(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211187426.3 (22)申请日 2022.09.28 (71)申请人 东北大学 地址 110819 辽宁省沈阳市和平区文化路3 号巷11号 (72)发明人 王运森　郑贵平　周红　 (74)专利代理 机构 沈阳东大知识产权代理有限 公司 21109 专利代理师 李在川 (51)Int.Cl. G06V 20/52(2022.01) G06V 20/40(2022.01) G06V 10/94(2022.01) G06V 10/96(2022.01) G06V 10/82(2022.01)E21F 17/18(2006.01) (54)发明名称 一种基于边缘计算的非煤矿山安全风险主 动识别系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于边缘计算的非煤矿 山安全风险主动识别系统， 涉及非煤矿山井下监 测监控领域； 对矿山监测系统进行集中式的数据 分析、 数据管理及决策并将数据解析分析的结 果， 包括预警、 分析和统计等数据， 以图表的方 式， 多维度、 多粒度的以容器的形式提供服务， 使 实时检测得到的数据应力、 应变、 微震等信息和 预警信息可视化， 供工作人员浏览和检索， 实现 了实时采集数据、 风险预警信息的共享和人机交 互。 实现视频监控数据的智能安全分析， 结合地 压、 应变、 视频、 人员定位等多系统多参量快速、 准确分析矿山安全风险， 并减 轻数据传输至云端 的压力， 有效提升数据采集传输分析处理效率和 时效性。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 115512297 A 2022.12.23 CN 115512297 A 1.一种基于边缘计算的非煤矿山安全风险主动识别系统， 其特征在于， 所述系统包括 硬件资源层、 linux操作系统层、 容器虚拟层、 数据采集容器、 通道配置容器、 视频图像识别 容器、 非煤矿山 风险主动识别容器、 数据管理容器、 风险查询服 务容器、 边缘设备管理容器； 所述硬件资源层包括GPU、 硬件接口、 存 储； 嵌入服 务器板卡并配置GPU； 所述硬件接口包括R J45、 wifi、 485、 232和USB接口； 所述存储采用固态硬 盘和/或机 械硬盘； 所述服务器板卡采用ARM或i ntel架构； Linux操作系统层基于L inux版本， 用于控制和管理系统资源； 虚拟模拟层嵌入开源的应用容器引擎docker虚拟程序， 兼容docker及docker ‑ compose。 2.如权利要求1所述的基于边缘计算的非煤矿山安全风险主动识别系统， 其特征在于， 所述数据采集容器， 适配监测监控系统和人员定位系统的数据协议， 然后通过硬件接口从 监测监控系统中的应力应变传感器、 微震传感器、 视频传感器中读取对应的数据， 并将这些 数据进行 滤波去噪后保存在硬件资源层的存 储器中。 3.如权利要求1所述的基于边缘计算的非煤矿山安全风险主动识别系统， 其特征在于， 所述通道配置容器， 对终端用户提供服务， 终端用户根据矿山监测系统连接的传感器数量 和类型， 进 行相应传感器配置， 将 配置文件保存在 存储器中， 数据采集容器根据配置的内容 采集传感数据。 4.如权利要求1所述的基于边缘计算的非煤矿山安全风险主动识别系统， 其特征在于， 所述视频图像识别容器， 对采集到的监测监控系统采集到的视频图像进 行图像的提取和滤 波后， 通过图像识别算法进行识别， 当发现矿山工作人员没有佩戴安全帽、 人员或者异物进 入危险区或者 监控视频中有烟雾时， 发出安全风险预警预报信息 。 5.如权利要求4所述的基于边缘计算的非煤矿山安全风险主动识别系统， 其特征在于， 所述图像识别算法采用YOLO算法。 6.如权利要求1所述的基于边缘计算的非煤矿山安全风险主动识别系统， 其特征在于， 所述非煤矿山风险主动识别容器， 根据数据采集容器采集的数据和数据管理容器设定的应 力、 应变、 微震事件频次和密度、 人员安全位置的阈值进行安全风险主动识别； 根据数据管 理容器设定的微震事件频次和密度的阈值， 如果监测的微震结果超过阈值， 则产生相 应的 地压风险预警； 根据数据管理容器设定的应力、 位移阈值， 如果监测的结果超过阈值， 则产 生相应的地压风险预警； 根据地压和应变的变化值， 若变化量超过设定的阈值， 根据人员定 位系统中采集到的矿山工作人员的实时位置值， 若地压变化的地方距离人员位置小于 设定 人员安全位置阈值时， 则产生人员风险警告， 同时推送给查询服务容器， 进行风险警告信息 的推送。 7.如权利要求1所述的基于边缘计算的非煤矿山安全风险主动识别系统， 其特征在于， 所述数据管理容器包括 参数区、 日志区、 风险区、 实时数据区、 视频 数据取、 数据备份区。 8.如权利要求7所述的基于边缘计算的非煤矿山安全风险主动识别系统， 其特征在于， 所述参数区存储通道配置的设定参数， 包括应力、 应变、 微震事件频次和密度、 人员安全位 置； 日志区保存操作人员的操作记录， 包括参数 的配置、 数据的手工备份； 风险区保存主动 分析得到的风险识别结果， 包括安全帽没有 带的时间、 是否有 人员或异物进入危险区、 是否权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115512297 A 2产生烟雾报警； 实时数据区保存数据采集容器采集到的监测监控系统的运行 的实时数据， 包括压力、 位移、 应变、 微震； 数据备份区存储过往的采集的矿山监测系统的数据， 包括应力 变化情况、 位移、 微震、 风险预警情况； 数据管理容器还具有配置监测数据的定期备份删除 的设置。 9.如权利要求1所述的基于边缘计算的非煤矿山安全风险主动识别系统， 其特征在于， 所述查询服务容器， 将图像识别和风险主动识别解析分析的结果， 包括预警、 分析和统计的 数据， 以可视化的方式给设备用户端提供服务， 使包括地压、 应变、 人员位置在内的实时监 测数据以及上述非煤矿山风险主动识别容器和视频图像识别容器识别到的预警信息可视 化。 10.如权利要求1所述的基于边缘计算的非煤矿山安全风险主动识别系统， 其特征在 于， 所述数据上传同步容器， 将数据采集容器采集到的各个矿山监测系统中的数据通过视 频图像识别及风险主动识别后， 将预测结果和原始数据转化为标准类型协议的数据， 通过 网络上行接口将运算结果 实时打包发送给远程数据中心， 远程数据中心将得到的现场数据 进行分析 预测预警计算。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115512297 A 3