礦山物聯(lián)網(wǎng)體系及其應(yīng)用

引言

目前，在我國能源生產(chǎn)和消費(fèi)中，煤炭仍是主要能源（約占73%）。據(jù)專家預(yù)測，煤炭作為主要能源的地位還會(huì)在相當(dāng)長的歷史時(shí)期中不會(huì)改變。雖然我國煤炭資源豐富，勞動(dòng)力廉價(jià)，在國際市場競爭中本應(yīng)占有優(yōu)勢，但是，我國煤炭儲(chǔ)存條件復(fù)雜，煤礦自動(dòng)化水平低，井下用人多，生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)采用的技術(shù)較為落后，系統(tǒng)功能單一，再加上綜合管理等因素,使得生產(chǎn)成本高，安全形勢不容樂觀。全國煤礦事故死亡人數(shù)居高不下，百萬噸死亡率大大高于世界主要產(chǎn)煤國家的平均水平，嚴(yán)重影響了煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和社會(huì)的穩(wěn)定。

由于礦山開采的對象是分布于三維地理空間，且隨著開采進(jìn)程不斷變化著的地質(zhì)實(shí)體，礦山安全生產(chǎn)的一切過程都離不開三維空間，無論是礦層、構(gòu)造等地質(zhì)實(shí)體，還是縱橫交錯(cuò)的井下巷道系統(tǒng)，各種監(jiān)測監(jiān)控信息都具有空間屬性。不僅如此，礦山生產(chǎn)活動(dòng)又始終處于一種隨時(shí)間動(dòng)態(tài)變化的復(fù)雜系統(tǒng)之中，所以反映其實(shí)際狀態(tài)的各種數(shù)據(jù)，如果得不到有效集成，就只能形成彼此隔離的“信息孤島”。探測同一地質(zhì)實(shí)體的多數(shù)系統(tǒng)只能對其采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、顯示和打印，而面向同一地質(zhì)實(shí)體同時(shí)探測到的多源信息往往得不到有效地綜合利用，更談不上有效地為煤礦安全提供決策依據(jù)。

隨著開采深度的加大和儲(chǔ)存地質(zhì)條件的惡化，深部煤炭開采的力學(xué)環(huán)境、巖體組織結(jié)構(gòu)、基本力學(xué)行為特征和工程響應(yīng)與較淺部分明顯不同，因而可能導(dǎo)致沖擊礦壓、頂板大面積來壓和采空區(qū)失穩(wěn)等動(dòng)力災(zāi)害事故的明顯增加，從而對深部煤炭資源的安全開采造成嚴(yán)重威脅。在重大災(zāi)害的預(yù)測方面，缺少實(shí)時(shí)、在線、連續(xù)的監(jiān)測預(yù)警裝備。而礦山物聯(lián)網(wǎng)概念的問世，打破了之前的傳統(tǒng)思維。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以對煤礦復(fù)雜環(huán)境下生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的人員、機(jī)器、設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)施更加實(shí)時(shí)有效的協(xié)同管理和控制。

1礦山物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀

煤礦鐵航鋁礦等各類礦山企業(yè)均涉及生產(chǎn)、成本、質(zhì)量、人員、固定資產(chǎn)、物資、設(shè)備、工程項(xiàng)目、安全、環(huán)境等多方面的管理運(yùn)營工作，通過實(shí)現(xiàn)各個(gè)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化和信息化來達(dá)

