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物联网技能在煤矿平安中的应用

发布时间:2019-01-07 01:06:07 文章来源:未来智讯    
    物联网技能在煤矿平安中的应用作者: 黄倩书   摘 要:本文阐述了物联网的观念与结构,以及物联网在煤矿家当中的应用现状,并分析了煤矿对物联网的需求,概述了物联网技能在煤矿平安中的应用。
  关键词:物联网;煤矿行业;煤矿平安
  中图分类号:TP393
  1 物联网技能概括
  1.1 物联网的观念
  物联网[1](The Internet of things)的定义是:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
  1.2 物联网层次结构
  从技能构架上来看,物联网可分为三层。
  1.2.1 感知层
  感知层由各种传感器以及传感器网关构成,包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID标签和读写器、摄像头、GPS等感终端,用于识别物体,采集信息。
  1.2.2 网络层
  网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通讯网、网络管理系统和云计算平台等组成,负责传递和处理感知层获取的信息。
  1.2.3 应用层
  应用层是物联网和用户(包括人、组织和其他系统)的接口,它与行业需求联合,实现物联网的智能应用。
  1.3 物联网的特征及作用
  物联网具备三个特征:一是全面感知,即利用RFID、传感器、二维码等随时随地地获取物体的信息;二是可靠传递,通过各种电信网络与互联网的融合,将物体的信息实时正确的传递出去;三是智能处理,利用云计算、模糊识别等各种智能计算技能,对海量的数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化的抑制。
  2 煤矿平安
  2.1 煤矿平安概括
  (1)我国煤矿95%左右是井工开采,存在水、火、瓦斯、煤层、坍塌等危险,露天煤矿存在滑坡危险,这些严重影响矿工平安和企业发展。
  (2)井下空间狭窄,环境恶劣、巷道复杂、大型机电设备众多。
  (3)煤矿在开采过程中要移动生产设备,企业对于设备的维护管理水平较低。
  (4)煤矿机车定位主要以有线通讯方式为主,信号接收不正确,定位精度较低。
  (5)煤矿平安监测监控设备落后老化,不能对井下状况进行有效、实时的检测。
  (6)煤矿井下作业远离地面,井下人员与地面人员沟通不便,实时性低,且缺乏对矿工的正确定位,在发生事故后,抢险救灾,平安救援效率低,效果差。[2]
  2.2 煤矿平安对物联网的要求
  (1)削减电磁波在传输过程中的损耗。
  (2)增强抗电磁干扰能力。
  (3)增强无线发射的功率。
  (4)减小设备体积。
  (5)减小电源和电压波动。
  3 物联网在煤矿行业中的应用
  物联网被称为继计算机、互联网之后世界信息家当第三次浪潮,是新一代信息技能的高度集成和综合运用,已被国务院作为战略性新兴家当上升为国家发展战略,在我国众多行业里得到应用和发展,而在我国重要的能源家当――煤矿行业里,物联网也得到应用。目前在我国煤矿物联网应用包括:煤矿井下人员的正确定位、自动识别与培训监管;煤矿信息物联网编码、传输;煤炭产、运、销、用全程监管;煤矿地质勘探、建井施工、设计、平安生产;瓦斯、有毒气体监测监控;矿用材料信息管理等。
  4 物联网煤矿体系
  如今煤矿平安系统体系选取了物联网的三层分层结构(感知层――网络层――应用层),在井下通过各种传感器采集所需数据,然后通过各种网络数据传输线路将信息传递到地面机房或调度室的服务器上,由应用层的功能软件对信息进行调用、分析并显示出来。
  感知层设备有大量感知环境、机电、人员等的传感器构成,例如:风速、风量、温度、转速、震动、电压、电流、功率开停、浓度、等传感器,甲烷、CO、CO2、SO2、压力等传感器。这些传感器在矿区地面,井下构建了庞大的传感网络层。
  网络层设备主要铺设在地面、井下的吉比特光环网及网络交换机设备、路由器、防火墙、服务器等,同时用无线覆盖的PHS网络或WIFI网络,共同构建覆盖矿区的数据网络。
  应用层是矿区综合信息化系统,包括综合自动化系统、矿区3DGIS系统、视频监控系统、人员管理系统、矿区应急指挥系统等。应用层软件提供各种通用的数据接口,使各系统进行无缝链接,真正实现矿井“采、掘、运、风、水、电、平安”等生产环节的信息化和自动化从而优化生产和管理。[3]
  5 物联网在煤矿行业起到的作用
  在我国井下事故频发,巨大的生命和财产丧失,使我们对煤矿平安不得不关注。随着物联网的应用与发展以及在煤矿行业的普及,物联网使得煤炭工业平安系数大幅提高,煤矿生产更加智能化。
  (1)自2009年8月7日,温家宝总理提出“感知中国”打算,为我国物联网发展拉开了帷幕,随着物联网技能的革命性创新,将带给各领域新的商机。物联网是物物连接,对煤矿行业也产生巨大的作用。
  (2)我国首个“感知矿山”物联网体系结构――徐州矿物集团“夹河煤矿物联网示范一期工程”是物联网技能成功应用在煤矿行业很好的例证。“感知矿山”通过全面感知,对矿区的人、设备、环境全面感知,并通过高速网络实现全覆盖,同时还将具有直观形象的应用,通过3DGIS矿区全展,来全面感知矿山。[4]
  6 结语
  我国作为产煤大国,煤矿行业的健康发展至关重要,而物联网技能对煤矿行业有着不可忽视的作用,它让煤矿行业在技能的革新上产生了跨越式的飞跃和质的提高,使煤矿行业取得了一个新的高度。将人、设备和环境相互融合,将煤矿里各个组成局部相互融合,将煤矿与城市发展相融合,创造出平安、高效、智能的煤矿。
  参考文献:
  [1]Rob van Kranenburg.The Internet of Things[R].2008,50.
  [2]刘景文.中国煤炭新闻网http://www.cwestc.com.
  [3]孙继平.煤矿物联网研讨[J].中国煤炭网.
  [4]高莉.信息融合在煤矿监测监控系统中的应用研讨[D].徐州:中国矿业大学,2006.
  作者简介:黄倩书(1990-),女,山西大同人,学生。
  作者单位:沈阳师范大学科信软件学院,沈阳 110034
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