發布日期：2022-05-20 點擊率：44
為保障煤礦安全生產，提升煤礦安全監管水平，文章提出了煤礦安全生產物聯系統，闡述了系統方案的設計與實施。系統的設計與實施分為感知層、網絡層和應用層三個層次，可實現數據采集與檢測、現場監測與控制、遠端監控指揮等功能。
1 引言
盡管我國煤礦安全生產已取得了不小的進步，但是從橫向比較，其總體水平還比較低，與國際上煤礦安全生產先進水平相比還有較大差距，尤其是重特大煤礦安全事故還屢有發生。如何利用信息化產品，保障煤礦安全生產，預防事故發生，在事故發生后快速、準確定位，進行應急搶救搶修，成為擺在我們面前的重大課題。
2 煤礦安全監測監控存在的問題
我國大多數煤礦安全監測監控系統存在的問題不容忽視，主要有以下問題：
（1）煤礦井下作業遠離地面，地形復雜、環境惡劣，與地面人員間溝通不便、不及時，地面人員難以及時動態掌握井下人員的分布及作業情況；
（2）煤礦事故發生后，搶險救災、安全救護的效率低，搜救效果差；
（3）大部分煤礦安全監測監控設備落后且老化，不能很好地適應井下環境，不能很好滿足煤礦安全生產需要；
（4）現有煤礦安全監測監控系統各成體系，沒有統一標準和接口，造成了監測工程中數據漏報、系統間無法正常通信等問題，導致安全隱患的出現。
3 煤礦安全生產物聯系統方案設計
針對以上問題，本文提出一種煤礦安全生產物聯系統，按照統一規劃、統一部署、統一管理、統一接口與標準的要求進行設計，其設計分成三個層次，分別是感知層、網絡層、應用層，如圖1所示。
圖1 煤礦安全生產物聯系統整體模型
感知層主要由傳感器組成，將傳感器檢測到的數據通過通訊模塊傳送至控制計算機，實現數據檢測與采集。感知層包括：1）傳感器等數據采集設備，如地面井口、煤臺、井下等場所安裝的視頻監控和傳感設備；2）數據接入到網關之前的傳感器網絡，包括礦井傳感設備的數據接入、傳輸和匯總。
網絡層通過各種電信網絡與互聯網的融合，實現物體信息實時準確地傳輸與交互。網絡層采用三級架構，即煤礦企業、市級分控中心、省級監控中心，以“分級監管，分級響應”的機制，搭建煤礦安全生產的物聯網架構，實現煤礦安全生產的監控監管。網絡層包括：1）礦井監控數據的上傳；2）煤礦企業的數據專線；3）省監控中心以及煤炭集團、市分控中心的寬帶數據專線。應用層利用云計算、模式識別等各種智能計算技術，對海量數據與信息進行分析和處理，對物體實施智能化的控制，包括遠程監測與控制、煤礦安全事故應急指揮、信息上傳與共享等。應用層包括：1）主機與存儲系統建設；2）煤礦企業、市級、省級監控中心顯示、調度、指揮系統；3 ） 煤礦企業上報信息的標準化工作；4）門戶網站及安全系統建設。按照以上設計，整體網絡圖如圖2所示，實現以下目標：
圖2 煤礦安全生產物聯系統網絡圖
（1）煤礦井下瓦斯、風速、設備開停等運轉情況的適時監測、分析和控制，同時將以上監測數據通過公用電話網絡、無線網絡、光纖光纜傳送到各級煤炭安全生產管理部門；
（2）煤礦安全生產監察監管動態管理，實時了解煤礦的安全生產工作狀態，隨時掌握煤礦的有關安全技術工作參數（包括安全技術參數、安全監察監管要求數據）的情況，各煤礦點能夠實施有效的日常安全管理，煤監部門能夠對各煤礦點的安全生產工作實施有效的監督管理；
（3）在煤礦發生事故時，可提供煤礦點的基本技術數據、企業和政府的事故應急處理預案、事故救援資源的分布信息等，為市、省級公共安全應急指揮系統提供相應基礎信息支持，為科學決策實施有效救援提供技術支持。
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