到減員增效、安全生產(chǎn)是行業(yè)發(fā)展的必然選擇。當(dāng)前，在礦山生產(chǎn)管理安全方面的自動(dòng)化、信息化系統(tǒng)眾多，大中型礦山企業(yè)均不同程度地引入了綜合管理系統(tǒng)平臺，以提升企業(yè)的管理水平。在現(xiàn)有系統(tǒng)的建設(shè)中，工控設(shè)備、通信設(shè)備、軟件系統(tǒng)、傳感器、以太網(wǎng)等均已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用階段，工業(yè)化與信息化兩化融合的進(jìn)程也顯著加快。然而，各家礦山企業(yè)采用的系統(tǒng)平臺、設(shè)備、數(shù)據(jù)格式、通信方式與協(xié)議等各不相同，即便一家企業(yè),在建設(shè)各個(gè)子系統(tǒng)時(shí)也不能做到與現(xiàn)有系統(tǒng)全面兼容和信息共享；同時(shí)，現(xiàn)有的安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，由于生產(chǎn)廠商和系統(tǒng)建設(shè)時(shí)期不同，各個(gè)系統(tǒng)之間沒有統(tǒng)一的通信協(xié)議和接入技術(shù)，系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)差異很大，呈現(xiàn)多源性和異構(gòu)性。這就使得礦山企業(yè)難以實(shí)現(xiàn)全面的信息化、智能化管理。在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，瓦斯、CO等各類傳感器、電纜、電氣機(jī)械設(shè)備、鋼筋混凝土等等，所有這些與芯片、寬帶整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施,對礦山企業(yè)的環(huán)境、人員、設(shè)備進(jìn)行全面的感知、控制和管理,才能全面實(shí)現(xiàn)感知礦山、控制礦山和管理礦山的目標(biāo)。

實(shí)現(xiàn)感知礦山、控制礦山和管理礦山的意義主要是如何利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決煤礦生產(chǎn)中人員安全環(huán)境的感知問題，解決礦山災(zāi)害狀況的預(yù)測預(yù)報(bào)、減少或避免重大災(zāi)害事故的發(fā)生，解決安全生產(chǎn)的智能控制問題。

2礦山物聯(lián)網(wǎng)的基本含義

礦山物聯(lián)網(wǎng)就是將實(shí)用的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在信息化、自動(dòng)化的系統(tǒng)上，使礦山企業(yè)實(shí)際應(yīng)用過程中的生產(chǎn)、安全、運(yùn)輸、銷售、機(jī)電、物資、供應(yīng)、統(tǒng)計(jì)、人力等相關(guān)應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)集成，通過對各類相關(guān)信息的統(tǒng)一管理和資源共享，實(shí)現(xiàn)對礦山整體數(shù)據(jù)的綜合采集、存儲(chǔ)和分析，進(jìn)而提供相關(guān)決策信息和系統(tǒng)解決方案，完成礦山企業(yè)信息資源的精準(zhǔn)化采集、網(wǎng)絡(luò)化傳輸、規(guī)范化集成、可視化展現(xiàn)和自動(dòng)化操作。

礦山物聯(lián)網(wǎng)是將礦山地理、地質(zhì)、礦山建設(shè)、礦山生產(chǎn)、安全管理、產(chǎn)品加工與運(yùn)銷、礦山生態(tài)等綜合信息全面數(shù)字化,將感知技術(shù)、傳輸技術(shù)、信息處理、智能計(jì)算、現(xiàn)代控制技術(shù)、現(xiàn)代信息管理等與現(xiàn)代采礦及礦物加工技術(shù)緊密結(jié)合，并將礦山全部人員、設(shè)備、環(huán)境信息納入，以構(gòu)成礦山中人與人、人與物、物與物相聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，動(dòng)態(tài)詳盡地描述并控制礦山安全生產(chǎn)與運(yùn)營的全過程，實(shí)現(xiàn)礦山系統(tǒng)的全面智能控制，因而是礦山企業(yè)減員提效、防災(zāi)減災(zāi)的最佳解決方案。

礦山物聯(lián)網(wǎng)是一套龐大的產(chǎn)品體系，包括礦山物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化綜合平臺、配套子系統(tǒng)、聯(lián)網(wǎng)通信設(shè)備、傳感器體系、標(biāo)準(zhǔn)和接口等。

礦山物聯(lián)網(wǎng)一般需要采用智能計(jì)算技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、有線通信技術(shù)、無線通信技術(shù)、通信標(biāo)準(zhǔn)、近距離通信相關(guān)技術(shù)、傳感器技術(shù)、工業(yè)控制技術(shù)、感知技術(shù)、系統(tǒng)平臺技術(shù)、嵌入式軟件技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、企業(yè)管理技術(shù)等通用技術(shù)。

3礦山物聯(lián)網(wǎng)體系的基本組成

礦山物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化綜合平臺一般采用感知層、控制層和管理層等三層結(jié)構(gòu)模型。

