基于物聯(lián)網(wǎng)的煤礦信息安全管理系統(tǒng)

李傳毅,劉　裴,甘慶華（中國四聯(lián)儀器儀表集團(tuán)有限公司, 重慶401331）

基于物聯(lián)網(wǎng)的煤礦信息安全管理系統(tǒng)

李傳毅,劉裴,甘慶華
（中國四聯(lián)儀器儀表集團(tuán)有限公司, 重慶401331）

隨著信息化的進(jìn)程，基于物聯(lián)網(wǎng)對煤礦進(jìn)行全面管理具有重大的意義。以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了一種煤礦預(yù)報、逃生、協(xié)調(diào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對煤礦的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)常時事先進(jìn)行預(yù)報，并為礦工規(guī)劃逃生線路;當(dāng)事故發(fā)生后對政府、醫(yī)院、救援隊(duì)進(jìn)行全面協(xié)調(diào)，對礦工所在位置進(jìn)行精確定位，通過實(shí)踐證明本系統(tǒng)有一定的實(shí)用價值。

物聯(lián)網(wǎng)；煤礦礦難；信息系統(tǒng)

1　引言

物聯(lián)網(wǎng)是具有整合感知識別、傳輸互聯(lián)和計(jì)算處理等功能于一體的新型網(wǎng)絡(luò)，加強(qiáng)了人與物、物與物之間的聯(lián)系，已成為各國搶占未來戰(zhàn)略制高點(diǎn)的重要領(lǐng)域。對物聯(lián)網(wǎng)的研究符合國家發(fā)改委在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的總體思路，符合工業(yè)和信息化部的《十二五”物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃》，符合國家將繼續(xù)大力培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，發(fā)展云計(jì)算物聯(lián)網(wǎng)的思路，具有一定的科學(xué)意義和應(yīng)用前景[1-3]。據(jù)安全監(jiān)管局統(tǒng)計(jì)顯示，2003年我國煤礦全年共發(fā)生瓦斯事故596起死亡2118人，2004年全國煤礦發(fā)生死亡事故3639起死亡6027人，……2011年全國煤礦共發(fā)生死亡事故1201起死亡1973人[4]。數(shù)據(jù)龐大，觸目驚心，如何利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)減少煤礦安全事供，當(dāng)發(fā)生事故時提高人員生還具有重大的實(shí)現(xiàn)意義和實(shí)用價值。

2　總體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)是能夠及時并且非常直觀地得到煤礦安全與生產(chǎn)情況信息，便于進(jìn)行監(jiān)察管理，起到了避免事故發(fā)生的“守門員”作用；能夠在數(shù)字化采掘工程圖上透明疊加工作面生產(chǎn)信息圖層、通風(fēng)系統(tǒng)與設(shè)施圖層、與瓦斯檢查和瓦斯實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)圖層、安全監(jiān)察和隱患分布圖層、溫度濕度實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)圖層等各種信息，并可直接在圖上查詢和分析各種信息，整個生產(chǎn)與安全狀況一目了然，十分直觀;能夠及時發(fā)現(xiàn)安全問題，容易跟蹤整改過程和進(jìn)行監(jiān)察督辦?？梢栽谥行目刂剖疫h(yuǎn)程實(shí)時實(shí)地監(jiān)測任意聯(lián)網(wǎng)煤礦的瓦斯情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，起到了事故查處的“千里眼”的作用。能夠?qū)λ醒b備礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的煤礦實(shí)現(xiàn)地面聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)測功能，每個煤礦實(shí)時將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳到中心服務(wù)器中，提供網(wǎng)上實(shí)時在線遠(yuǎn)程監(jiān)測。所有監(jiān)測信息和設(shè)備開?？刂茽顟B(tài)在數(shù)字采掘工程圖上實(shí)地顯示，非常直觀，同時具有較強(qiáng)歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析功能。成為煤礦安全數(shù)據(jù)收集的“黑匣子”，提高了煤礦自身的安全意識，結(jié)合安監(jiān)部門的行政命令，彌補(bǔ)了井下現(xiàn)場因安監(jiān)人員少，無法及時到位跟蹤檢查所造成的事故隱患，成為煤礦管理人員看不到的監(jiān)督員，提高礦井的安全系數(shù)，減少事故的發(fā)生。當(dāng)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)常時事先進(jìn)行預(yù)報，并為礦工規(guī)劃逃生線路;當(dāng)事故發(fā)生后對政府、醫(yī)院、救援隊(duì)進(jìn)行全面協(xié)調(diào)，對礦工所在位置進(jìn)行精確定位。

