物聯網技術在煤礦可視化管理的應用研究

魏興義

（1.太原理工大學礦業工程學院，山西太原030024；2.同煤集團馬脊梁礦，山西大同037027）

物聯網技術在煤礦可視化管理的應用研究

魏興義1,2

（1.太原理工大學礦業工程學院，山西太原030024；2.同煤集團馬脊梁礦，山西大同037027）

對物聯網的概念和結構特點進行了簡要的分析，并對煤礦可視化管理相關技術、設計與實現以及物聯網技術在煤礦可視化管理中的應用進行詳細的分析。

物聯網技術；煤礦；可視化管理；應用研究

1 物聯網的概念介紹

物聯網在現代信息技術中占有非常重要的地位，它不僅是新一代信息技術的重要組成部分，同時也是“信息化”時代發展過程中的一個重要時期。從字面上來理解，物聯網就是一個實現物與物之間相互連通的互聯網，它是在互聯網基礎上的一種延伸和拓展，并通過傳感器、互聯網等的相互配合來形成的一個可以實現物品與物品間的信息交換、通信的一種網絡。物聯網技術是現代信息技術的又一個突破，但在目前我國的煤礦管理中，還沒有完全實現網絡化管理，物聯網技術的煤礦可視化管理還存著比較明顯滯后性，這也是我國煤礦企業發展過程中必須重視的一個問題。

2 物聯網的結構特點介紹

物聯網技術不僅可快速建立網絡體系，還可以更方便、更快捷地進行信息收集、信息反饋等工作。通常情況下，物聯網是由若干個傳感節點所組成的，它不僅可以進行信息靜態傳輸，同時也實現了信息的動態傳送。物聯網的結構總共包含了以下幾點：

1）高速性。物聯網是在互聯網的基礎上實現信息的傳送與反饋的，加上近些年來光纖的普及，使得信息的傳輸到達更高的速度。同時，組成物聯網傳感器和終端服務器的種類繁多，數量龐大，起到了分擔信息拾取工作的效果，進而也加快了物聯網的工作效率。

2）不穩定性。由于組成物聯網的傳感器數量龐大，網絡信息的選取工作必須由不同的傳感器相互協調支撐完成的，在實際的物聯網體系中，如果其中一個傳感器出現了任何問題，都可能會引起一些不良的連鎖反應，再加上其設計結構比較簡單，使得物聯網存在著較為明顯的不穩定性，這一特性在結構復雜、級別多樣的物聯網體系更為突出。

3）適用性低。傳感器是物聯網體系中的一項重點內容，它在整個物聯網系統的中心是不確定的，再加上傳感器的傳感范圍小，通常只能在幾米到幾十米的范圍內正常工作，這也決定了物聯網適用范圍小的這一特性。

4）信息采集效率偏低。傳感器作為物聯網中的主要信息采集設備，雖然占據著非常重要的地位，但作為一個信息采集端，它需要在固定時間內將采集后的數據推送到互聯網服務器終端，在這一點上，物聯網的信息采集工作的效率是無法與互聯網相比較的。

5）對數據的安全性有著非常高的要求。物聯網技術主要是運用在物體與物體的信息交流中的一種智能化體系，它與人工操控有著明顯的區別，同時它的信息采集、信息傳輸都是自動完成的，在這過程中，如果存在著任何被黑客入侵的情況，是非常容易導致信息的的外泄的。所以，物聯網對信息源的數據安全有著非常高要求，這樣才可以更好地保障相關企業的信息安全，避免造成不必要的損失。

3 煤礦可視化技術分析和設計與實現

3.1 煤礦可視化的相關技術分析

“物聯網”是現代信息技術的一種集成和創新，它的發展無疑會給人們的工作、生活帶來便利。在煤礦可視化技術的設計與實現中，首先進行相關煤礦數據的查找，并建立相應的煤礦數據庫，然后在此基礎上繪制出更為形象的圖形圖畫，并進行煤礦的藏煤點、藏煤量等信息的模擬，讓煤礦的具體情況可以清晰地展現在人們面前，從而形成煤礦信息的可視化管理系統。

在煤礦的生產工作中，主要運用到的可視化技術有四種，它們分別是幾何投影技術、圖形圖像技術、分層技術以及像素技術等。

第一，幾何投影技術。幾何投影技術是可以將煤礦的相關數據信息形象表現出來的一種技術，它利用投影技術對數據信息進行可視化處理，從而得出可視的幾何圖形，從而更快捷、更方便地查找和閱讀煤礦中的各種信息，并發現其中存在著的問題。

