露天矿山边坡监测预警系统原型

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露天矿山在开采过程中，边坡的稳定性至关重要。一旦边坡发生滑坡、坍塌等事故，不仅会造成巨大的财产损失，还可能危及人员生命安全。为了有效防范这类风险，露天矿山边坡监测预警系统应运而生。该系统借助先进的技术手段，对边坡的各种状态参数进行实时监测、分析与预警，为矿山的安全生产提供有力保障。

一、系统整体概述
露天矿山边坡监测预警系统是一套集成了物联网、大数据、人工智能、地理信息系统（GIS）等多种技术的综合性管理平台。它通过在矿山边坡部署各类监测设备，如边坡雷达、GNSS（全球导航卫星系统）接收机、视频监控摄像头、各类传感器（位移、应力、振动、水文等），实时采集边坡的位移、变形、应力、水文、环境等多维度数据。然后，利用数据传输网络将这些数据汇聚到系统平台，经过专业的算法模型分析处理，实现对边坡稳定性的评估，并在可能发生危险时及时发出预警信息，指导矿山采取相应的防范和处置措施。

该系统打破了传统监测方式的局限性，传统监测往往依赖人工巡检，存在监测不及时、数据精度低、覆盖范围有限等问题。而本系统能够实现全天候、全自动、高精度的监测，覆盖整个矿山边坡区域，大大提升了监测的效率和准确性，为矿山的安全管理提供了科学、智能的手段。

二、系统核心功能模块
（一）设备管理模块
设备是系统运行的基础，设备管理模块负责对所有接入系统的监测设备进行全方位管理。
1. 设备总览：以直观的方式展示系统中各类设备的总体情况，包括边坡雷达、GNSS、视频监控设备以及其他传感器等的数量、分布位置。同时，通过可视化图表呈现设备的在线率，让管理人员能够快速了解设备的整体运行状态，例如系统会显示当前在线设备数量为1582台，离线设备数量为126台，设备在线率达92.3%。
2. 设备分布与详情：结合矿山地理信息地图，标注出每台设备的具体安装位置。当点击地图上的设备图标时，会弹出设备详情窗口，展示设备的机器编号、出厂日期、工作时长等基本信息，还能查看设备的报警情况，如一级报警、二级报警、三级报警的数量。此外，可按设备类型（边坡雷达、GNSS、视频监控、其他设备）分别查看其分布和状态，方便管理人员对不同类型设备进行针对性管理。
3. 设备接入与供应商管理：统计接入系统的矿山、企业以及设备提供商的数量，如显示接入矿山数量为684个、企业数量为59家、设备提供商数量为69家，有助于掌握系统的覆盖范围和设备来源情况，为设备的维护、升级等提供依据。
4. 设备在线率排行：对不同区域的设备在线率进行统计和排名，通过柱状图等形式直观展示各区域设备在线率的差异，便于管理人员发现设备运行不稳定的区域，及时排查问题。

（二）报警管理模块
报警管理模块是系统保障矿山安全的关键环节，能够及时发现边坡的异常情况并发出警示。
1. 预警总览：通过饼图等可视化方式展示不同等级预警（一级预警、二级预警、三级预警、四级预警）的数量占比，让管理人员对当前边坡的整体安全态势有清晰的认识，例如系统显示预警总数为5864条。
2. 实时报警列表：详细记录每一条报警信息，包括设备编号、预警等级、预警时间、预警值、实际值等内容。管理人员可以查看报警详情，了解具体是哪台设备（如3#GNSS）在什么时间发生了几级预警，实际监测值与预警阈值的对比情况，还能对报警信息进行修改、释放等操作，确保报警信息的准确性和后续处理的及时性。
3. 报警参数统计：统计矿场的总人数、作业人数、运行车辆数、预警车辆数、使用设备数、预警设备数等参数，为评估报警对矿山生产作业的影响范围提供数据支持。
4. 报警情况分析：以可视化图表形式展示设备预警（台数）、低电预警（次数）、人员预警（人数）、安全预警（次数）等不同类型报警的数量，帮助管理人员分析报警的主要类型和分布情况，从而有针对性地加强相关方面的监测和管理。
5. 实时画面监控：同步展示不同矿山（如恒基矿业股份有限公司、苍峰矿产有限公司等）的实时视频画面，结合报警信息，让管理人员能够直观地看到报警发生区域的现场情况，辅助判断报警的真实性和严重程度，为应急处置提供依据。