首先是感知層。礦山生產(chǎn)是移動(dòng)作業(yè)，人員、設(shè)備、車輛等集中在巷道中，隨著生產(chǎn)的不斷延伸，這些巷道及設(shè)備位置均處在不斷地變化之中，因此，實(shí)現(xiàn)全面感知監(jiān)控是解決礦山生產(chǎn)難題的重點(diǎn)。在感知層，礦山物聯(lián)網(wǎng)主要實(shí)現(xiàn)人、物、環(huán)境三方面感知，以全面提升礦井安全生產(chǎn)管理水平。主要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)精準(zhǔn)定位、可視化監(jiān)控、智能化感知。通過感知礦工自身及周圍安全環(huán)境，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)式安全保障；通過感知礦井災(zāi)害征兆，實(shí)現(xiàn)各種災(zāi)害事故的預(yù)警預(yù)報(bào)；通過感知礦井設(shè)備工作健康狀況，實(shí)現(xiàn)預(yù)知維修。

其次是控制層?？刂茖又饕劳斜椴紤?yīng)用企業(yè)廣為使用的光纖網(wǎng)絡(luò)、電力線網(wǎng)絡(luò)及無線網(wǎng)絡(luò)，利用先進(jìn)的智能控制算法及智能控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對礦山應(yīng)用設(shè)備和感知層應(yīng)用終端的自動(dòng)化、智能化控制。

第三是管理層，該層可利用物聯(lián)網(wǎng)的感知系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對人、物、環(huán)境的有效監(jiān)控和檢測，超前預(yù)防事故。在事故預(yù)警、應(yīng)急救援等方面，可以實(shí)現(xiàn)由間斷性檢查向連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)控的轉(zhuǎn)變，從人為判斷向智能分析轉(zhuǎn)變，由事后反應(yīng)向自動(dòng)響應(yīng)轉(zhuǎn)變。通過對礦山的全面感知、智能控制和深層次管理，真正實(shí)現(xiàn)礦山企業(yè)管理的智能化。

4礦山物聯(lián)網(wǎng)體系的構(gòu)成

礦山物聯(lián)網(wǎng)是將礦山地理、地質(zhì)、礦山建設(shè)、礦山生產(chǎn)、安全管理、產(chǎn)品加工與運(yùn)銷、礦山生態(tài)等綜合信息全面數(shù)字化,將感知技術(shù)、傳輸技術(shù)、信息處理、智能計(jì)算、現(xiàn)代控制技術(shù)、現(xiàn)代信息管理等與現(xiàn)代采礦及礦物加工技術(shù)緊密相結(jié)合，同時(shí)納入礦山全部人員、設(shè)備和環(huán)境信息，構(gòu)成礦山中人與人、人與物、物與物相聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，以便動(dòng)態(tài)詳盡地描述并控制礦山安全生產(chǎn)與運(yùn)營的全過程，實(shí)現(xiàn)礦山系統(tǒng)的全面智能控制，是礦山企業(yè)減員提效、防災(zāi)減災(zāi)害的最佳解決方案。下面介紹一下礦山物聯(lián)網(wǎng)體系的構(gòu)成。

4.1礦山物聯(lián)網(wǎng)綜合管理平臺

礦山物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化綜合平臺是以大量無線、無源、多參數(shù)傳感器及有線傳感器，物聯(lián)網(wǎng)控制分站等設(shè)備以及有線、無線網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合形成的礦山標(biāo)準(zhǔn)化感知、控制及管理綜合平臺。

該平臺的表現(xiàn)形式主要采用三維可視化技術(shù)。三維可視化系統(tǒng)利用礦井實(shí)際數(shù)據(jù)，采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和各種實(shí)體建模技術(shù)來構(gòu)建三維可視化應(yīng)用，同時(shí)采用3D虛擬技術(shù)，以地測、工程數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，自動(dòng)生成三維地面工業(yè)廣場、井巷工程立體圖、三維鉆孔、地層立體圖。在礦井綜合工況圖中顯示生產(chǎn)信息(動(dòng)態(tài)采、掘工作面位置)、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的監(jiān)測信息，包括瓦斯、CO等有害氣體的三維分布，人員的三維分布，安全與生產(chǎn)設(shè)備(集成綜合自動(dòng)化系統(tǒng))的三維分布及其運(yùn)行狀態(tài),井上、井下視頻監(jiān)控圖像等，以便將礦井地面與地下的真實(shí)全貌(包含生產(chǎn)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài))完整地展現(xiàn)出來。

