物联网在煤矿安全生产中的应用

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1、设计与实现物联网在煤矿安全生产中的应用林曙光钟军王建成中国联通福建省分公司【摘要】为保障煤矿安全生产，提升煤矿安全监管水平，文章提出了煤矿安全生产物联系统，阐述了系统方案的设计与实施。系统的设计与实施分为感知层、网络层和应用层三个层次，可实现数据采集与检测、现场监测与控制、远端监控指挥等功能。【关键词】煤矿安全生产物联系统专用APN煤矿安全管理物联网1引言能很好地适应井下环境，不能很好满足煤矿安全生产需尽管我国煤矿安全生产已取得了不小的进步，但要；是从横向比较，其总体水平还比较低，与国际上煤矿安（4）现有煤矿安全监测监控系统各成体系，没有统全生产先进水平相比还有较大差距，尤其是重特大煤矿一标

2、准和接口，造成了监测工程中数据漏报、系统间无安全事故还屡有发生。如何利用信息化产品，保障煤矿法正常通信等问题，导致安全隐患的出现。安全生产，预防事故发生，在事故发生后快速、准确定位，进行应急抢救抢修，成为摆在我们面前的重大课3煤矿安全生产物联系统方案设计针对以上问题，本文提出一种煤矿安全生产物联系题。统，按照统一规划、统一部署、统一管理、统一接口与标准的要求进行设计，其设计分成三个层次，分别是感2煤矿安全监测监控存在的问题知层、网络层、应用层，如图1所示。我国大多数煤矿安全监测监控系统存在的问题不容感知层主要由传感器组成，将传感器检测到的数忽视，主要有以下问题：据通过通讯模块传送至控制计算机

3、，实现数据检测与采（1）煤矿井下作业远离地面，地形复杂、环境恶集。感知层包括：1）传感器等数据采集设备，如地面井劣，与地面人员间沟通不便、不及时，地面人员难以及口、煤台、井下等场所安装的视频监控和传感设备；2）时动态掌握井下人员的分布及作业情况；数据接入到网关之前的传感器网络，包括矿井传感设备（2）煤矿事故发生后，抢险救灾、安全救护的效率的数据接入、传输和汇总。低，搜救效果差；网络层通过各种电信网络与互联网的融合，实现物（3）大部分煤矿安全监测监控设备落后且老化，不体信息实时准确地传输与交互。网络层采用三级架构，即煤矿企业、市级分控中心、省级监控中心，以“分级收稿日期：2010-07-02监

4、管，分级响应”的机制，搭建煤矿安全生产的物联网462010年第24期责任编辑：左永君zuoyongjun@mbcom.cn设计与实现应用层利用云计算、模式识别等各种智能计算技术，对海量数据与信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制，包括远程监测与控制、煤矿安全事故应急指挥、信息上传与共享等。应用层包括：1）主机与存储系统建设；2）煤矿企业、市级、省级监控中心显示、调度、指挥系统；3）煤矿企业上报信息的标准化工作；4）门户网站及安全系统建设。按照以上设计，整体网络图如图2所示，实现以下目标：（1）煤矿井下瓦斯、风速、设图1煤矿安全生产物联系统整体模型备开停等运转情况的适时监测、分析和控制，同

5、时将以上监测数据通过公架构，实现煤矿安全生产的监控监管。网络层包括：1）用电话网络、无线网络、光纤光缆传送到各级煤炭安全矿井监控数据的上传；2）煤矿企业的数据专线；3）省生产管理部门；监控中心以及煤炭集团、市分控中心的宽带数据专线。图2煤矿安全生产物联系统网络图责任编辑：左永君zuoyongjun@mbcom.cn2010年第24期47设计与实现（2）煤矿安全生产监察监管动态管理，实时了解煤矿的安全生产工作状态，随时掌握煤矿的有关安全技术工作参数（包括安全技术参数、安全监察监管要求数据）的情况，各煤矿点能够实施有效的日常安全管理，煤监部门能够对各煤矿点的安全生产工作实施有效的监督管理；（3）

6、在煤矿发生事故时，可提供煤矿点的基本技术数据、企业和政府的事故应急处理预案、事故救援资源的分布信息等，为市、省级公共安全应急指挥系统提供相应基础信息支持，为科学决策实施有效救援提供技术支持。4煤矿安全生产物联系统建设煤矿安全生产物联系统建设方案如图3所示，整体上图4感知层内部结构示意图按以下三个层面进行：行通信，各分站接到主控接口的询问后，立即将收到的各测点（开关量、模拟量）进行检测变换和处理，同时就地时刻等待主控接口的询问以便把检测的参数送到地面主控接口，主控接口将收到的各种数据处理后同时传给计算机。计算机将收到的图3煤矿安全生产物联系统的建设方案实时信息进行4.1感知层的建设处理和存储，

7、并通过显示器显示各种测量参数、实时或感知层主要由计算机、主控接口、分站及各种传感历史数据、曲线、图形和报表等。器组成，如图4所示。主控接口不断地轮流与各个分站进把感应器嵌入或装配到矿山设备、油气管道、矿工482010年第24期责任编辑：左永君zuoyongjun@mbcom.cn设计与实现设备中，可以感知危险环境中工作人员、设备机器、周（5）传感设备的数据接入、传输方面，对于固定的边环境等方面的安全状态信息，