當(dāng)前位置:首頁 > 物聯(lián)網(wǎng) > 《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》雜志
[導(dǎo)讀]摘要:煤礦的安全生產(chǎn)是各煤礦省份及地方所面臨的重大問題,針對煤礦安全生產(chǎn)的實際需求,將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到省煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計中,以期更加智慧地解決煤礦安全系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的問題,從而建立安全、智慧、高效的物聯(lián)網(wǎng)省級煤礦監(jiān)控系統(tǒng)新模式。

引言

煤礦企業(yè)安全高效的運作為我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展提供了重要的能源和物資保障,是我國經(jīng)濟發(fā)展的不能缺少的物質(zhì)基礎(chǔ)。但是,我國煤礦企業(yè)一直以來的高強度開采,導(dǎo)致煤礦事故的不斷發(fā)生以及資源的枯竭,同時相關(guān)地方以及省份監(jiān)管部門的管理滯后,造成了目前礦區(qū)環(huán)境系統(tǒng)的嚴(yán)重破壞,使得我國煤礦企業(yè)和監(jiān)管部門都面臨著很大的壓力和挑戰(zhàn)。

自2009年溫家寶總理將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)定位于我國戰(zhàn)略性發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)以來,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國已逐步發(fā)展成為各產(chǎn)業(yè)新技術(shù)應(yīng)用的熱點。物聯(lián)網(wǎng)作為互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用拓展的重點,在省級礦山自動化運作管理建設(shè)中的應(yīng)用是非常重要的。

雖然目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國煤礦安全生產(chǎn)中有一定的應(yīng)用,但是與國外比較,還存在著很大的差距,尤其目前重特大的煤礦事故還在不斷的發(fā)生,而且省級地方聯(lián)動的處理緩慢。因此,如何利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建省級煤礦監(jiān)控系統(tǒng),以實現(xiàn)煤礦的安全運作,預(yù)防事故發(fā)生,遇到意外事故能快速而準(zhǔn)確地聯(lián)合處理,顯現(xiàn)得尤為重要。

1省煤礦監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)中存在的問題

針對我國煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀,發(fā)現(xiàn)了其中存在很多不容忽視的問題,主要問題如下:

缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和接口?,F(xiàn)有的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)各成體系,并沒有統(tǒng)一的接口及標(biāo)準(zhǔn),從而使得系統(tǒng)之間沒法正常通信,數(shù)據(jù)漏報。

缺少共享平臺。不能夠為第三方提供統(tǒng)一的接入平臺。

學(xué)科交叉研究不夠。地質(zhì)、水文、災(zāi)害機理、系統(tǒng)集成等多學(xué)科的研究融合深度不夠。

應(yīng)用層面的信息融合缺失。各個應(yīng)用系統(tǒng)之間的信息融合及聯(lián)動、決策融合缺失。

缺乏泛在的感知網(wǎng)絡(luò)。缺乏統(tǒng)一的地下無線覆蓋感知網(wǎng)絡(luò),地下存在著很大部分的感知盲區(qū)。

設(shè)備落后及老化。感知元件單一,設(shè)備落后,不能適應(yīng)復(fù)雜的井下環(huán)境。

聯(lián)動效率低下。在煤礦事故發(fā)生以后,省及地方聯(lián)合應(yīng)急效率低下,搶險救災(zāi)、安全救護及捜救效果差。

2省級煤礦物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計

省級煤礦監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的層級結(jié)構(gòu)如圖1所示,系統(tǒng)中主要包含省級礦山物聯(lián)網(wǎng)、市級礦山物聯(lián)網(wǎng)、礦業(yè)集團物聯(lián)網(wǎng)和感知礦山物聯(lián)網(wǎng),這些網(wǎng)絡(luò)通常都是基于云服務(wù)平臺的。

基于物聯(lián)網(wǎng)的省級煤礦監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

圖1省級物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)層級圖

圖1中的云服務(wù)平臺包含礦山通風(fēng)管網(wǎng)解算云平臺、礦山安全及煤安產(chǎn)品管理云平臺、災(zāi)害仿真與反演云平臺、設(shè)備健康狀況診斷云平臺和礦山災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)警云平臺,通過各種平臺實現(xiàn)信息的傳輸與共享。

針對之前提出的一些煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中存在問題,結(jié)合省級煤礦監(jiān)控系統(tǒng)層級結(jié)構(gòu),本文提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的生產(chǎn)系統(tǒng)模型,按照統(tǒng)一接口和標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一規(guī)劃和部署的要求來設(shè)計,其一共包含了三個層面,分別是應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層和感知層,具體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

基于物聯(lián)網(wǎng)的省級煤礦監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

圖2省級煤礦物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3省級煤礦物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

通過前面省級煤礦物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)核心結(jié)構(gòu)的設(shè)計,其