4.2全面覆蓋的礦山企業(yè)各功能子系統(tǒng)

在礦山物聯(lián)網(wǎng)子系統(tǒng)方面，主要包括生產(chǎn)、保障、安全及其他四個(gè)大類系統(tǒng)，而且可以根據(jù)現(xiàn)實(shí)需要延伸出不同的分支系統(tǒng)。具體如下：

生產(chǎn)系統(tǒng)：包括提升系統(tǒng)、主運(yùn)輸系統(tǒng)、輔助運(yùn)輸系統(tǒng)、綜采工作面系統(tǒng)、洗選集控系統(tǒng)、皮帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)、斜井提升系統(tǒng)、開拓工作面系統(tǒng)。

保障系統(tǒng):包括供電系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、壓風(fēng)系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、設(shè)備檢測維修系統(tǒng)等。

保障系統(tǒng)：包括安全監(jiān)測系統(tǒng)、束管系統(tǒng)、瓦斯抽放站自動(dòng)控制、礦井來壓實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)、通用調(diào)度指揮系統(tǒng)、無線應(yīng)急通信系統(tǒng)、重大危險(xiǎn)源監(jiān)測管理控制系統(tǒng)、應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)。

其他配套系統(tǒng)：包括供暖系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、季節(jié)性水災(zāi)預(yù)防系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)、能源計(jì)量綜合管理系統(tǒng)和智能決策、診斷分析系統(tǒng)。

礦山物聯(lián)網(wǎng)子系統(tǒng)與現(xiàn)有子系統(tǒng)的區(qū)別是具備系統(tǒng)協(xié)同功能和完善的感知功能。例如：在災(zāi)害預(yù)警防治子系統(tǒng)中，通過對瓦斯涌出規(guī)律的分析和瓦斯實(shí)時(shí)監(jiān)測及預(yù)測預(yù)警，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的安全監(jiān)測。而根據(jù)歷史及當(dāng)前實(shí)時(shí)監(jiān)測出的瓦斯、風(fēng)速、風(fēng)門開關(guān)、局部通風(fēng)機(jī)開停等信息，以及歷史人工瓦斯檢測信息，瓦斯超限記錄，礦井回采、地質(zhì)等信息，并通過數(shù)據(jù)挖掘和相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，就可以得出相應(yīng)煤層的瓦斯涌出規(guī)律。然后通過對與瓦斯有關(guān)的相關(guān)信息的采集處理，可以實(shí)現(xiàn)對安全監(jiān)控信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測、規(guī)律分析和超前預(yù)警。預(yù)、扌艮警方式主要是系統(tǒng)內(nèi)即時(shí)信息、手機(jī)短信、通風(fēng)GIS的圖上動(dòng)態(tài)顯示等。

在束管系統(tǒng)中，通過對礦井自然發(fā)火規(guī)律分析以及外因火災(zāi)監(jiān)測報(bào)警，可以實(shí)現(xiàn)自然發(fā)火早期預(yù)測預(yù)報(bào)、自燃火災(zāi)標(biāo)志性氣體分析，以便及時(shí)判斷、識別礦井自然發(fā)火隱患，并對外因火災(zāi)進(jìn)行監(jiān)測報(bào)警。依據(jù)歷史及當(dāng)前的束管監(jiān)測、人工防滅火檢測信息，結(jié)合相應(yīng)的煤層自然傾向性、煤層燃點(diǎn)、巷道風(fēng)速、氣體變化、采煤方法、推進(jìn)速度、頂板情況等自然發(fā)火影響因素的建模分析，得出不同礦井、不同煤層、不同區(qū)域、同一煤層不同分層等的發(fā)火規(guī)律；同時(shí)根據(jù)外因火災(zāi)(主要是皮帶發(fā)火、電器發(fā)火)的發(fā)展規(guī)律，結(jié)合對皮帶、電器所在巷道的煙霧、溫度等監(jiān)測信息，實(shí)現(xiàn)外因火災(zāi)監(jiān)測報(bào)警，并得出礦井的外因火災(zāi)發(fā)生后對其他區(qū)域的影響規(guī)律。

