郭斌

摘 要：煤炭生產(chǎn)是我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，而煤礦開采的安全對于煤炭行業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。目前，煤礦所使用的傳統(tǒng)安全系統(tǒng)難以適應(yīng)現(xiàn)實需要，導(dǎo)致我國煤礦行業(yè)安全事故頻發(fā)。因此，必須積極引進網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，建立互聯(lián)網(wǎng)支持下的安全信息系統(tǒng)，才能更好地對各種危險因素進行監(jiān)控。本文將對煤礦安全信息系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用構(gòu)架進行分析。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)+ 煤礦 安全信息 技術(shù) 應(yīng)用構(gòu)架

中圖分類號：TD67 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2018）01（c）-0041-02

我國是以煤炭作為主要能源的國家，而煤炭的生產(chǎn)卻是我國安全事故的高發(fā)行業(yè)。信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用推動了煤礦生產(chǎn)的數(shù)字化、信息化和自動化程度，在煤礦內(nèi)，各種先進的檢測管控設(shè)備的廣泛應(yīng)用有效降低了我國煤礦發(fā)生安全事故的概率，減少了生命和財產(chǎn)的損失。因此，煤礦應(yīng)積極在生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中應(yīng)用信息技術(shù)，以保證煤礦的安全生產(chǎn)，尤其是要實現(xiàn)在煤礦的生產(chǎn)過程中對瓦斯和煤氣的突出、圍巖、沖擊地壓以及水害和火災(zāi)等安全隱患因素進行實時的動態(tài)檢測，及時進行預(yù)警，并為科學決策提供數(shù)據(jù)信息，這也是在互聯(lián)網(wǎng)+的背景下，煤礦要實現(xiàn)高效和安全生產(chǎn)所必然的選擇。

1 互聯(lián)網(wǎng)+框架下煤礦安全的信息化的關(guān)鍵技術(shù)

隨著我國網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，以互聯(lián)網(wǎng)以及智能芯片和終端為代表的信息技術(shù)逐步進入了傳統(tǒng)的煤炭生產(chǎn)領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)以及云計算的興起改變了傳統(tǒng)煤礦的信息模式，使煤炭行業(yè)的信息化水平得到了極大的提升。通過大量的傳感器以及無線傳感網(wǎng)的應(yīng)用，使得煤礦的物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)來源，而作為煤礦信息基礎(chǔ)設(shè)施資源池的云計算平臺為對大數(shù)據(jù)進行存儲以及處理提供了支撐。大數(shù)據(jù)的分析能力以及實時交互的查詢效率能夠?qū)γ旱V的安全生產(chǎn)進行預(yù)警，并為決策的形成提供科學的參考依據(jù)。

1.1 煤礦的物聯(lián)網(wǎng)

煤礦的物聯(lián)網(wǎng)是利用RFID射頻的識別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)以及Zigbee等一系列傳感設(shè)備，以及各種礦用的傳感器對煤礦井下的生產(chǎn)信息和環(huán)境信息進行采集。通過煤礦的工業(yè)網(wǎng)接入到互聯(lián)網(wǎng)中，對信息進行通信和交換，從而對煤礦井下的作業(yè)環(huán)境進行氣體的檢測和預(yù)警，對生產(chǎn)設(shè)備進行監(jiān)控，對煤礦的安全隱患進行智能化的識別以及對井下的作業(yè)人員進行定位等。煤礦通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)，加快了對煤礦生產(chǎn)中的實時數(shù)據(jù)進行采集和傳輸?shù)乃俣纫约爸悄芴幚淼男?，為煤礦的高效和安全生產(chǎn)提供了保障。

煤礦的物聯(lián)網(wǎng)根據(jù)其技術(shù)構(gòu)架可以分為三層，即感知、網(wǎng)絡(luò)以及應(yīng)用層。

（1）感知層。

各種礦用傳感器組成了感知層，其主要包括各種感知的終端設(shè)備，可以對煤礦的生產(chǎn)作業(yè)采集生產(chǎn)設(shè)備的信息以及環(huán)境的數(shù)據(jù)。

（2）網(wǎng)絡(luò)層。

連通井上、下的工業(yè)用以太網(wǎng)和WiFi、3G、4G等共同組成了網(wǎng)絡(luò)層，并覆蓋到整個礦區(qū)范圍，能夠?qū)⒏兄獙铀@取的數(shù)據(jù)信息進行交互和傳輸。

（3）應(yīng)用層。

這一層是煤礦的物聯(lián)網(wǎng)與用戶的接口，全面結(jié)合了安全生產(chǎn)對監(jiān)測、預(yù)警以及決策等方面的需求，充分體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用，促進了煤礦的信息化與工業(yè)化的融合。

