，所述中控系统对所述手洗矸石传送皮带的运行速度A进行调节，

当Vy＜V1或Vy＞V2时，所述中控系统对所述手洗矸石传送皮带的运行速度A进行调节，调节后手洗矸石传送皮带的运行速度为A1,A1＝[(1/2)×(V1+V2)/Vy]×a，

所述中控系统对单位时间内卸货车辆数量N进行调节，调节后单位时间内卸货车辆数量为N1，N1＝[(1/2)×(V1+V2)]/(E×I)，并将调节后的单位时间内卸货车辆数量N1的发送至管理人员操作平台。

进一步的，在经过时长K时，所述智能化摄像头将监控到的手洗矸石站工作人员单位时间内的手洗矸石实际量Vk上传至所述中控系统，

所述中控系统将Vk与单位时间内工作人员手洗矸石量正常范围区间[V1，V2]进行对比，

若V1≤Vk≤V2，则判定单位时间内卸货车辆数量合理；

若Vk＜V1,则判定单位时间内卸货车辆数量偏小，所述中控系统对所述手洗矸石传送皮带的运行速度Az进行调节，Az＝A或A1；

若Vk＞V2,则判定单位时间内卸货车辆数量偏大，所述中控系统对所述手洗矸石传送皮带的运行速度Az进行调节，Az＝A或A1；

当Vk＜V1或Vk＞V2时，所述中控系统对所述手洗矸石传送皮带的运行速度Az进行调节，调节后手洗矸石传送皮带的运行速度为Az2,Az2＝[(1/2)×(V1+V2)/Vk]×a。

进一步的，在经过时长K时，所述中控系统计算Vk与Vy的差值绝对值Vz，Vz＝∣Vk-Vy∣，

若Vz≤Vc，所述中控系统判定单位时间内手洗矸石实际量与单位时间内手洗矸石预判量相符，所述中控系统内预设的毛煤中矸石含量比例I正确；

若Vz＞Vc，所述中控系统判定单位时间内手洗矸石实际量与单位时间内手洗矸石预判量不相符；

其中，Vc为手洗矸石实际量与手洗矸石预判量的差值评价参数；

若Vz＞Vc且Vk＜Vy，则判定单位时间内手洗矸石实际量小于单位时间内手洗矸石预判量，所述中控系统内预设的毛煤中矸石含量比例I的数值偏高，并对I的数值进行调节，

若Vz＞Vc且Vk＞Vy，则判定单位时间内手洗矸石实际量大于单位时间内手洗矸石预判量，所述中控系统内预设的毛煤中矸石含量比例I的数值偏低，并对I的数值进行调节，

当Vz＞Vc且Vk＜Vy时或当Vz＞Vc且Vk＞Vy时，所述中控系统对毛煤中矸石含量比例I的数值进行，调节后的毛煤中矸石含量比例为I2,I2＝i0×(Vk/Vy)。

进一步的，在经过时长K时，所述中控系统对单位时间内卸货车辆数量N1进行调节，调节后单位时间内卸货车辆数量为N2，N2＝[(1/2)×(V1+V2)]/(E×I2)，并将调节后的单位时间内卸货车辆数量N2的发送至管理人员操作平台；