先在礦道中布置傳感器監(jiān)測節(jié)點(diǎn)對各指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測，各礦工下井時也帶有傳感器信號接收與監(jiān)測設(shè)備。當(dāng)發(fā)生異常時，監(jiān)測節(jié)點(diǎn)向礦工及系統(tǒng)發(fā)出警報信息，系統(tǒng)經(jīng)過規(guī)劃為礦工尋找最短逃生路徑。根據(jù)事故的輕重情度，系統(tǒng)分析并協(xié)調(diào)各部門進(jìn)行施救，當(dāng)有礦工被困時，可以自主發(fā)出求救信號，并通過監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)把自己相關(guān)的情況發(fā)送到事故控制救護(hù)人員，當(dāng)有人員受傷時，系統(tǒng)自動與相關(guān)醫(yī)院聯(lián)系，提前做好相關(guān)準(zhǔn)備工作。

基于物聯(lián)網(wǎng)的煤礦預(yù)報逃生協(xié)調(diào)信息系統(tǒng)通過實(shí)時展現(xiàn)井下安全生產(chǎn)狀態(tài)、安全危害事前預(yù)警、安全事故事后自救和救援、安全資源調(diào)度管理等四個方面，實(shí)現(xiàn)防災(zāi)、預(yù)警、避險、逃災(zāi)、自救等整體防災(zāi)避險功能，從源頭上控制安全風(fēng)險，從根本上提升礦山安全保障能力。采用信息化手段實(shí)現(xiàn)危險源實(shí)時監(jiān)測預(yù)警、應(yīng)急信息收集、風(fēng)險預(yù)測，以及對應(yīng)急救援組織機(jī)構(gòu)、應(yīng)急資源、應(yīng)急預(yù)案、應(yīng)急救援行動、事故善后處理的管理，提升應(yīng)急救援技術(shù)水平和管理能力。各級監(jiān)管部門和企業(yè)通過系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對安全生產(chǎn)的實(shí)時、遠(yuǎn)程和全方位綜合監(jiān)管，并利用系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，制定隱患治理和應(yīng)急救援方案，進(jìn)行監(jiān)管決策，提高綜合監(jiān)管能力。各級監(jiān)管部門和企業(yè)在調(diào)度中心、辦公室等地實(shí)時掌握生產(chǎn)現(xiàn)場狀況，及時發(fā)現(xiàn)并制止違規(guī)作業(yè)和非法生產(chǎn)行為。同時，系統(tǒng)的集中控制和統(tǒng)一管理，簡化系統(tǒng)操作，降低操作人員勞動強(qiáng)度和疲勞度，提高監(jiān)管效率。系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)用，全面提升礦山等高危企業(yè)安全保障能力和應(yīng)急救援能力，有效防范和遏制安全事故發(fā)生，實(shí)現(xiàn)企業(yè)事故的減少和效益的提高，促進(jìn)行業(yè)持續(xù)安全、穩(wěn)定、健康發(fā)展。

3　總結(jié)

物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)的重要組成部分，被正式列為國家七大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，并寫入政府工作報告，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展。而安全監(jiān)管局統(tǒng)計(jì)顯示煤礦安全也是一項(xiàng)重要的問題，基于物聯(lián)網(wǎng)對煤礦進(jìn)行全面管理具有重大的意義。本文基于現(xiàn)有的各種煤礦信息系統(tǒng)，以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了一種煤礦預(yù)報、逃生、協(xié)調(diào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對煤礦的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)常時事先進(jìn)行預(yù)報，并為礦工規(guī)劃逃生線路;當(dāng)事故發(fā)生后對政府、醫(yī)院、救援隊(duì)進(jìn)行全面協(xié)調(diào)，對礦工所在位置進(jìn)行精確定位，通過實(shí)踐證明本系統(tǒng)有一定的實(shí)用價值。

[1]國家發(fā)展改革委辦公廳關(guān)于組織實(shí)施2012年物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)的通知[EB/OL].http://www.sdpc.gov.cn/zcfb/ zcfbtz/2012tz/t20120518_480281.htm.2012.5.15.

[2]物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃[EB/OL].http://www.gov.cn/ zwgk/2012-02/14/content_2065999.htm,2012.2.

[3]2012政府工作報告，物聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算被點(diǎn)名扶持[EB/ OL].http://www.gbds.com.cn/gdzx/rdld/wlw/201203/ t20120307_1257526.shtml.2012-03-07.

[4]2011年中國煤礦事故統(tǒng)計(jì)[EB/OL].http://coal.in-en.com/ html/coal-17151715381258042.html.2012.1.14.