互聯網+煤礦安全信息化技術及應用

王玲

摘 要：煤礦安全是煤礦企業可持續發展的根基。隨著“互聯網+”技術的不斷普及，給煤礦安全信息化發展提供了有利的平臺。本文對重點分析了以互聯網+為支撐的煤礦物聯網技術、煤礦云計算技術及煤礦大數據技術等，并對互聯網+煤礦安全信息化技術的應用進行了研究。

關鍵詞：互聯網+;煤礦安全;信息化技術;應用

0、引言

互聯網+煤礦安全信息化主要是指以無線傳感網技術、工業以太網技術為基礎，將信息傳輸、信息感知等技術和煤礦生產有效結合，對于生產過程中的監測監控、應急救援及安全預警等，選擇使用大數據、云計算等方式，實現對井下生產過程中機械設備、操控人員的智能控制和管理，有效提升煤礦生產的效率與安全水平。

1、互聯網+煤礦安全信息化關鍵技術

1.1煤礦物聯網技術

煤礦物聯網主要以全球定位系統、ZIG-BEE技術、射頻識別技術等，根據設定協議，借助煤礦使用的傳感器，對井下的生產信息、環境信息等有效采集，通過工業以太網實現和互聯網的有效銜接，完成所需的通信與信息交換，智能識別煤礦井下生產過程中的設備監控、環境氣體預測及檢測、安全隱患的監控及人員實時定位等。通過煤礦物聯網技術實現數據處理、傳輸及采集的智能化，在具體操控時，包含有三個層級。分別為：應用層、網絡層及感知層等。其中，感知層主要使用的是各種類型的礦用傳感器，例如，甲烷傳感器、無線傳感器、溫度傳感器及濕度傳感器等，通過多種類型的傳感器，實現對井下生產過程中各種類型數據的及時有效采集。網絡層主要的作用是將感知層收集得到的各種信息及時有效傳輸，傳輸路徑主要是工業以太網、互聯網等組成的網絡信息傳遞結構，實現礦井物聯網網絡層的有效覆蓋。應用層是煤礦物聯網和具體用戶之間的接口，充分考慮煤礦生產中的決策、預警、監控等工作要求，實現煤礦各個生產環節的信息化。

1.2煤礦云計算技術

物聯網技術在煤礦應用范圍的不斷拓展，感知層收集得到的各種類型數據不斷增多，這些越來越多的數據，需要與之匹配的數據處理與存儲。云計算是一種服務化商業計算模式，在處理煤礦中各種類型的數據時有著較為明顯的優勢，對于推動煤礦安全生產信息化建設水平較為有利。從煤礦生產來看，對各種類型災害事故及時有效預警較為關鍵，做好預警的前提是將各種類型的數據有效收集，例如，風門開關數據、溫度數據、一氧化碳數據、瓦斯數據、水倉水位、壓風機風壓、煤倉煤位等生產參數及時有效收集。當前很多煤礦均使用了綜合自動化系統，但是系統中包含的監控系統的協議與接口在使用時存在不完全統一的問題，應用集成、系統集成及數據集成的效果并不能發揮出來，通過云計算的方式，為各種類型數據的融合提供了較好的開發環境。煤礦生產中的多源數據可通過云計算有效集成，例如，煤礦安全事故包含的應急設備物資、現場數據、救援人員及歷史數據等各種類型的多源異構信息，均可通過云計算的方式實現信息數據的快速轉換分析，為煤礦作出及時有效的決策提供出相關的數據。

以云計算技術為基礎，構建煤礦企業云數據中心平臺，將煤礦 生產中各種類型數據的價值發揮出來，為煤礦企業安全生產提供出更有利的保障，在資源層面實現對各種類型資源的高效整合，從數據層面將各種類型的孤立信息實現有效統一，各信息系統在數據的層面實現交互和共享。

