物聯(lián)網(wǎng)在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

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1、設(shè)計與實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用林曙光鐘軍王建成中國聯(lián)通福建省分公司【摘要】為保障煤礦安全生產(chǎn)，提升煤礦安全監(jiān)管水平，文章提出了煤礦安全生產(chǎn)物聯(lián)系統(tǒng)，闡述了系統(tǒng)方案的設(shè)計與實施。系統(tǒng)的設(shè)計與實施分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三個層次，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與檢測、現(xiàn)場監(jiān)測與控制、遠端監(jiān)控指揮等功能?！娟P(guān)鍵詞】煤礦安全生產(chǎn)物聯(lián)系統(tǒng)專用APN煤礦安全管理物聯(lián)網(wǎng)1引言能很好地適應(yīng)井下環(huán)境，不能很好滿足煤礦安全生產(chǎn)需盡管我國煤礦安全生產(chǎn)已取得了不小的進步，但要；是從橫向比較，其總體水平還比較低，與國際上煤礦安（4）現(xiàn)有煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)各成體系，沒有統(tǒng)全生產(chǎn)先進水平相比還有較大差距，尤其是重特大煤礦一標(biāo)

2、準(zhǔn)和接口，造成了監(jiān)測工程中數(shù)據(jù)漏報、系統(tǒng)間無安全事故還屢有發(fā)生。如何利用信息化產(chǎn)品，保障煤礦法正常通信等問題，導(dǎo)致安全隱患的出現(xiàn)。安全生產(chǎn)，預(yù)防事故發(fā)生，在事故發(fā)生后快速、準(zhǔn)確定位，進行應(yīng)急搶救搶修，成為擺在我們面前的重大課3煤礦安全生產(chǎn)物聯(lián)系統(tǒng)方案設(shè)計針對以上問題，本文提出一種煤礦安全生產(chǎn)物聯(lián)系題。統(tǒng)，按照統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一部署、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一接口與標(biāo)準(zhǔn)的要求進行設(shè)計，其設(shè)計分成三個層次，分別是感2煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控存在的問題知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層，如圖1所示。我國大多數(shù)煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題不容感知層主要由傳感器組成，將傳感器檢測到的數(shù)忽視，主要有以下問題：據(jù)通過通訊模塊傳送至控制計算機

3、，實現(xiàn)數(shù)據(jù)檢測與采（1）煤礦井下作業(yè)遠離地面，地形復(fù)雜、環(huán)境惡集。感知層包括：1）傳感器等數(shù)據(jù)采集設(shè)備，如地面井劣，與地面人員間溝通不便、不及時，地面人員難以及口、煤臺、井下等場所安裝的視頻監(jiān)控和傳感設(shè)備；2）時動態(tài)掌握井下人員的分布及作業(yè)情況；數(shù)據(jù)接入到網(wǎng)關(guān)之前的傳感器網(wǎng)絡(luò)，包括礦井傳感設(shè)備（2）煤礦事故發(fā)生后，搶險救災(zāi)、安全救護的效率的數(shù)據(jù)接入、傳輸和匯總。低，搜救效果差；網(wǎng)絡(luò)層通過各種電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，實現(xiàn)物（3）大部分煤礦安全監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備落后且老化，不體信息實時準(zhǔn)確地傳輸與交互。網(wǎng)絡(luò)層采用三級架構(gòu)，即煤礦企業(yè)、市級分控中心、省級監(jiān)控中心，以“分級收稿日期：2010-07-02監(jiān)

