物聯網、數據融合和云計算技術在煤礦安全生產預警平臺上的應用

陳倬

摘要：網絡技術與計算機技術的發展，在一定程度上提高了我國煤礦安全生產的信息化水平。實現煤礦安全生產信息化的基礎為物聯網技術，而物聯網所產生原始數據上數據融合技術便是對其進行校準與檢驗工作，云計算技術則是有效地處理與整合這些數據。在煤礦安全生產預警平臺上，聯合物聯網、數據融合及云計算技術的應用能夠在一定程度上提高煤礦企業安全生產預警的準確性，同時也能夠實現多參數融合，進而提高我國煤礦的安全生產信息化水平。

關鍵詞：物聯網；數據融合；云計算；安全生產；預警平臺

中圖分類號：TD672 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）01-0095-02

由于我國小型煤礦企業眾多，且大多企業的生產環境較為惡劣，從而便導致時常出現各類安全生產事故，需要引起我們足夠重視。為了能夠確保煤礦的安全生產，煤炭企業制定了一系列的管理方法與制度，同時投入了大量的資金與技術裝備。盡管設備與制度在一定程度上提高了煤礦安全生產管理系統，但由于該系統大多是相互獨立的子系統，各個子系統之間無法進行資源共享，也彼此之間相互獨立，也具有不同的開發平臺，因而無法實現子系統的統一結合，這些問題的存在對我國煤礦安全生產管理系統的發展造成嚴重的制約。物聯網具有高度智能化與信息化、異構相通以及遠程管理等多個特性，因而成為煤礦安全生產預警平臺中的研究熱點。

1 物聯網技術概述

物聯網最初的核心思想是按照一定的通信協議通過射頻識別技術，同時借助互聯網來實現物與物信息之間的互通互聯。也就是說，物聯網是通過傳感器與互聯網之間的鏈接，從而連接起物體與網絡，最終對物體實現智能化的管理。物聯網技術屬于一種全新的網絡技術，它的出現改變了傳統互聯網形式，有效實現了物與物、人與人以及人與物之間的數據聯通。

通常來說，物聯網主要由網絡層、感知層以及應用層三個部分組成。其中感知層作為物聯網中最為核心的技術，其功能在于采集各類信息，主要技術包括傳感器技術以及RFID技術。網絡層屬于物聯網的支撐技術，其主要功能是將感知層中所收集到的各類信息安全且穩定地向應用層進行傳輸，所采用的技術主要包括有線技術與無線技術。應用層作為物聯網的最高層，其功能在于對所接受到的所有數據信息進行匯總、處理以及儲存，然后再通過特定形式將其展示出來，所采用的數據主要包括數據處理技術與要數據存儲技術等。

2 數據融合概述

當物聯網在實際應用中的覆蓋范圍越來越廣，在信息空間中三元時間的交互與融合，使得在互聯網上可以獲取的數據也越來越多，從而便出現了大數據問題。數據融合則是自動地分析、綜合以及校準所采集到的原始數據進，從而便能夠在一定程度上消除數據所具有的不穩定性，最終便能夠確保數據的準確性與可靠性。

但在實際應用中，如果將物聯網感知層中所獲取的大量信息直接傳送至物聯網的應用層，此過程必定會在一定程度上增加應用層對數據進行處理的難度。因此，利用數據融合技術在物聯網的感知層便能夠顯著地提高信息的穩定性與準確性，從而為應用層提供可靠的信息，此項技術的應用能夠有效緩解應用層對數據處理的壓力。

3 云計算技術概述

云計算技術具有超大規模、高可靠性、高可擴展、通用化以及按需服務等特點，同時還具有較高的商業價值與應用價值。云計算技術主要指的是將分布式計算、網絡存儲、虛擬化以及效用計算等計算機與網絡技術的發展融合壯大，從而產生的一種新興計算方式。云計算在實際應用中的最終目的是將多個簡單計算形式融合成一個具有強大計算能力的計算形式，并且共享這種計算形式，從而讓此種計算方式能夠得到系統中的所有終端用戶的運用。

由于物聯網整合了傳統網絡與傳感網絡，因而在實際應用中勢必會產生出大量的數據信息，為了能對大量數據信息的有效整合就需要借助云計算技術。因此，實現物聯網的核心關鍵技術在于云計算技術的應用。

4 物聯網、數據融合與云計算技術關系

物聯網、數據融合與云計算技術三者之間不僅有聯系也存在區別，其區別之處在于物聯網技術在實際應用中更加側重于物與人、物與物以及人與人之間的聯通；而數據融合技術在實際應用中則側重加工與提取海量的信息；云計算技術則側重于對數據進行計算的方式與方法。因此，我們可以將三者之間的關系歸納為：大量的數據由物聯網，然后數據融合技術對這些大量數據進行提純的同時，也需要采取云計算技術對相關數據進行計算。數據融合技術的應用能夠在一定程度上有助于云計算技術的應用，而數據融合技術與云計算技術則能夠為物聯網服務。

5 煤礦安全生產預警平臺對物聯網、數據融合與云計算技術應用

5.1 提高整體水平

煤礦安全生產預警平臺主要是對礦工、相關設備以及施工環境進行監測。一般情況下，礦工采掘對煤礦井下環境能夠具有一定影響，而環境的變化能夠對機械設備的運行狀況造成影響，并且機械設備的運行狀況與環境變化對礦工的生命安全與生產質量造成影響。因此，進一步完善與建設煤礦安全生產預警平臺，加強對煤礦井下重點危險源的監控及預警，能夠顯著地提高監控水平與預警水平。除此之外，將環境、機械設備與礦工聯成一個網絡，同時采取物聯網技術對其進行控制，能夠更好地實現煤礦安全生產的最終目的。

5.2 提高準確性

為了能夠實現動態監測煤礦井下環境、礦工以及相關設備的目的，無線傳感器網絡在礦井一定區域內的應用，能夠在一定程度上支持煤礦的安全監測。通常情況下，煤礦安全生產監測的數據主要包括RFID標識讀卡器、各種傳感器以及條形碼讀卡器等。由于設備本身或周邊環境的干擾，使得數據存在誤差，最終對測量數據的準確性造成影響，因此就需要對數據采取數據融合技術進行處理，以確保數據的精準性。

5.3 提高穩定性

云計算技術是物聯網系統的首選技術，其屬于近年來一種新興的共享基礎架構，能夠為數據的安全訪問以及集中存儲提供穩定支持，同時也能夠在信息共享與數據處理方面使物聯網系統更加穩定與智能化。除此之外，云計算技術的應用能夠有效地解決煤礦子系統之間的異構性，集中一體化井下礦工定位、環境與設備的監控，從而能夠滿足其對信息資源共享與集成需求，提高系統的穩定性。

6 結語

綜上所述，在煤礦安全生產預警系統中聯合物聯網、數據融合與云計算技術，能夠顯著地提高其安全生產預警水平。物聯網技術作為煤礦安全生產信息化的基礎條件，融合數據融合技術能夠在很大程度上提高對數據信息采集的有效性與準確性，而云計算技術的應用則能夠增強對大量數據進行計算與處理的能力。因此，物聯網、數據融合與云計算技術三者的聯合應用能夠為煤礦安全生產信息化預警平臺提供更好的技術支撐，從而進一步提高礦安全生產信息化水平。

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