在经过时长(K+K2)时，所述中控系统对所述手洗矸石传送皮带的运行速度Az2进行调节，调节后手洗矸石传送皮带的运行速度为Az3,Az3＝a，

其中K2＝L/{[(1/2)×(V1+V2)/Vk]×a}。

进一步的，所述智能化摄像头监控所述各传送皮带机头，并对传送皮带机头存在的大块物料进行体积识别，将大块物料的体积数据H上传至所述中控系统，

所述中控系统内设有传送皮带机头尺寸H0，中控系统将H与H0进行对比，

若H≥H0，所述中控系统判定存在堵料危险，并将堵料危险处理指令传送至管理人员操作平台；

若H＜H0，所述中控系统判定不存在堵料危险，暂不对外发出任何信息。

进一步的，所述智能化摄像头监控所述各传送皮带，并将皮带运行情况上传至所述中控系统，

所述中控系统内设有传送皮带工作模式识别算法，能够判定传送皮带是否处于正常工作状态，

若所述中控系统判定传送皮带为正常工作状态，暂不对外发出任何信息，

若所述中控系统判定传送皮带出现跳链情况，控制传送皮带停止运行，并将跳链情况信息传递至管理人员操作平台；

若所述中控系统判定传送皮带出现断链情况，控制传送皮带停止运行，并将断链情况信息传递至管理人员操作平台。

进一步的，所述中控系统能够通过所述智能化摄像头上传的数据信息判定选煤厂存在的违规操作，并将违规操作保存至存储单元，

所述智能化摄像头监控所述各带电设备，若判定维修人员正在对带电设备进行维修，则对所述中控系统发出警报，

所述中控系统对带电设备进行断电操作，并将违规操作发生的时间与地点传递至管理人员操作平台；

所述智能化摄像头监控巡检区域是否存在巡检人员进行巡检，若判定巡检人员未按时巡检，对所述中控系统发出警报，

所述中控系统将未按时巡检的区域信息传递至管理人员操作平台；

所述智能化摄像头监控工作人员是否正常佩戴安全帽，并将未佩戴安全帽的工作人员信息上传至所述中控系统，

所述中控系统将未佩戴安全帽的工作人员信息传递至管理人员操作平台。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明通过中控系统与智能化摄像头的配合，对选煤厂中需要监测的设备进行监测与控制，从而保证机械设备能够正常运行，中控系统能够通过智能化摄像头回传的数据信息对选煤厂的毛煤入料量、传送皮带运行速度以及中控系统内的毛煤中矸石含量比例预设值进行修改，合理进行物资供给，提高选煤厂工作效率。

通过记录选煤厂的各项基本信息，中控系统能够计算出合理的毛煤供给量，保证选煤厂的机械安全，并且避免原材料出现浪费或供应不足的可能性，

中控系统根据单位时间内卸货车辆数量与毛煤中矸石含量比例对手洗矸石站的工作效率进行预判，若判定手洗矸石的工作效率不符合工作人员手洗矸石速度的正常范围，则要通过改变单位时间内卸货车辆数量而改变毛煤入料速度，并且改变传送皮带的运行速度，

中控系统通过对比手洗矸石的预判速度与实际速度，判定中控系统内预设的毛煤中矸石含量比例是否需要调整，为后续选煤工作中出现毛煤种类发生变化的情况提供了自适应调节的保证，

中控系统在修正入料速度后将传送皮带的运行速度调回初始值，避免了传送皮带的运行速度不符合修正入料速度后传送皮带应有的运行速度，

通过监控不符合传送皮带机头正常通过尺寸的危险大块物料，及时通知管理人员清洁机头堵料，保证了物料的运输通畅，避免设备损坏。

附图说明

图1为本发明所述智能化选煤厂视频分析应用的方法的示意图；

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，图1为本发明所述智能化选煤厂视频分析应用的方法的示意图。

本发明提供一种智能化选煤厂视频分析应用的方法，包括，

步骤S1，在选煤厂的毛煤装车站、手洗矸石站、各传送皮带机头、各段传送皮带、各带电设备、工作人员巡检地点、工作人员作业地点设置智能化摄像头，各所述智能化摄像头与中控系统相连；

步骤S2，所述智能化摄像头采集毛煤装车站单位时间内运输车辆的数量，所述中控系统通过采集毛煤装车站单位时间内运输车辆的数量对毛煤入料量进行分析，并预估手洗矸石量，判定是否对采集毛煤装车站单位时间内运输车辆数量进行调节；

步骤S3，所述智能化摄像头采集手洗矸石站的手洗矸石实际量，所述中控系统对采集的手洗矸石实际量进行分析，判断预估的合理性，并判断是否对采集毛煤装车站单位时间内运输车辆数量进行调节；

步骤S4，所述智能化摄像头对传送皮带机头进行监控，并将监控信息传递至所述中控系统，中控系统判断传送皮带机头处是否存有堵料危险；

步骤S5，所述智能化摄像头对各段传送皮带、各带电设备、工作人员巡检地点、工作人员作业地点进行监控，并将监控信息传递至所述中控系统，中控系统根据视频信息判定是否存在机械异常与人员违规操作行为。

