淺析互聯(lián)網(wǎng)+感知礦山安全監(jiān)控系統(tǒng)

張保 李繼清

摘 要：當(dāng)前的礦產(chǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)，雖說(shuō)已經(jīng)引入了信息技術(shù)以及科學(xué)技術(shù)，但是，各種不安全事故因素仍舊存在，使得安全事故頻頻發(fā)生。本文主要針對(duì)當(dāng)下金礦安全監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行中的不足之處進(jìn)行分析，而后淺談了互聯(lián)網(wǎng)+感知礦山安全監(jiān)控系統(tǒng)，此系統(tǒng)主要有三大架構(gòu)，分別為數(shù)據(jù)庫(kù)層、感知層和信息集成等，其中的關(guān)鍵點(diǎn)為感知層，具體內(nèi)容可見(jiàn)下。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)+；感知礦山安全監(jiān)控系統(tǒng)；金礦生產(chǎn)；安全監(jiān)控系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.070

最近幾年來(lái)，我國(guó)金礦智能化、信息化和機(jī)械化水平不斷的提高，新的礦產(chǎn)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、智能化采礦系統(tǒng)以及通信智能化技術(shù)等，開(kāi)始融入到金礦生產(chǎn)中的各個(gè)環(huán)節(jié)，一定程度的減少了火災(zāi)事故、頂板事故等礦山安全事故以及礦井工傷死亡人數(shù)，我們需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)金礦安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行不斷的完善。

1 礦產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用中易出現(xiàn)的問(wèn)題

運(yùn)用礦產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)的過(guò)程中，易出現(xiàn)各類(lèi)問(wèn)題，其誘因也是多方面的，包括監(jiān)控系統(tǒng)不完善、技術(shù)技能水平不足以及法律規(guī)章機(jī)制不健全等。筆者基于這一問(wèn)題進(jìn)行分析和探討。

（1）監(jiān)控人員安全意識(shí)欠缺。相關(guān)的監(jiān)控人員，應(yīng)當(dāng)了解并掌握金礦生產(chǎn)安全的基礎(chǔ)知識(shí)和理論等，對(duì)于關(guān)鍵指標(biāo)檢測(cè)始終保持高度的敏感性，參照監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，迅速制定解決方案，基于初期聘用的礦產(chǎn)專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)生，可進(jìn)行三級(jí)安全教育培訓(xùn)，提高其安全意識(shí)。

（2）設(shè)備智能化水準(zhǔn)較低。設(shè)備智能化水準(zhǔn)低是金礦生產(chǎn)中的常見(jiàn)問(wèn)題，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面，其一，設(shè)備未能設(shè)置專(zhuān)門(mén)的操作系統(tǒng)，交互界面僅可提供人機(jī)互動(dòng)功能，難以對(duì)整個(gè)金礦生產(chǎn)的實(shí)際情況進(jìn)行觀察和掌握。其二，礦產(chǎn)設(shè)備未能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，僅將其作為基礎(chǔ)設(shè)備使用，無(wú)法獲取精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息。眾所周知，礦井下的工作環(huán)境較為特殊，地面通信技術(shù)很難發(fā)揮自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，如若發(fā)生礦井生產(chǎn)事故，井下人員將無(wú)法迅速及時(shí)的和監(jiān)控技術(shù)人員直接聯(lián)系，最終可能增加傷亡人數(shù)。

（3）傳感器節(jié)點(diǎn)較多，較為孤立。礦井之下的傳感器種類(lèi)較多，分站和傳感器兩者之間大多會(huì)通過(guò)有線(xiàn)傳輸方式，完成信號(hào)的傳輸和信息的傳遞，因此，實(shí)際的部署工作較為困難。傳感器節(jié)點(diǎn)之間難以進(jìn)行通信，缺少網(wǎng)絡(luò)功能，如若在此條件下，發(fā)生嚴(yán)重事故，將很容易導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰，最終的工作量也會(huì)隨之增加[1]。

2 互聯(lián)網(wǎng)+感知礦山安全監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)

筆者對(duì)互聯(lián)網(wǎng)+感知礦山安全監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析后，發(fā)現(xiàn)可將其分為三個(gè)不同的架構(gòu)，分別為：信息集成、決策應(yīng)用、感知層和數(shù)據(jù)庫(kù)層，而后可將傳輸層歸納到感知層之中，作為感知層之內(nèi)的主要部分，運(yùn)用信息集成和數(shù)據(jù)庫(kù)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸層，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)感知層的系統(tǒng)融合以及信息挖掘等任務(wù)，而后實(shí)現(xiàn)信息的有效傳遞，將其作為決策的根本依據(jù)，以下為筆者所探討總結(jié)的互聯(lián)網(wǎng)+感知礦山安全監(jiān)控系統(tǒng)的具體架構(gòu)。

（1）制定金礦安全系統(tǒng)。對(duì)中段、主斜井井口等位置，設(shè)置風(fēng)速傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各中斷的進(jìn)風(fēng)量。而后在生產(chǎn)系統(tǒng)各巷道設(shè)置二氧化氮傳感器和一氧化碳傳感器，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)有害氣體。同時(shí)配置便攜式復(fù)合氣體檢測(cè)報(bào)警儀，檢測(cè)一氧化碳和二氧化氮的濃度，并具有報(bào)警參數(shù)設(shè)置和聲光報(bào)警功能。另外配備1臺(tái)手持風(fēng)速儀，用于巷道內(nèi)風(fēng)速檢測(cè)，進(jìn)而提高礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全保障。