第二，圖形圖像技術。這一技術是通過投射圖像的方式將煤礦信息可視化，讓煤礦內部的各種信息更容易被人們接收。

第三，分層技術。分層技術是模擬煤礦實際的分布情況的一種先進技術。它是通過對煤礦數據空間的分層、分類和模擬來實現的。

第四，像素技術。像素技術是煤礦分布模擬中較為常見的一種技術，它是利用不同的色素來表示不同的圖形，將煤礦礦產分布一一展示在人們面前，在目前的地理地圖繪制中也經常使用到該項技術。

3.2 物聯網技術在煤礦可視化管理中的設計與實現

物聯網技術在煤礦可視化管理中的應用主要體現在煤礦信息的采集、傳輸、處理以及數據預測中。

第一，信息的采集。在物聯網的信息采集環節中，主要是由感應器來完成的，它不僅具有感應信息的功能，同時還可以對感應到的信息進行識別，這樣可以對煤礦所在地的生產環境、開采條件、地質情況進行一個全面的感知和分析，并在此基礎上建立相應的煤礦信息數據庫，最后將信息傳輸到人工控制端，從而完成了整個煤礦信息采集的智能化控制。

第二，信息的傳輸。物聯網技術通過相關的通信協議，組成一個完整的數據傳輸以及短時儲存系統，實現數據信息的有線傳輸和無線傳輸，更好的提升了數據傳輸、數據錄入和數據查找的速度。

第三，信息的處理。煤礦信息的可視化處理，首先應該建立起相關的信息處理中心，將采集到的信息源進行完整的映射處理，使得煤礦數據的分析更為可靠。煤礦的可視化管理就是要將采集到的數據信息進行可視化處理，通過圖形圖像的形式展示到相關工作人員面前。

第四，數據的預測。數據預測是可視化技術中的一個重點內容，它是對煤礦中的隱患數據的一種排查和預測，是提高煤礦安全性的一項重點工作。煤礦的可視化管理系統不僅可以對其中的隱患數據進行稽查和清理，還可以進行相關情況的模擬，這樣才可以更為徹底地找到安全隱患，將企業的利益最大化。

4 物聯網技術在煤礦可視化管理中的應用

為了可以更好地進行數據交互，應該在完成接口設計時，根據設備與監控物之間的交互來選擇感知服務，并借助各種監控傳感器來完成數據信息的動態獲取和實時更新。

第一，煤礦定位。這一過程中，主要完成的工作是開采人員和礦產運輸的定位，物聯網技術不僅具有對開采人員和礦產的即時定位效果，還能夠將其實際定位到的位置信息傳輸到服務器終端系統中，可以實現管理人員的全程跟蹤監控效果。

第二，數據掃描。數據掃描主要的工作是對設備、礦產等信息掃描，并通過信息掃描來識別出其中包含著的煤礦開采信息，例如：采納點、礦產質量等。并在處理后再傳送到網絡服務終端。

第三，控制系統。這里的控制系統不僅要對煤礦采集的信息進行控制，還要能夠對信息的接收和信息的處理進行控制，并在互聯網的支持下完成各種信息的傳遞工作，將所有感應點收集到的信息進行匯總，實現整體控制。

5 結語

物聯網技術在煤礦的可視化管理應用中有著非常重要的作用，它對煤礦生產企業的安全生產和監控管理也有著非常重要的意義。物聯網技術可以實現煤礦信息的智能化采集、傳輸以及處理，大大提升了煤礦企業的生產效率和生產安全，是現代企業生產中應該重點研究的一項技術。

[1]劉西青,田慕琴,李雙雙,等.基于物聯網的煤礦可視化系統研究[J].煤礦機械,2015,36(5):96.

[2]鄒磊,呂允鵬.物聯網技術在煤礦管理中的應用研究[J].魅力中國,2013(14):130.

[3]譚章祿,史后波,方毅芳.物聯網技術在煤礦可視化管理的應用研究[J].煤礦機械,2012(8):280-283.

[4]劉西青.物聯網技術在煤礦可視化管理的應用研究[J].軟件,2013 (10):120-121.

（編輯：王璐）

Application of the Technology of the Things Internet on Vision Management

W ei Xingyi1,2
(1.Taiyuan University of Technology,Taiyuan Shanxi030024; 2.Majiliang Coal Mine of Datong Coal Mine Group,Datong Shanxi030027)

The concept and structure characteristics of the Internet of things is briefly analyzed,and related technology,design and implementation of visual management in coal mine and the application of the Internet of things technology in coal mine visual management for detailed analysis.

the Things Internet;coalmine;visionmanagement;application analysis

TP311

A

2095-0748(2016)20-0082-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.20.36

2016-10-06

魏興義（1967—），男，山西懷仁人，畢業于山西礦院采礦系采礦專業，高級工程師，現任同煤集團馬脊梁礦副總工程師，主要從事煤礦管理工作。