中一共包括了感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。

感知層的數(shù)據(jù)采集和感知是通過采集環(huán)境中的各種物理事件和數(shù)據(jù),主要包括各種物理量、音頻、視頻、標(biāo)識等數(shù)據(jù)。其主要由傳感器組成,在采集數(shù)據(jù)后將得到的數(shù)據(jù)傳遞到控制計算機,進而實現(xiàn)對礦區(qū)各類數(shù)據(jù)的檢測與采集。感知層一共包括傳感器等數(shù)據(jù)采集設(shè)備和傳感器網(wǎng)絡(luò)(數(shù)據(jù)傳送到網(wǎng)關(guān)前的部分)兩部分。

網(wǎng)絡(luò)層主要通過傳感器網(wǎng)絡(luò)、移動通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的融合來實現(xiàn)信息安全、高效、無障礙的傳送。其結(jié)合前面的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),設(shè)計可采用三級架構(gòu),分別是省級監(jiān)控中心、市級分控中心和煤礦企業(yè)。

應(yīng)用層在這里主要包括應(yīng)用支撐平臺和工作平臺,其基于模式識別、云計算等智能技術(shù),對數(shù)據(jù)和信息進行分析處理和對物體實施智能監(jiān)控。應(yīng)用層主要包括門戶網(wǎng)站建設(shè)、安全系統(tǒng)建設(shè)、主機和存儲系統(tǒng)建設(shè)、信息標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)等。

基于以上三個層面的設(shè)計,省級煤礦物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建如圖3所示。

基于物聯(lián)網(wǎng)的省級煤礦監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

圖3省級煤礦物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖

4省級煤礦物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)建設(shè)

通過前文對省級煤礦物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖的設(shè)計,結(jié)合現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),確定了省級煤礦物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的具體建設(shè)方案,其結(jié)構(gòu)如圖4所示。

感知層建設(shè):感知層的建設(shè)主要包括各類傳感器、計算機、主控接口和分站的建設(shè)。其中,主控接口與各個分站進行通信,獲取個測試點的數(shù)據(jù),并控制其檢測過程,然后將各類數(shù)據(jù)傳送給計算機,計算機將各類數(shù)據(jù)進行分析、處理、存儲和應(yīng)用,其結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。

本系統(tǒng)設(shè)計時,感知層的建設(shè)主要包括井下工作人員的登記、考勤和定位;通風(fēng)機的狀態(tài)監(jiān)控;風(fēng)速/量、負(fù)壓和軸溫的檢測;水泵系統(tǒng)的監(jiān)控;傳感設(shè)備數(shù)據(jù)的接入和傳輸?shù)取?

基于物聯(lián)網(wǎng)的省級煤礦監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

基于物聯(lián)網(wǎng)的省級煤礦監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

圖5感知層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

網(wǎng)絡(luò)層建設(shè)中的數(shù)據(jù)傳輸,可采用有線傳輸,也可采用無線傳輸,比如無線VPN方案,最終將監(jiān)控的數(shù)據(jù)傳輸給上一級的監(jiān)控中心。

應(yīng)用層建設(shè)則以云計劃為規(guī)劃框架,進而建設(shè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲與共享中心、視頻平臺和統(tǒng)一的門戶展現(xiàn)等。通過數(shù)據(jù)的上傳,省級監(jiān)控中心獲悉且指定并傳輸出安全生產(chǎn)指示和應(yīng)急方案等信息,以實現(xiàn)各級煤礦單位、監(jiān)控中心的信息共享。

5省級物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)

通過以上系列的研究分析,確定了在省級物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)中主要使用的關(guān)鍵技術(shù)如下:

感知層中利用傳感器、射頻、PLC等技術(shù)來建立監(jiān)控平臺,利用語音、視頻和地理信息等技術(shù)建立統(tǒng)一的可視化平臺。

網(wǎng)絡(luò)層中利于現(xiàn)場總線、統(tǒng)一應(yīng)用協(xié)議、環(huán)形以太網(wǎng)和計算機技術(shù)建立煤礦自動化網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)平臺。

應(yīng)用層中利用統(tǒng)一通信網(wǎng)關(guān)、企業(yè)服務(wù)總線和數(shù)據(jù)庫同步等技術(shù)建立運營、生產(chǎn)、安全數(shù)據(jù)平臺。

6結(jié)語

通過介紹省級物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)方案、建設(shè)網(wǎng)絡(luò)及建設(shè)構(gòu)架,給出了監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方法,并指出了系統(tǒng)建設(shè)中的技術(shù)解決方法及難點所在。本文的方案設(shè)計可為煤礦的安全生產(chǎn)監(jiān)控提供準(zhǔn)確的信息,豐富了省級監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)管手段,提高了整體的工作效率、監(jiān)管能力、協(xié)作水平和處理安全事故的能力等。

20211023_61743144cfc6b__基于物聯(lián)網(wǎng)的省級煤礦監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點,本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請及時聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫毥谦F公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...

關(guān)鍵字: AWS AN BSP 數(shù)字化

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運行,同時企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險,如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機 衛(wèi)星通信

要點: 有效應(yīng)對環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競爭力 堅持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強核心競爭優(yōu)勢...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運營商 數(shù)字經(jīng)濟

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺與中國電影電視技術(shù)學(xué)會聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會上宣布正式成立。 活動現(xiàn)場 NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會上,軟通動力信息技術(shù)(集團)股份有限公司(以下簡稱"軟通動力")與長三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