4.3網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備

礦山物聯(lián)網(wǎng)的具體產(chǎn)品具有統(tǒng)一的模型架構(gòu)、數(shù)據(jù)描述和通信協(xié)議等，這使得礦山物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品具有普遍的適用性和兼容性。因此，對于網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備的要求也非常高，必須具有較強(qiáng)的兼容性和適用性。需要開發(fā)基于IPv6通信技術(shù)的自組網(wǎng)設(shè)備，基于無線傳感網(wǎng)關(guān)鍵通信控制設(shè)備，基于傳感節(jié)點(diǎn)自組網(wǎng)技術(shù)及相關(guān)設(shè)備，基于應(yīng)急通訊設(shè)備光線通信設(shè)備及控制分站和設(shè)備圖像、語音、信息、數(shù)據(jù)等交互處理設(shè)備，基于通用服務(wù)器、伺服器、集群、傳感網(wǎng)智能路由器等組合開發(fā)的礦山專業(yè)信息處理設(shè)備。

4.4傳感器體系

礦山物聯(lián)網(wǎng)需要將所有子系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化整合，以便實(shí)現(xiàn)普遍互聯(lián)和信息共享，因此，需要完成實(shí)時(shí)全面的感知和監(jiān)控，同時(shí)需要構(gòu)建完善的感知系統(tǒng)和完善的傳感器體系。其重點(diǎn)應(yīng)從以下幾方面入手:

（1）環(huán)境感知類：結(jié)合現(xiàn)有煤礦生產(chǎn)實(shí)際，在完善瓦斯、煤塵、溫濕度、形變、紅外、輻射、SO2等有害氣體傳感器的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)空間距離上的突破，同時(shí)還應(yīng)包括其他環(huán)境感知類的智能處理、多參數(shù)集成的傳感器。

（2）設(shè)備控制類：包括生產(chǎn)設(shè)備控制、輔助設(shè)備控制、環(huán)境監(jiān)控設(shè)備控制、通信控制、安全設(shè)施控制、危險(xiǎn)源監(jiān)控設(shè)備控制等與自動(dòng)化設(shè)備及系統(tǒng)對接控制用的傳感器，主要是在接收感知傳感器信息數(shù)據(jù)并處理分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的感知，為自動(dòng)控制提供智能化的決策參考。

（3）有線傳感器：主要是用于工作環(huán)境惡劣、無線信號容易受到干擾的綜采系統(tǒng)、煤塵瓦斯集中區(qū)以及不需要移動(dòng)和遠(yuǎn)距離監(jiān)測的巷道固定安裝基于光纖、電力線的傳感器設(shè)備。

（4）無線傳感器：包括用于無線信號覆蓋及受干擾較小的環(huán)境感知、提升輸送等移動(dòng)設(shè)備控制及監(jiān)控所需的無線、無源傳感器。

4.5標(biāo)準(zhǔn)和接口

礦山物聯(lián)網(wǎng)是適應(yīng)礦山需要的新體系，要具有相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，主要包括礦山物聯(lián)網(wǎng)平臺模塊化標(biāo)準(zhǔn)、子系統(tǒng)及其接口標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)地址分配標(biāo)準(zhǔn)、IPv6技術(shù)礦山應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、傳感器分類及標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)時(shí)通信互聯(lián)協(xié)議、控制標(biāo)準(zhǔn)、管理標(biāo)準(zhǔn)等。

