方案设计：矿山安全巡检系统
← 返回场景概览 | 上一阶段：需求探索 → | 下一阶段：开发资产 →
方案概览
本方案设计了一套完整的矿山安全巡检与监控系统，涵盖安全巡检、人员定位、设备监控、危险源管控四大核心场景，通过物联网设备、GPS定位、传感器等技术，实现矿山安全生产的数字化、智能化管理。
1. 安全巡检管理
1.1 巡检流程
1.2 巡检路线设计
检查点设置：
- 每个检查点设置 GPS 坐标范围（半径 30 米）
- 检查点必须按顺序完成，否则视为未完成
- 检查点包含：通风系统、排水系统、瓦斯监测点、支护检查点等
巡检规则：
- 每班次必须完成一次完整巡检
- 重点区域每小时巡检一次
- 巡检必须在规定时间窗口内完成（±30 分钟）
- 超时视为缺勤
1.3 GPS 轨迹验证
轨迹验证规则：
- 轨迹必须覆盖所有检查点
- 轨迹速度合理（步行速度 3-6 km/h）
- 轨迹连续，不可跳跃
- 异常轨迹（如速度过快、跳跃）系统自动标记
防假巡检机制：
- GPS 轨迹验证，防止不到现场打卡
- 现场拍照自动打水印（时间、地点、人员、GPS坐标）
- 照片相似度检测（防止用旧照片）
- 轨迹与照片时间、地点匹配验证
1.4 隐患上报与处理
隐患分类：
| 隐患类型 | 严重程度 | 处理时限 | 通知对象 |
|---|---|---|---|
| 重大隐患（如瓦斯超标） | 严重 | 立即处理 | 安全科长、矿长 |
| 一般隐患（如设备故障） | 一般 | 24小时内 | 安全科长、相关责任人 |
| 小隐患（如标识不清） | 轻微 | 3天内 | 相关责任人 |
处理流程：
- 巡检人员上报隐患
- 系统自动生成整改工单
- 通知相关责任人
- 责任人处理隐患
- 整改完成后，巡检人员验收
- 验收通过，工单关闭
2. 人员定位管理
2.1 定位技术方案
定位设备：
- 井下人员佩戴定位标签（RFID/蓝牙/UWB）
- 井下部署定位基站（每 50-100 米一个）
- 定位精度：3-5 米
定位数据采集：
- 定位标签每 30 秒上报一次位置
- 定位基站实时接收位置数据
- 数据通过有线/无线网络传输到地面
2.2 人员统计与监控
实时统计：
- 井下人员总数
- 各作业区域人员分布
- 人员进出井记录
- 人员实时位置地图
异常预警：
- 人员进入危险区域自动报警
- 人员超时未出井自动报警（超过 8 小时）
- 人员异常聚集自动报警
- 人员失联自动报警
2.3 应急撤离指导
应急响应流程：
撤离路线计算：
- 根据人员当前位置和应急出口位置
- 避开危险区域
- 选择最短安全路线
- 实时更新路线（根据危险区域变化）
3. 设备运行监控
3.1 设备监测点
主要监测设备：
- 通风机：运行状态、风量、温度
- 水泵：运行状态、流量、压力
- 运输设备：运行状态、速度、载重
- 瓦斯监测：浓度、报警状态
传感器部署：
- 关键设备安装传感器
- 传感器数据实时采集
- 数据通过有线/无线网络传输
3.2 异常报警规则
| 设备类型 | 监测参数 | 正常范围 | 报警阈值 | 报警级别 |
|---|---|---|---|---|
| 通风机 | 风量 | 正常 | <80% | 一般 |
| 通风机 | 温度 | <60°C | >80°C | 严重 |
| 水泵 | 流量 | 正常 | <70% | 一般 |
| 水泵 | 压力 | 正常 | <60% | 严重 |
| 瓦斯监测 | 浓度 | <1% | >1% | 严重 |
报警处理：
- 一般报警：通知设备管理员
- 严重报警：通知设备管理员、安全科长、矿长
- 自动启动应急预案（如瓦斯超标）
3.3 维保管理
维保规则：
- 设备维保计划自动生成
- 维保到期自动提醒（提前 7 天）
- 维保任务自动分配
- 维保记录自动记录
维保统计：
- 设备维保完成率
- 设备故障率
- 设备运行时间统计
4. 危险源识别与管控
4.1 危险源台账
危险源分类：
- 重大危险源：可能导致重大事故
- 一般危险源：可能导致一般事故
- 轻微危险源：可能导致轻微事故
危险源信息：
- 危险源名称、位置、类型
- 风险等级、管控措施
- 责任人、检查周期
- 历史检查记录
4.2 风险等级评估
评估维度：
- 危险源类型
- 可能造成的后果
- 发生概率
- 管控措施有效性
风险等级：
- 高风险：需要立即整改
- 中风险：需要限期整改
- 低风险：需要持续监控
4.3 管控措施跟踪
管控措施：
- 技术措施：设备改造、防护设施
- 管理措施：制度完善、培训教育
- 应急措施：应急预案、应急演练
跟踪机制：
- 管控措施执行情况定期检查
- 管控措施有效性评估
- 风险等级动态调整
5. 数据模型设计
5.1 巡检记录（InspectionRecord）
