【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤矿安全预警，具体为一种基于大模型的煤矿安全预警系统及方法。
技术介绍
1、传统的煤矿安全预警系统主要由传感器网络、数据传输网络、监测控制中心、数据分析与处理中心、预警与决策支持系统等组成。系统通过传感器网络实时采集煤矿生产过程中的各种数据，如瓦斯浓度、温度、湿度、风速、设备状态等，并将数据传输到监测控制中心。在监测控制中心，数据经过分析和处理，用于评估煤矿的安全状况，并生成预警信息。预警信息可以通过多种方式发送给相关人员，以便及时采取措施防范风险。
2、其中，数据分析处理主要对接收到的各模块数据，按照数据类型与阈值进行对比，超出特定范围则产生预警消息，没有办法分析图片、视频等类型数据的安全问题，也没有办法对潜在的、间接的安全问题进行分析预警，无法实现多维度、专家视角的安全预警分析功能，为此本申请提出一种基于大模型的煤矿安全预警系统及方法来解决上述问题。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于大模型的煤矿安全预警系统及方法，解决了上述背景中提出的技术问题。
3、(二)技术方案
4、为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一种基于大模型的煤矿安全预警，该系统包括煤矿安全预警专有大模型、安全监测模块、数据处理模块、安全预警工具；
5、所述煤矿安全预警专有大模型基于目标数据和相关知识构建；
6、所述安全监测模块用于对煤矿各种数据获取待处理数据；>
7、所述数据处理模块用于将待处理数据进行清洗和预处理，完成数据格式转换，分类对数据进行拼接、组装，完成提示词工程构建并输入到大模型；
8、所述安全预警工具用于将预警信息通知到煤矿安全管理人员。
9、一种基于大模型的煤矿安全预警系统的预警方法，所述方法包括以下步骤：
10、s1:基于目标数据和相关知识构建煤矿安全预警专有大模型，使其在具备通用大模型知识理解能力、逻辑推理能力、决策规划能力的基础上，具有煤矿安全预警领域的专业识别、处理和预警能力；
11、s2：采集煤矿各类安全监测系统数据，如数据值、图像、视频等，将其标注为待处理数据并存放到数据库，数据处理模块依次对待处理数据进行清洗和预处理，确保数据质量并输出待检测数据；
12、s3：基于步骤s2输出的待检测数据，数据处理模块完成数据格式转换，分类对数据进行拼接、组装，完成提示词工程构建，转换为适合大模型分析的待输入数据；
13、s4：基于步骤s3组装好的待输入数据，输入到煤矿安全预警专有大模型，等待大模型分析处理；
14、s5：大模型分析后输出检测结果，并根据结果自动调用执行各类安全预警工具；
15、s6：煤矿安全管理人员通过安全预警工具收到预警信息后，立即进行相应处置措施，确保安全事故风险被及时消除
16、优选的，所述步骤s1中，基于目标数据和相关知识构建煤矿安全预警专有大模型的具体流程主要包括：
17、(1)知识库分析：确定知识库的目标用途、主题范围和内容范围，主要包括煤矿安全领域各类监测监控系统的数据预警、故障判断、风险分析等；知识库的用户群体及其特点，主要包括煤矿安全监管人员、业务人员，需要及时、全面看到安全预警信息；
18、(2)目标数据准备：收集与煤矿安全预警知识库主题相关的数据，包括参数值、现场图像、监控视频等，并对收集到的数据进行清洗和预处理，确保数据质量；然后将数据转换为适合大模型训练的格式。
19、(3)模型训练：选择合适的大模型，如bert、gpt-3等，进行训练，使其能够理解和生成与煤矿安全预警知识库主题相关的内容；评估模型的性能，并根据评估结果进行模型微调；
20、(4)知识库构建：使用训练好的大模型，从准备好的数据中抽取知识，如煤矿安全相关的国家标准、地方标准、行业规范、企业制度规定以及各种安全预警处置记录情况、日志、专家历史经验等，将这些知识组织成结构化的知识库后存放到向量数据库，并进行验证和完善；
