物聯網環境下煤礦災害救援流程優化設計

楊利峰

（開封大學財政經濟學院，河南　開封　475004）

物聯網環境下煤礦災害救援流程優化設計

楊利峰

（開封大學財政經濟學院，河南開封475004）

通過分析我國煤礦災害救援流程及現存問題，提出以物聯網技術為依托對煤礦災害救援流程實施優化設計，構建基于物聯網的煤礦災害救援流程。研究結果對于提高煤礦災害救援數據分析處理及共享能力，實現及時、準確、有效救援，控制事故傷亡率和經濟損失具有重要指導意義。

煤礦災害救援；物聯網；流程優化設計

煤礦災害救援的基本任務是，在煤礦重大事故發生后，迅速控制事故發展并盡可能排除事故，保護現場人員和場外人員的安全，將事故對人員、財產和環境造成的損失降至最低程度。目前，我國煤礦災害救援遵循“統一指揮，分級負責，區域為主，單位自救和社會救援相結合”的原則，救援工作由政府為主導，專業的煤礦災害救援單位為主體，救援的整個過程需要政府的參與協調，政府對整個救援流程行政干預過多，各救援實體之間的關系比較復雜，同時由于現有技術及設備制約，煤礦災害救援信息的獲取及共享程度偏低，導致我國煤礦災害救援能力總體較差，救援及時性有待提高。

物聯網就是“物物相連的網絡”，是互聯網向物理世界的延伸和拓展，其利用感知技術與智能裝置對物理世界進行感知識別，并對搜集到的信息進行計算、處理和挖掘，實現人與物、物與物之間的信息交互和無縫鏈接，達到對物理世界實時控制、精確管理和科學決策的目的［1］。目前，物聯網技術在眾多領域得到廣泛應用，如交通運輸、食品安全、智能農業、災害預測預報等。

本文將物聯網技術及理念引入煤礦災害救援領域。運用物聯網的先進感知技術、數據挖掘技術、互聯網技術等實現對煤礦危險源信息的全方位監測、智能分析和信息共享，基于物聯網的煤礦災害救援流程，能夠顯著提升煤礦災害救援能力，保證煤礦災害救援工作迅速、有序、準確、有效地開展。

1　物聯網概述

物聯網的思想源于1999年MIT Auto-ID中心的網絡無線射頻識別系統，Ashton教授在研究射頻技術時最早提出結合物品編碼、RFID和互聯網技術的解決方案。在我國，通常認為物聯網是通過信息傳感設備，按照約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。

從技術角度分析，物聯網體系結構包含感知層、網絡層、應用層3個層面。感知層是物聯網的基礎層，主要運用傳感器、RFD、GPS、自組織網絡、傳感器網絡和短距離無線通信等技術采集、捕獲、識別物體信息，實現物與物之間的連接。網絡層是物聯網的神經系統，是一個異構融合的泛在通信網絡，通過互聯網、通信網、廣電網以及各種接入網和專用網對采集到的物體之間的信息進行傳輸和處理，是一個貫通物與物、人與物、人與人之間通信的全局網絡。應用層負責物聯網信息處理和應用，實現信息的存儲、數據的挖掘、應用的決策等，通過海量數據智能化處理、分布式計算、中間件、信息發現等技術，為手機、PC、PDA等終端設備提供感知信息的應用服務。

2　煤礦災害救援流程及存在問題

目前，我國的煤礦災害救援工作由政府主導，煤礦災害救援單位一般由政府統一管理，當煤礦發生災害事故時，煤礦首先調動自身儲備的救援物資進行自救，以控制災情蔓延。與此同時，將災情逐級上報給政府主管部門，在政府部門的協調下，組建由受災煤礦、煤礦災害救援專家和專業煤礦災害救援單位共同參與的煤礦災害救援中心，制定救援方案并調集社會救援物資，對受災煤礦展開綜合救援，直至煤礦災害解除后，救援人員及政府人員依次撤離，受災煤礦進行災后重建工作，救援工作結束。

2.1救援信息獲取方式落后

現有煤礦救援設備多采用語音通信設備，獲取危險源信息的方式單一，且獲取的信息有限，尚未實現對煤礦危險源的全方位監測，當煤礦災害發生時不能全面、準確地提供災情信息，由此導致救援人員、上級指揮部門、協調人員之間信息流通不暢，救援指揮中心無法及時掌握真實的災情，不能對救援工作快速反應，制約了救援工作的開展。