进一步的，在选煤工作开始时，所述智能化摄像头监控所述选煤厂毛煤装车站的单位时间内卸货车辆数量，将单位时间内卸货车辆数量信息上传至所述中控系统，

所述中控系统内预设有车辆入料速度换算公式，G＝E×N，其中G为单位时间内毛煤入料量，N为单位时间内卸货车辆数量，E为车辆数量与入料量转化系数；

所述中控系统内设有毛煤中矸石含量比例I，设定I＝i0，其中，i0为初始状态下毛煤中矸石含量比例值；

所述中控系统内设有单位时间内工作人员手洗矸石量正常范围区间[V1，V2]；

所述中控系统计算在经过时长K时手洗矸石站单位时间内的手洗矸石预判量Vy，设定Vy＝G×I，K为从毛煤入料达到手洗矸石站的时间长度，

所述中控系统将单位时间内手洗矸石预判量Vy与单位时间内工作人员手洗矸石量正常范围区间[V1，V2]进行对比，

若V1≤Vy≤V2，则判定单位时间内卸货车辆数量合理；

若Vy＜V1或Vy＞V2,则判定单位时间内卸货车辆数量不合理，对单位时间允许卸货车辆数量进行调节。

尤其，所述中控系统能够控制手洗矸石传送皮带的运行速度A，设定A＝a，其中，a为初始状态下手洗矸石传送皮带运行速度；

所述中控系统设定K＝L/A，L为中控系统内保存的手洗矸石传送皮带长度数据；

若中控系统未保存选煤厂的各项基本信息，管理人员就无法通过手洗矸石工作人员的效率判断毛煤的最佳供给速度，运送毛煤的车辆过多会造成毛煤供应过剩，从而导致传送皮带机头堵塞或资源浪费，运送毛煤的车辆过少会造成原材料供应不足，从而导致选煤效率降低，通过记录选煤厂的各项基本信息，中控系统能够计算出合理的毛煤供给量，保证选煤厂的机械安全，并且避免原材料出现浪费或供应不足的可能性。

进一步的，所述中控系统将单位时间内手洗矸石预判量Vy与单位时间内工作人员手洗矸石量正常范围区间[V1，V2]进行对比，

若V1≤Vy≤V2，则判定单位时间内卸货车辆数量合理；

若Vy＜V1,则判定单位时间内卸货车辆数量偏小，所述中控系统对所述手洗矸石传送皮带的运行速度A进行调节，

若Vy＞V2,则判定单位时间内卸货车辆数量偏大，所述中控系统对所述手洗矸石传送皮带的运行速度A进行调节，

当Vy＜V1或Vy＞V2时，所述中控系统对所述手洗矸石传送皮带的运行速度A进行调节，调节后手洗矸石传送皮带的运行速度为A1,A1＝[(1/2)×(V1+V2)/Vy]×a，

所述中控系统对单位时间内卸货车辆数量N进行调节，调节后单位时间内卸货车辆数量为N1，N1＝[(1/2)×(V1+V2)]/(E×I)，并将调节后的单位时间内卸货车辆数量N1的发送至管理人员操作平台；

中控系统根据单位时间内卸货车辆数量与毛煤中矸石含量比例对手洗矸石站的工作效率进行预判，若判定手洗矸石的工作效率不符合工作人员手洗矸石速度的正常范围，则要通过改变单位时间内卸货车辆数量而改变毛煤入料速度，并且改变传送皮带的运行速度，若不对手洗矸石站的工作效率进行预判，无法预防K时长后，因入料量不合理导致工作人员无法正常工作的情况。

进一步的，在经过时长K时，所述智能化摄像头将监控到的手洗矸石站工作人员单位时间内的手洗矸石实际量Vk上传至所述中控系统，

所述中控系统将Vk与单位时间内工作人员手洗矸石量正常范围区间[V1，V2]进行对比，

若V1≤Vk≤V2，则判定单位时间内卸货车辆数量合理；

若Vk＜V1,则判定单位时间内卸货车辆数量偏小，所述中控系统对所述手洗矸石传送皮带的运行速度Az进行调节，Az＝A或A1；

若Vk＞V2,则判定单位时间内卸货车辆数量偏大，所述中控系统对所述手洗矸石传送皮带的运行速度Az进行调节，Az＝A或A1；

当Vk＜V1或Vk＞V2时，所述中控系统对所述手洗矸石传送皮带的运行速度Az进行调节，调节后手洗矸石传送皮带的运行速度为Az2,Az2＝[(1/2)×(V1+V2)/Vk]×a。

中控系统通过分析智能化摄像头回传的手洗矸石站工作人员单位时间内的手洗矸石实际量，得到毛煤入料量是否符合手洗矸石的实际量，并根据分析结果继续调节传送皮带运行速度，从而确保手洗矸石的正常进行，为后续中控系统修改毛煤中矸石含量的预设值提供数据支持。