21、(5)知识库评估：评估知识库的准确性、完整性、一致性、易用性和可访问性，确保其具备理解、分析大多数煤矿安全问题的能力，并根据评估结果进行改进；
22、(6)模型部署：将知识库部署到生产环境，提供访问和查询接口，完成煤矿安全预警专有大模型的构建。
23、优选的，所述步骤s2中，采集煤矿各种安全监测监控系统数据主要包括煤矿生产过程中的各项数据，按照子系统分类包括：安全监控、人员定位、车辆定位、掘锚一体、数字工业视频、综采、供电、排水、压风、通风等，并分别打上对应的数据标签，如安全监控系统数据标签为“safety_monitoring_system”，待处理标签为“wait_process”，数据处理模块会依次对上述待处理数据进行清洗和预处理，以确保数据质量，其中，优先级较高的子系统、设备会被优先预处理。
24、优选的，所述步骤s3中，提示词工程的构建步骤主要包括：
25、(1)设计合理的引入词
26、根据数据类型、系统功能、设备属性等，分析并设计合理的引入词，如“请仔细审查以下来自煤矿xx井区的实时安全监测数据，运用您的安全预警分析能力，为我们提供详细的安全评估报告，并及时对安全风险进行预警”；
27、又如“假设您是一位经验丰富的煤矿安全专家，现在请基于以下监控数据，预测并指出任何潜在的安全风险点，并对影响安全生产的风险进行预警”。
28、(2)数据描述与输入格式规范
29、根据数据类型、系统功能、设备属性等，分别进行数据描述与输入格式规范，以下是简单举例：
30、数据来源与类型：如“这些数据涵盖了xx煤矿的多个关键监测点，包括但不限于：甲烷浓度(ch4)、一氧化碳浓度(co)、温度、湿度、风速、设备运行状态(如通风机、瓦斯抽放泵)等。”
31、输入格式示例：如“数据将以json格式提供，每个数据项包含时间戳、监测点名称、监测指标及对应值。例如：{\"timestamp\":\"2023-04-01t12:00:00\",\"location\":\"主巷道\",\"metrics\":[{\"name\":\"ch4\",\"value\":0.5},{\"name\":\"temperature\",\"value\":25}]}。”
32、(3)任务具体化
33、根据数据类型、系统功能、设备属性等，分别对需要预警的安全风险进行任务具体化，以下是简单的举例：
34、安全预警分析任务：如“请针对每个监测点，分析其甲烷浓度是否超标(一般警戒线为1.0％)，温度是否异常(考虑煤矿工作面的正常温度范围)，以及是否有设备处于非正常运行状态。对于发现的任何潜在风险，请明确指出风险类型(如甲烷积聚、火灾风险、设备故障)、危险等级(如低、中、高)及建议的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于大模型的煤矿安全预警系统，其特征在于：该系统包括煤矿安全预警专有大模型、安全监测模块、数据处理模块、安全预警工具；
2.根据权利要求1所述的一种基于大模型的煤矿安全预警系统的预警方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于大模型的煤矿安全预警系统的预警方法，其特征在于：所述步骤S1中，基于目标数据和相关知识构建煤矿安全预警专有大模型的具体流程主要包括：
4.根据权利要求2所述的一种基于大模型的煤矿安全预警系统的预警方法，其特征在于：所述步骤S2中，采集煤矿各种安全监测监控系统数据主要包括煤矿生产过程中的各项数据，按照子系统分类包括：安全监控、人员定位、车辆定位、掘锚一体、数字工业视频、综采、供电、排水、压风、通风等，并分别打上对应的数据标签，数据处理模块会依次对上述待处理数据进行清洗和预处理，以确保数据质量，其中，优先级较高的子系统、设备会被优先预处理。
5.根据权利要求2所述的一种基于大模型的煤矿安全预警系统的预警方法，其特征在于：所述步骤S3中，提示词工程的构建步骤主要包括：
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