4、管，分級響應(yīng)”的機制，搭建煤礦安全生產(chǎn)的物聯(lián)網(wǎng)462010年第24期責(zé)任編輯：左永君zuoyongjun@mbcom.cn設(shè)計與實現(xiàn)應(yīng)用層利用云計算、模式識別等各種智能計算技術(shù)，對海量數(shù)據(jù)與信息進行分析和處理，對物體實施智能化的控制，包括遠程監(jiān)測與控制、煤礦安全事故應(yīng)急指揮、信息上傳與共享等。應(yīng)用層包括：1）主機與存儲系統(tǒng)建設(shè)；2）煤礦企業(yè)、市級、省級監(jiān)控中心顯示、調(diào)度、指揮系統(tǒng)；3）煤礦企業(yè)上報信息的標(biāo)準(zhǔn)化工作；4）門戶網(wǎng)站及安全系統(tǒng)建設(shè)。按照以上設(shè)計，整體網(wǎng)絡(luò)圖如圖2所示，實現(xiàn)以下目標(biāo)：（1）煤礦井下瓦斯、風(fēng)速、設(shè)圖1煤礦安全生產(chǎn)物聯(lián)系統(tǒng)整體模型備開停等運轉(zhuǎn)情況的適時監(jiān)測、分析和控制，同

5、時將以上監(jiān)測數(shù)據(jù)通過公架構(gòu)，實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)的監(jiān)控監(jiān)管。網(wǎng)絡(luò)層包括：1）用電話網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)、光纖光纜傳送到各級煤炭安全礦井監(jiān)控數(shù)據(jù)的上傳；2）煤礦企業(yè)的數(shù)據(jù)專線；3）省生產(chǎn)管理部門；監(jiān)控中心以及煤炭集團、市分控中心的寬帶數(shù)據(jù)專線。圖2煤礦安全生產(chǎn)物聯(lián)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖責(zé)任編輯：左永君zuoyongjun@mbcom.cn2010年第24期47設(shè)計與實現(xiàn)（2）煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)察監(jiān)管動態(tài)管理，實時了解煤礦的安全生產(chǎn)工作狀態(tài)，隨時掌握煤礦的有關(guān)安全技術(shù)工作參數(shù)（包括安全技術(shù)參數(shù)、安全監(jiān)察監(jiān)管要求數(shù)據(jù)）的情況，各煤礦點能夠?qū)嵤┯行У娜粘０踩芾恚罕O(jiān)部門能夠?qū)Ω髅旱V點的安全生產(chǎn)工作實施有效的監(jiān)督管理；（3）

6、在煤礦發(fā)生事故時，可提供煤礦點的基本技術(shù)數(shù)據(jù)、企業(yè)和政府的事故應(yīng)急處理預(yù)案、事故救援資源的分布信息等，為市、省級公共安全應(yīng)急指揮系統(tǒng)提供相應(yīng)基礎(chǔ)信息支持，為科學(xué)決策實施有效救援提供技術(shù)支持。4煤礦安全生產(chǎn)物聯(lián)系統(tǒng)建設(shè)煤礦安全生產(chǎn)物聯(lián)系統(tǒng)建設(shè)方案如圖3所示，整體上圖4感知層內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖按以下三個層面進行：行通信，各分站接到主控接口的詢問后，立即將收到的各測點（開關(guān)量、模擬量）進行檢測變換和處理，同時就地時刻等待主控接口的詢問以便把檢測的參數(shù)送到地面主控接口，主控接口將收到的各種數(shù)據(jù)處理后同時傳給計算機。計算機將收到的圖3煤礦安全生產(chǎn)物聯(lián)系統(tǒng)的建設(shè)方案實時信息進行4.1感知層的建設(shè)處理和存儲，

7、并通過顯示器顯示各種測量參數(shù)、實時或感知層主要由計算機、主控接口、分站及各種傳感歷史數(shù)據(jù)、曲線、圖形和報表等。器組成，如圖4所示。主控接口不斷地輪流與各個分站進把感應(yīng)器嵌入或裝配到礦山設(shè)備、油氣管道、礦工482010年第24期責(zé)任編輯：左永君zuoyongjun@mbcom.cn設(shè)計與實現(xiàn)設(shè)備中，可以感知危險環(huán)境中工作人員、設(shè)備機器、周（5）傳感設(shè)備的數(shù)據(jù)接入、傳輸方面，對于固定的邊環(huán)境等方面的安全狀態(tài)信息，