进一步的，在经过时长K时，所述中控系统计算Vk与Vy的差值绝对值Vz，Vz＝∣Vk-Vy∣，

若Vz≤Vc，所述中控系统判定单位时间内手洗矸石实际量与单位时间内手洗矸石预判量相符，所述中控系统内预设的毛煤中矸石含量比例I正确；

若Vz＞Vc，所述中控系统判定单位时间内手洗矸石实际量与单位时间内手洗矸石预判量不相符；

其中，Vc为手洗矸石实际量与手洗矸石预判量的差值评价参数；

若Vz＞Vc且Vk＜Vy，则判定单位时间内手洗矸石实际量小于单位时间内手洗矸石预判量，所述中控系统内预设的毛煤中矸石含量比例I的数值偏高，并对I的数值进行调节，

若Vz＞Vc且Vk＞Vy，则判定单位时间内手洗矸石实际量大于单位时间内手洗矸石预判量，所述中控系统内预设的毛煤中矸石含量比例I的数值偏低，并对I的数值进行调节，

当Vz＞Vc且Vk＜Vy时或当Vz＞Vc且Vk＞Vy时，所述中控系统对毛煤中矸石含量比例I的数值进行，调节后的毛煤中矸石含量比例为I2,I2＝i0×(Vk/Vy)。

中控系统通过对比手洗矸石的预判速度与实际速度，判定中控系统内预设的毛煤中矸石含量比例是否需要调整，为后续选煤工作中出现毛煤种类发生变化的情况提供了自适应调节的保证，若中控系统无法调节毛煤中矸石含量比例，选煤厂的毛煤种类发生变化后，手洗矸石的实际速度发生变化，导致系统紊乱。

进一步的，在经过时长K时，所述中控系统对单位时间内卸货车辆数量N1进行调节，调节后单位时间内卸货车辆数量为N2，N2＝[(1/2)×(V1+V2)]/(E×I2)，并将调节后的单位时间内卸货车辆数量N2的发送至管理人员操作平台。

在经过时长(K+K2)时，所述中控系统对所述手洗矸石传送皮带的运行速度Az2进行调节，调节后手洗矸石传送皮带的运行速度为Az3,Az3＝a，

其中K2＝L/{[(1/2)×(V1+V2)/Vk]×a}。

若中控系统未将传送皮带的速度调回初始值，传送皮带的运行速度保持在传送皮带为适应之前入料量不合理而变化的运行速度上，从而导致中控系统修改单位时间内卸货车辆数量无意义，导致中控系统修改毛煤中矸石含量比例无意义，中控系统在修正入料速度后将传送皮带的运行速度调回初始值，避免了传送皮带的运行速度不符合修正入料速度后传送皮带应有的运行速度。

进一步的，所述智能化摄像头监控所述各传送皮带机头，并对传送皮带机头存在的大块物料进行体积识别，将大块物料的体积数据H上传至所述中控系统，

所述中控系统内设有传送皮带机头尺寸H0，中控系统将H与H0进行对比，

若H≥H0，所述中控系统判定存在堵料危险，并将堵料危险处理指令传送至管理人员操作平台；

若H＜H0，所述中控系统判定不存在堵料危险，暂不对外发出任何信息。

若中控系统未监控传送皮带机头，传送皮带机头存在的大块物料不断堆积，从而导致物料无法被正常运输，甚至造成设备损坏，降低选煤厂工作效率，通过监控不符合传送皮带机头正常通过尺寸的危险大块物料，及时通知管理人员清洁机头堵料，保证了物料的运输通畅，避免设备损坏。

进一步的，所述智能化摄像头监控所述各传送皮带，并将皮带运行情况上传至所述中控系统，

所述中控系统内设有传送皮带工作模式识别算法，能够判定传送皮带是否处于正常工作状态，

若所述中控系统判定传送皮带为正常工作状态，暂不对外发出任何信息，

若所述中控系统判定传送皮带出现跳链情况，控制传送皮带停止运行，并将跳链情况信息传递至管理人员操作平台；

若所述中控系统判定传送皮带出现断链情况，控制传送皮带停止运行，并将断链情况信息传递至管理人员操作平台。

进一步的，所述中控系统能够通过所述智能化摄像头上传的数据信息判定选煤厂存在的违规操作，并将违规操作保存至存储单元，

所述智能化摄像头监控所述各带电设备，若判定维修人员正在对带电设备进行维修，则对所述中控系统发出警报，

所述中控系统对带电设备进行断电操作，并将违规操作发生的时间与地点传递至管理人员操作平台；

所述智能化摄像头监控巡检区域是否存在巡检人员进行巡检，若判定巡检人员未按时巡检，对所述中控系统发出警报，

所述中控系统将未按时巡检的区域信息传递至管理人员操作平台；

所述智能化摄像头监控工作人员是否正常佩戴安全帽，并将未佩戴安全帽的工作人员信息上传至所述中控系统，

所述中控系统将未佩戴安全帽的工作人员信息传递至管理人员操作平台。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。