（陜西黃陵二號(hào)煤礦有限公司，陜西 延安 727307）

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，為客戶提供更合適的服務(wù)已經(jīng)成為當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的一個(gè)重要特點(diǎn)。由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有較高的抗毀性和可靠性，將其應(yīng)用到煤礦掘進(jìn)工作面的安全監(jiān)控工作中是未來(lái)的一個(gè)趨勢(shì)。在一般情況下，構(gòu)建的安全監(jiān)控系統(tǒng)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行銜接，從而對(duì)煤礦挖掘進(jìn)行全方位、多層次、實(shí)時(shí)的監(jiān)控，并通過(guò)分析得到的檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行工程預(yù)警、發(fā)生事故后的指揮工作以及事故救援工作、信息共享工作等工作。

一、基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的安全監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成

安全監(jiān)控系統(tǒng)可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)對(duì)煤礦掘進(jìn)工作進(jìn)行全方位、多層次、實(shí)時(shí)的監(jiān)控，并且可以根據(jù)煤礦不同的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行高質(zhì)量、個(gè)性化的安全監(jiān)控體系。該系統(tǒng)由智能感知層、系統(tǒng)接入層、控制層和應(yīng)用層四個(gè)基本層次構(gòu)成。感知層是整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)信息感知的層次；系統(tǒng)的核心則是控制層，控制層可以控制系統(tǒng)的終端設(shè)備；接入網(wǎng)關(guān)和信號(hào)AP基站節(jié)點(diǎn)共同構(gòu)成了系統(tǒng)的接入層；應(yīng)用層可以為用戶不同的安全監(jiān)控設(shè)備提供相應(yīng)的接口，從而為用戶提供更加便捷舒適的服務(wù)。

二、關(guān)鍵技術(shù)

1.布置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)

網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的合理布置可以使無(wú)線Mesh傳感器網(wǎng)絡(luò)完成系統(tǒng)監(jiān)控和全方位根數(shù)工作，并且系統(tǒng)具有良好的冗余性，從而使系統(tǒng)的抗毀性和可靠性進(jìn)一步提高。在實(shí)際的工作環(huán)境中，有的巷道由于過(guò)于狹長(zhǎng)可能在局部發(fā)生彎曲，為了擴(kuò)大系統(tǒng)通信的覆蓋領(lǐng)域，保證系統(tǒng)通信的質(zhì)量，完成無(wú)線電波的是局內(nèi)通信，并且路由節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié)點(diǎn)應(yīng)該按照有關(guān)規(guī)范，在巷道兩側(cè)每隔一定距離就又一個(gè)路由節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié)點(diǎn)。

由于煤礦井下工作面工作環(huán)境較為復(fù)雜，有較多因素會(huì)對(duì)無(wú)線通信的質(zhì)量產(chǎn)生影響，施工工人通常慶康下需要在這些工作面中工作，發(fā)生事故的可能性較大，因此節(jié)點(diǎn)的布置的抗毀性、冗余性和可靠性必須滿足國(guó)家有關(guān)規(guī)范規(guī)定，并且將井下的實(shí)際環(huán)境因素和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能要求考慮在內(nèi)，最大程度增加煤礦掘進(jìn)工作面的安全系數(shù)。

2.井下人員跟蹤技術(shù)

該技術(shù)通常用于煤礦井發(fā)生安全事故后事故發(fā)生點(diǎn)和井下人員數(shù)量和人員所在位置的確認(rèn)工作。該技術(shù)是在RSSI跟蹤定位技術(shù)的基礎(chǔ)上運(yùn)行的，并不需要其他輔助設(shè)備，并且具有傳輸距離遠(yuǎn)、低功耗的優(yōu)點(diǎn)，適合在煤礦掘進(jìn)工作中使用。在RSSI跟蹤技術(shù)的定位作用中，利用傳感器能夠有效地對(duì)巷道以及兩段的距離進(jìn)行測(cè)量，從而能夠形成一個(gè)重疊的矩形覆蓋，從而達(dá)到利用此種技術(shù)，能夠在煤炭施工人員進(jìn)行地下施工的時(shí)候有效地對(duì)煤炭施工人員的施工位置進(jìn)行一個(gè)準(zhǔn)確的定位作用，利用這種技術(shù)能夠以防萬(wàn)一，如果發(fā)生緊急情況，能夠有效地對(duì)險(xiǎn)情中的礦工位置進(jìn)行一個(gè)精準(zhǔn)的定位。

3.智能感知層路由策略

安全監(jiān)控系統(tǒng)中，智能感知層是以Zigbee協(xié)議為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)之間的無(wú)線通信的，并且以接力的形式將信息從上一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳遞到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，最終將其傳遞到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。在智能感知層的路由策略中，采用Cluster-Tree算法和AODVjr算法相互結(jié)合的路由算法來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的目標(biāo)。這里的Cluster-tree算法是靜態(tài)路由算法的一種，該算法中節(jié)點(diǎn)是根據(jù)簇樹(shù)結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行路由的選擇，整個(gè)過(guò)程不會(huì)涉及到路由表的存儲(chǔ)工作；AODVjr算法尋找最優(yōu)路徑的方式是通過(guò)洪范尋路消息來(lái)實(shí)現(xiàn)的，只有將Cluster-tree算法和AODVjr算法想結(jié)合，才能為系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)信息傳輸工作提供最合適額路由策略。

4.情境感知

情景感知主要應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)工作和事故預(yù)警工作當(dāng)中，是通過(guò)傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)井下設(shè)備的狀態(tài)和設(shè)備周圍環(huán)境的實(shí)施數(shù)據(jù)的采集工作，并能夠?qū)⑸舷挛牡男畔⑾嗷ヂ?lián)系，在工作時(shí)，將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)甚至可以隱藏的馬可夫模型等感知模型適當(dāng)應(yīng)用，利于安全監(jiān)控技術(shù)在煤礦掘進(jìn)工作面中的應(yīng)用。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著時(shí)代的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，現(xiàn)階段各個(gè)行業(yè)中，智能技術(shù)的應(yīng)用都是勢(shì)在必行的，在煤礦掘進(jìn)工作中，智能技術(shù)的應(yīng)用也是十分重要的，利用先進(jìn)的智能技術(shù)來(lái)進(jìn)行煤礦掘進(jìn)工作中的監(jiān)控工作是十分有必要的，利用安全監(jiān)控技術(shù)來(lái)進(jìn)行煤礦掘進(jìn)工作不僅高效，并且能夠?yàn)橛行У乜刂泼禾客诰虻倪M(jìn)程和發(fā)展，利用這種技術(shù)能夠?yàn)槲磥?lái)的煤礦事業(yè)一點(diǎn)技術(shù)貢獻(xiàn)。