5結(jié)語

目前，國內(nèi)外關(guān)于礦山物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品遍及安全、生產(chǎn)、管理各個(gè)環(huán)節(jié)，國內(nèi)有上百家企業(yè)在從事生產(chǎn)系統(tǒng)、膠帶、運(yùn)輸、提升、輸送、井下排水、瓦斯抽放、通風(fēng)系統(tǒng)、防火滅火、人員監(jiān)測、綜采工作面、給水、地面供電、井下供電、水處理、鍋爐房、供壓、井下降溫、選煤廠多媒體、通信、視頻等系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與產(chǎn)品開發(fā)。從產(chǎn)品細(xì)分和業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)覆蓋程度看，幾乎涵蓋了礦山物聯(lián)網(wǎng)的全部內(nèi)容。但從產(chǎn)品、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)深度、適用性來看，大部分產(chǎn)品流于表面主體功能需求，細(xì)節(jié)方面較差。以視頻監(jiān)控為例，國內(nèi)尚無產(chǎn)品能夠?qū)⒁曨l監(jiān)控采集的信息進(jìn)行分類處理并提出針對性的建議方案或者預(yù)測結(jié)果,這顯然不能達(dá)到礦山企業(yè)對科學(xué)分析、智能決策的實(shí)際需求。存在這種細(xì)節(jié)適用性問題的原因在于，真正的礦山物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)該是融入礦山企業(yè)管理運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)的系統(tǒng)，是智能化程度高、真正能夠起到減員增效作用的系統(tǒng)。傳統(tǒng)的軟件、硬件及系統(tǒng)集成商大多沒有礦山企業(yè)管理經(jīng)驗(yàn)，對礦山生產(chǎn)運(yùn)營中涉及的細(xì)節(jié)問題、管理經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)等沒有深刻理解，也就難以設(shè)計(jì)出真正有價(jià)值、實(shí)用性強(qiáng)的系統(tǒng)和產(chǎn)品。

礦山物聯(lián)網(wǎng)體系的構(gòu)建與礦山企業(yè)現(xiàn)有的信息化系統(tǒng)相比具有無可比擬的優(yōu)勢，其在感知范圍、控制的自動(dòng)化程度和管理的智能化程度方面顯著提升。目前，礦山企業(yè)現(xiàn)有信息化系統(tǒng)大多為獨(dú)立的子系統(tǒng)，諸如煤礦綜采系統(tǒng)、提升輸送系統(tǒng)、瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)獨(dú)立成體系,管理控制信息不能與其他系統(tǒng)共享，這使得礦山企業(yè)要針對每個(gè)系統(tǒng)安排調(diào)度協(xié)調(diào)、巡檢維護(hù)、現(xiàn)場值班人員，以保證其良好運(yùn)行。在各個(gè)子系統(tǒng)大的感知能力方面，目前主要限于小范圍內(nèi)瓦斯、煤塵等有害物質(zhì)及水、火、溫濕度等的信息采集,對于巖體形變、環(huán)境輻射、電磁及其他有害氣體等的監(jiān)控及監(jiān)測范圍并不到位，因而大大削弱了對礦山災(zāi)害的預(yù)警能力,不能充分保障礦工及設(shè)備的安全。礦山物聯(lián)網(wǎng)是將所有子系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化整合，實(shí)現(xiàn)普遍互聯(lián)和信息共享，并可對礦山企業(yè)的一切人、設(shè)備、環(huán)境因素尋址定位，進(jìn)行實(shí)時(shí)全面感知和監(jiān)控，達(dá)到“感知礦山、控制礦山、管理礦山”境界的一種系統(tǒng)。它可以顯著降低人員需求、提高礦山生產(chǎn)效率、提升礦山企業(yè)人員的安全保障水平，對于重大危險(xiǎn)源，礦山物聯(lián)網(wǎng)具有實(shí)時(shí)監(jiān)控和模擬預(yù)警功能，在災(zāi)害發(fā)生時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)及時(shí)處置。

礦山物聯(lián)網(wǎng)的具體產(chǎn)品具有統(tǒng)一的模型架構(gòu)、數(shù)據(jù)描述和通信協(xié)議，而且，礦山物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)具有普遍的適用性和兼容性。礦山物聯(lián)網(wǎng)體系應(yīng)在依靠物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)及科研院所的基礎(chǔ)上，與具有豐富礦山企業(yè)管理經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員進(jìn)行深入融合。

20210918_61454ac7613a3__礦山物聯(lián)網(wǎng)體系及其應(yīng)用