（三）能耗管理模块
在保障矿山安全的同时，合理控制能耗也是矿山管理的重要内容，能耗管理模块实现了对矿山能耗的全面监测与管理。
1. 总能耗与分类能耗统计：实时统计矿山的总能耗（以吨标准煤tce为单位）、用电量（kW·h）、用水量（t）等数据，同时分析能耗类型占比，如用电能耗占比87.8%、用水能耗占比8.5%、用气能耗占比1.9%、生物质能能耗占比1.7%，让管理人员清晰了解矿山的能源消耗结构。
2. 能耗预警：对能耗进行分级预警（一级预警、二级预警、三级预警、四级预警），统计不同等级能耗预警的数量，生成预警总数的可视化图表，及时发现能耗异常情况。
3. 能耗超标报警：记录能耗超标报警信息，包括预警等级、报警企业、日期、报警值等，便于管理人员追溯能耗超标的责任主体和时间，采取措施降低能耗。
4. 日能耗与能耗趋势统计：展示日能耗的变化曲线，以及月度、年度的能耗趋势，帮助管理人员分析能耗的变化规律，找出能耗高峰和低谷的原因，制定合理的能耗管控策略，如通过日能耗统计曲线可以看到不同时段能耗的波动情况，通过年度能耗趋势曲线能了解全年能耗的变化趋势。
5. 企业能耗分布：按企业统计能耗量、占比和排名，如潮岳矿产能耗150t，占比15.5%，排名第1；丰泽矿业能耗140t，占比12.3%，排名第2等，为企业间的能耗对标和考核提供依据。

（四）资料管理模块
资料管理模块为系统的运行和管理提供了丰富的基础资料支持。
1. 资料概览：统计企业总数、设备总数、人员总数，并展示与去年同期相比的增长情况，如企业总数6542家，同比增长13.6%；设备总数31252台，同比增长16.2%；人员总数865人，同比增长6.9%，让管理人员了解矿山相关资源的发展变化情况。
2. 工作规划与完成情况：展示各矿山企业（如潮岳矿产、丰泽矿业等）的年计划工作任务以及完成情况，完成率均为89.3%，便于对企业的工作进度进行监督和管理。
3. 电力与水力资料：统计电力总容量和今日使用量、水力总容量和今日使用量，通过仪表盘等形式直观展示使用情况，如电力总容量1000，今日使用量520；水力总容量1000，今日使用量895，帮助管理人员掌握能源的使用状况。
4. 设备资料与实时画面：展示不同矿山企业的设备图片以及实时画面，同时呈现设备完好率、使用率、待维修设备数、已报废设备数等信息，如设备完好率86%、使用率93%、待维修设备7台、已报废设备14台，为设备的维护和更新提供参考。

（五）设置管理模块
设置管理模块是系统正常运行和权限管理的重要保障。
1. 账号管理：对系统用户账号进行全面管理，包括企业、账户、姓名、手机号、部门、状态等信息。支持用户信息的查询、重置、权限设置、密码修改、编辑、删除等操作，确保不同用户拥有与其职责相匹配的系统操作权限，保障系统数据的安全和操作的规范性。例如，可查看不同企业（潮岳矿产、丰泽矿业等）的admin账户信息，进行相关权限和信息的调整。
2. 设备管理：涵盖设备的信息管理、故障记录、修改记录等功能，方便管理人员对设备的全生命周期进行管理，及时记录设备的故障情况和修改历史，为设备的维护和故障排查提供依据。
3. 数据管理：负责实时数据、历史数据的管理以及数据导出功能，确保数据的完整性和可追溯性，满足不同场景下对数据的需求，如可导出历史监测数据用于后续的分析和研究。
4. 视频监控设置：对视频监控设备的相关参数进行设置和管理，保障视频监控画面的清晰和稳定，为报警管理等模块提供可靠的视频支持。

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