2.2救援實體關系協調難度大

煤礦災害救援過程需要政府部門、受災煤礦、煤礦災害救援專家小組、專業煤礦災害救援單位及外部救援機構的共同協作。專業煤礦災害救援單位一般由政府統一管理，而且災害的綜合救援需要以政府為主導的煤礦災害救援指揮部統一指揮，政府行政干預過多，由此造成煤礦災害救援實體間信息流通不暢，信息共享程度低，救援實體間的關系比較復雜。

2.3煤礦災害救援方式被動

現有的煤礦災害救援流程重救援而輕防治，著重在煤礦災害事故發生后被動地進行救援，而煤礦災害的防治工作沒有受到足夠重視。較為被動的救援方式增加了救援工作的難度，有可能造成救援時機的延誤。

2.4煤礦災害救援學習能力偏低

由于技術及設備條件的限制，現有的煤礦災害救援并不注重救援學習能力的提高。當煤礦災害解除后，政府人員、專家小組及專業的救援單位撤離煤礦，對于災情信息及救災經驗缺乏總結學習。

3　基于物聯網的煤礦災害救援流程優化設計

3.1將物聯網感知技術應用于煤礦災害信息監測，變被動救援為主動防治

用RFID、紅外傳感器、攝像頭等先進信息技術獲取煤礦井下甲烷、風速、溫度、電流、錨桿壓力和設備點檢等信息，對煤礦進行圖像、視頻、聲音等全方位監測和記錄，將記錄的數據存儲在災害信息數據庫中，通過災情預警數據庫進行數據挖掘，及時發現危險源信息，迅速發布災情預警信息，打破以往災害救援過程中信息流通不暢的局面。

3.2搭建信息共享平臺，提高救援信息共享度

將互聯網融入煤礦災害救援全過程，在井下及地面敷設以工業以太環網為主要技術手段的內部網絡，將煤礦災害監測信息導入數據庫，并在災害預警數據庫中對數據進行分析，將分析的結果反饋給煤礦，實現對危險源的實時監控。同時，構建以3G、Wifi、廣電網等網絡技術為主導的、覆蓋整個礦區的物聯網絡傳輸層，實現物聯網數據的交互，煤礦、政府部門、專家小組以及專業煤礦災害救援單位等救災實體根據自身權限，通過訪問企業內外部網絡獲取災害預警信息，并實現救援實體之間的連接。當有災情發生時，各救援實體在政府部門協調下迅速組建災害決策中心，制定合理的救援方案，并調集外部救援物資，提高救援智能決策能力和效率。

3.3及時總結救援經驗，提高救援系統學習能力

災害解除后，及時對災情信息和救援經驗進行分析總結，并通過互聯網傳輸，將信息錄入災情預警數據庫，為后續災情分析及救援方案制定提供參考，增強煤礦災害救援的知識管理能力，提升煤礦災害救援系統災情預警能力和救援能力。

4　結語

基于物聯網環境的煤礦災害救援流程優化設計，能夠解決傳統煤礦災害救援流程中信息獲取方式單一、信息共享程度低、救援學習能力低下、救援及時性較低以及救援方式被動等問題，提高煤礦災害救援效率和救援及時性。由于物聯網技術在安全性方面存在一定的問題且應用成本居高不下等原因，物聯網目前尚未實現大面積普及應用。將物聯網技術應用于煤礦災害救援流程，如何保障其網絡安全性，還需進一步深入研究。

Optimization Design of the Coal Mine Disaster Relief Process Based on Internet of Things

Yang Lifeng
（College of Finance and Economics，Kaifeng University，Kaifeng Henan 475004）

By analyzing the coal mine disaster relief process and existing problems in our country，this paper put forward the optimization design of coal mine disaster relief process based on the Internet of things technology，and built the coal mine disaster relief process based on Internet of things.The research results had important guiding significance for improving coal mine disaster relief data analysis processing and sharing ability，realizing timely，accurate and effective rescue，control the casualty rate and economic loss.

coal mine disaster relief；Internet of things；process optimization design

TD-05；C939

A

1003-5168（2016）05-0035-02

2016-04-26

楊利峰（1986-），女，碩士，助教，研究方向：經濟管理、物流管理。

［1］張申，張滔.論礦山物聯網的結構性平臺與服務性平臺［J］.工礦自動化，2013（1）：34-38.