typescript
interface InspectionRecord {
id: string;
routeId: string; // 巡检路线ID
inspectorId: string; // 巡检人员ID
startTime: Date; // 开始时间
endTime?: Date; // 结束时间
checkpoints: CheckpointRecord[]; // 检查点记录
gpsTrajectory: GPSPoint[]; // GPS 轨迹
hazards: Hazard[]; // 隐患记录
status: 'in-progress' | 'completed' | 'timeout';
coverage: number; // 覆盖率
createdAt: Date;
updatedAt: Date;
}5.2 人员定位（PersonLocation）
typescript
interface PersonLocation {
id: string;
personId: string; // 人员ID
personName: string; // 人员姓名
location: { // 位置坐标
x: number;
y: number;
z: number; // 深度/高度
};
area: string; // 作业区域
timestamp: Date; // 时间戳
isInDangerZone: boolean; // 是否在危险区域
lastUpdateTime: Date; // 最后更新时间
}5.3 设备监控（EquipmentMonitoring）
typescript
interface EquipmentMonitoring {
id: string;
equipmentId: string; // 设备ID
equipmentName: string; // 设备名称
equipmentType: string; // 设备类型
parameters: { // 监测参数
[key: string]: number;
};
status: 'normal' | 'warning' | 'fault';
lastMaintenanceTime?: Date; // 最后维保时间
nextMaintenanceTime?: Date; // 下次维保时间
alarmLevel?: 'normal' | 'general' | 'critical';
timestamp: Date;
}6. 权限设计
6.1 角色定义
| 角色 | 权限 |
|---|---|
| 超级管理员 | 所有权限 |
| 矿长/副矿长 | 查看所有数据、统计数据、应急指挥 |
| 安全科科长 | 查看所有数据、统计数据、隐患处理、应急指挥 |
| 安全巡检员 | 执行巡检、上报隐患、查看自己的记录 |
| 设备管理员 | 查看设备监控、处理设备异常、维保管理 |
| 井下作业人员 | 查看自己的位置、接收应急通知 |
6.2 数据权限
- 项目隔离：不同矿山的数据相互隔离
- 角色权限：不同角色只能查看和操作权限范围内的数据
- 数据脱敏：敏感信息（如人员个人信息）按权限脱敏显示
7. 技术架构
7.1 硬件层
- 定位设备：RFID/蓝牙/UWB 定位标签、定位基站
- 传感器：温度、压力、流量、浓度等传感器
- 通信设备：有线网络、无线网络、应急通信设备
- 移动设备：防爆手机/PDA（巡检人员使用）
7.2 软件层
- 后端：Java Spring Boot 微服务架构
- 前端：Vue 3 + Element Plus（PC 管理后台）
- 移动端：Android App（巡检人员使用）
- 数据库：MySQL + Redis + InfluxDB（时序数据）
7.3 核心功能模块
- 巡检管理模块：巡检路线、打卡、轨迹验证、隐患上报
- 人员定位模块：实时定位、人员统计、异常预警、应急撤离
- 设备监控模块：设备监测、异常报警、维保管理
- 危险源管理模块：危险源台账、风险评估、管控跟踪
- 应急管理模块：应急预案、应急响应、应急演练
- 数据统计模块：各类数据统计和报表
8. 关键业务规则总结
8.1 巡检规则
- GPS 轨迹验证，防止假巡检
- 按顺序完成所有检查点
- 在规定时间窗口内完成
- 隐患自动生成整改工单
8.2 定位规则
- 实时定位井下人员
- 异常预警（危险区域、超时、失联）
- 应急撤离路线计算
8.3 监控规则
- 设备异常自动报警
- 维保到期自动提醒
- 风险等级动态评估
下一步：开发资产
在开发资产阶段，我们将：
- 创建 Cursor Skills（业务规则、数据模型）
- 创建 PROMPT 模板（需求调研、方案设计）
- 创建代码模板（API 接口、前端组件）