1.3煤礦大數據

大數據技術是指在生產過程中，從繁多的煤礦數據中得到不同類型、結構的煤礦生產數據。數據來源主要是物聯網層監測設備獲取得到的環境參數，例如，壓力參數、氧氣參數、一氧化碳參數等。煤礦大數據技術主要有四個方面的特征。首先是數據的體量非常大。在具體生產中，煤礦中會出現較多的測量甲烷的數據，這些測量數據也處于動態的變化中，尤其是實用監測環境的傳感器，采集信息的周期非常短，這些實時監測得到的數據，會形成較大規模的數據流，因此，數據的體量非常大。其次，數據的增長與產生非常快。在煤礦生產的過程中，將傳感器網絡技術、物聯網技術及無線射頻技術等大量應用到其中，各種類型的數據增加迅速，這些各種類型的異構數據，雖然經歷了過濾，但是留下的數據仍舊非常多，數據規模較為龐大。第三，數據的類別非常多。煤礦中產生的數據來自于各種類型的數據源，種類、格式等有著較大的變化，不僅包含有結構化數據，同時也包含有較多的視頻監控數據，這些數據可分為非結構化數據、半結構化數據及結構化數據等，各種類型的數據非常繁雜。第四，數據的價值密度相對偏低。隨著物聯網技術的廣泛應用，在煤礦生產的過程中，信息感知將會融入到各種類型的環節中。但是導致煤礦安全事故發生的原因相對較多，當前并沒有從各種類型的數據中，掌握各類事故發生的概率，對于煤礦生產安全事故也不是實現精準預測，所以，還需要從各種類型的大數據中掌握出事故發生的規律，將數據的價值最大限度的發揮出來。

2、互聯網+煤礦安全信息化技術的具體應用

2.1構建信息感知層

信息感知層是收集各種類型信息的關鍵，在收集信息時，主要是安裝井下環境檢測器、機電設備監測監控等。在進行環境感知層的建設時，重點對井下煙霧、氧氣、一氧化碳及溫濕度等進行檢測。在對機電設備進行監測時，重點對提升機、通風機等重要井下機電設備的運行功率、運行電流及電壓等進行監測。此外，還需對人員精準定位、生產自動化、通信聯絡、壓風自救等信息進行檢測。還需做好煤礦固有基礎信息的采集。

2.2構建數據傳輸層

數據傳輸層主要功能是將感知層感知得到的數據，通過標準接口傳輸到云計算資源層。主要是以井下安裝的無線、有線終端作為數據傳輸。該層在構建時，需要對井下現有的移動網絡、無線網絡等形成通常的數據傳輸通道。同時，還需要傳輸層局部數據緩存功能，確保在網絡效果不好或者數據傳輸效率相對較低的情況下，各種類型的數據能夠及時有效的存儲下來，防止出現數據的丟失。

2.3構建云計算資源層

云計算資源層主要包含有中間件層、資源驅動層、通信適配層及硬件層等構建，中間件層是整個云計算的中間平臺，是整個信息基礎設施虛擬化資源池，包含有虛擬的網絡資源、存儲資源及計算資源等。

2.4構建應用服務層

構建完善的應用服務層主要作用是向煤礦管理層提供出以大數據分析為基礎的決策系統，例如，礦壓分布、瓦斯預警及一通三防等，各級各部門需結合各部門權限，掌握權限范圍內煤礦安全生產情況。這個過程中，需要對相關的人員進行培訓，確保使用系統的人員能夠掌握系統的特點，能夠通過系統掌握本部門需要掌握的內容，對于各種類型的數據表等也可隨時從系統中導出。系統中還需包含有個性化配置、權限設置及人員身份認證等功能。

3、結束語

綜上分析，將煤礦安全工作和互聯網有效融合是煤礦企業實現現代化發展的必由之路，但是從當前煤礦安全工作和互聯網融合發展的情況來看，在很多方面還有著較大的提升空間，因此，這就需要煤礦企業全面認識到推動安全信息化發展的重要性，充分借助互聯網+的優勢，全面推動煤礦安全信息化水平的持續提升，為煤礦安全可持續發展打下堅實基礎。

參考文獻：

[1]常浩. 淺析“互聯網+”時代的煤礦安全生產信息化建設——以山西煤炭行業為例[J]. 山西科技，2016，31（01）：117-119.

[2]任瑞媛. “精益管理+互聯網”模式下煤炭企業信息化評價研究[J]. 中國煤炭，2015，41（10）：71-74.

[3]李春賀. 基于智慧礦山的安全風險分級管控與事故隱患排查治理系統[J]. 煤礦安全，2019，50（05）：285-288.