（2）信息集成和數(shù)據(jù)庫(kù)層。信息集成和數(shù)據(jù)庫(kù)層都會(huì)運(yùn)用有線(xiàn)/無(wú)線(xiàn)接口子系統(tǒng)，將信息集成到控制中心之內(nèi)，逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合、信息處理和數(shù)據(jù)挖掘等工作，提供各類(lèi)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，比如，將專(zhuān)業(yè)技術(shù)以及預(yù)警模型作為智能決策的根本依據(jù)。

（3）感知層。感知層由有線(xiàn)/無(wú)線(xiàn)和有線(xiàn)和感知層網(wǎng)絡(luò)，感知層網(wǎng)絡(luò)的功能一般會(huì)用于礦井管理、感知和采集、設(shè)備運(yùn)行健康狀況、環(huán)境監(jiān)測(cè)等環(huán)節(jié)，借此獲取金礦生產(chǎn)安全數(shù)據(jù)信息。

可運(yùn)用RFID讀寫(xiě)器、攝像頭、GPS、傳感器、智能終端以及GIS等技術(shù)手段，總結(jié)金礦生產(chǎn)中的各類(lèi)數(shù)據(jù)，其中涵蓋著視頻數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)等，全方面的監(jiān)測(cè)環(huán)境、人員和設(shè)備等。現(xiàn)階段，有線(xiàn)一般會(huì)應(yīng)用到千兆工業(yè)以太網(wǎng)，將其應(yīng)用于骨干網(wǎng)和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)之間的通信之內(nèi)。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)則會(huì)應(yīng)用于無(wú)法供電或是傳感器部署不方便等區(qū)域。地面無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，例如4G、3G以及GPRS等均無(wú)法在井下利用，所以，通常會(huì)采用WSN、WIFI、WSN等具有高抗毀性、自組網(wǎng)或是低功耗的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，提高應(yīng)用效率，最大程度的確保通信質(zhì)量[2]。

（4）決策應(yīng)用層。決策應(yīng)用層的組成要素較多，具有方案制定、事故語(yǔ)境以及災(zāi)害分析等功能，體現(xiàn)出一定的系統(tǒng)化特征，它可以將底層數(shù)據(jù)進(jìn)行不斷的處理和整合，最終以報(bào)告的形式生成，運(yùn)用更加簡(jiǎn)單的形式，將其提供給安全管理人員，接受地面人員的指示。決策應(yīng)用層是整個(gè)礦產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)中，可以和工作人員直接接觸的層面，也是工作人員最為注重的一層，這一層級(jí)的好與壞，會(huì)給金礦的生產(chǎn)安全帶來(lái)直接影響。

良好的決策方案，可以做出快速的、科學(xué)的應(yīng)對(duì)，使解決方案更為準(zhǔn)確和可靠，運(yùn)用更能接受的形式，以圖表或圖形等形式，借助定位系統(tǒng)、專(zhuān)家決策、預(yù)警分析系統(tǒng)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，制定更為適宜的管理方案。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，互聯(lián)網(wǎng)+感知礦山安全監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，是當(dāng)前金礦生產(chǎn)中的必然，可以最大程度的保證礦產(chǎn)安全，提高生產(chǎn)質(zhì)量，筆者從感知礦山理念著手，希望引起礦井作業(yè)人員的認(rèn)知，并起到預(yù)警的作用，與此同時(shí)，還可以對(duì)井下作業(yè)工作方式和管理模式予以改革，最終使得施工人員以及管理人員等對(duì)礦井下作業(yè)全方面的認(rèn)知，合理分析井下傳輸網(wǎng)絡(luò)，對(duì)最終的網(wǎng)絡(luò)覆蓋率解決方案予以?xún)?yōu)化，因?yàn)樗c以往的研究人員所提出的結(jié)構(gòu)體系有所不同，筆者建議將傳輸層歸類(lèi)到感知層之內(nèi)，而后用數(shù)據(jù)庫(kù)和信息集成替代，使之更能滿(mǎn)足日后云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的需求，雖說(shuō)，互聯(lián)網(wǎng)+感知礦山安全監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用體現(xiàn)出了較大的優(yōu)勢(shì)，但是，在實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中，仍需進(jìn)一步完善和更新，提高其應(yīng)用效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]黎志，孫齊輝，李焜盛等.離散智能工廠建設(shè)技術(shù)的研究 ——礦山行業(yè)智能工廠體系結(jié)構(gòu)[J].中國(guó)科技投資，2017，15（25）：163-165.

[2]解海東，李松林，王春雷，周亮.基于物聯(lián)網(wǎng)的智能礦山體系研究[J].工礦自動(dòng)化，2011（03）：98-99.

作者簡(jiǎn)介：張保（1981-），男，河南信陽(yáng)人，本科，工程師，研究方向：礦山安全，從事安全設(shè)施設(shè)計(jì)、安全評(píng)價(jià)工作。