1.2 煤礦的云計算

目前我國在云計算方面的技術(shù)發(fā)展十分迅速，人們可以十分便捷地獲得計算機的服務(wù)。煤礦在大規(guī)模地使用物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)后，其感知層所采集的井下作業(yè)環(huán)境的實時數(shù)據(jù)、井下的視頻監(jiān)控以及其他生產(chǎn)信息等海量的數(shù)據(jù)需要能夠?qū)ζ溥M行存儲以及處理的平臺提供支撐。云計算不僅能夠承載對大數(shù)據(jù)進行存儲以及處理的任務(wù)，還具有較高的性價比的優(yōu)勢，是煤礦在進行安全信息化建設(shè)的強力支撐和輔助設(shè)施。

1.3 煤礦的大數(shù)據(jù)

煤礦的大數(shù)據(jù)主要來自于煤礦井下的物聯(lián)網(wǎng)的各種監(jiān)測設(shè)備所采集的作業(yè)環(huán)境參數(shù)和控制設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)。其主要特點有如下幾點。

（1）海量的信息。

煤礦在生產(chǎn)的過程中會產(chǎn)生各種動態(tài)數(shù)據(jù)，尤其是對環(huán)境數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測的傳感器會產(chǎn)生龐大的流式數(shù)據(jù)。

（2）數(shù)據(jù)增長的速度比較塊。

隨著煤礦企業(yè)大量部署各種網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)設(shè)備，所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以極快的速度在增加，這些數(shù)據(jù)往往多源異構(gòu)，即使經(jīng)過過濾后所保留的有效數(shù)據(jù)規(guī)模依然十分龐大。

（3）數(shù)據(jù)的類別比較多。

大數(shù)據(jù)的形成來源較多，其格式及種類也是多種多樣，既有結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)信息，也有各種流式數(shù)據(jù)等多元化的數(shù)據(jù)形式。

（4）價值的密度比較低。

隨著煤礦行業(yè)廣泛應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在生產(chǎn)作業(yè)的各個環(huán)節(jié)都開始布置感知設(shè)備。大量的傳感設(shè)備產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù)，而通過機器算法能夠?qū)?shù)據(jù)價值進行高效的提煉，從而成為煤礦保證安全生產(chǎn)的科學依據(jù)以及決策基礎(chǔ)，這是煤礦的大數(shù)據(jù)的核心價值所在。

2 互聯(lián)網(wǎng)+背景下，煤礦安全的信息化的應(yīng)用構(gòu)架

2.1 建設(shè)信息的感知層

感知層所采集的信息數(shù)據(jù)主要是來自于煤礦井下的環(huán)境監(jiān)測、對人員的精確定位、對機電設(shè)備的監(jiān)測監(jiān)控、生產(chǎn)的自動化以及通信聯(lián)絡(luò)等自動化及信息系統(tǒng)，還包括煤礦生產(chǎn)固有的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)采集。

2.2 建設(shè)數(shù)據(jù)的傳輸層

該層主要的功能是通過云平臺標準接口將感知層所采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆朴嬎愕馁Y源層。傳輸層能夠利用各種網(wǎng)絡(luò)信號對數(shù)據(jù)進行不間斷的傳輸，并且還具有緩存功能，能夠在沒有網(wǎng)絡(luò)信號或傳輸?shù)乃俾瘦^低時啟用本地緩存，從而保證數(shù)據(jù)的安全。

2.3 建設(shè)云計算的資源層

應(yīng)用架構(gòu)最重要的組成部分就是云計算的資源層，這也是智能礦山信息化建設(shè)的基本保障，主要有硬件層、通信的適配層和資源的驅(qū)動層以及中間件層所組成，中間件的平臺集成云計算的能力后成為云中間層，負責管理及建設(shè)煤礦整體信息的基礎(chǔ)設(shè)施虛擬價的資源池。

2.4 建設(shè)應(yīng)用的服務(wù)層

應(yīng)用的服務(wù)層面對的主要是煤礦企業(yè)的管理人員以及相關(guān)的監(jiān)管部門，為他們的決策提供數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，從而使各級監(jiān)管人員能夠?qū)崟r掌握所管轄范圍以內(nèi)的安全生產(chǎn)的情況和各種相關(guān)業(yè)務(wù)的流程處理，還包括了可視化的平臺服務(wù)等。另外，還能實現(xiàn)對用戶進行身份認證和權(quán)限控制的功能，并滿足用戶進行個性化的設(shè)置的需求。

2.5 用戶的接口層

不同的用戶通過相對應(yīng)的終端就可以接入平臺，并使用平臺所提供的豐富而高效的安全生產(chǎn)應(yīng)用服務(wù)。

3 結(jié)語

在互聯(lián)網(wǎng)+的理念以及技術(shù)支持下，煤炭行業(yè)在生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)應(yīng)用了云計算、大數(shù)據(jù)以及物聯(lián)網(wǎng)等先進信息技術(shù)，從而能夠更好地獲取具有分析洞察價值的各種數(shù)據(jù)信息。煤礦企業(yè)在未來可以更加便捷地從數(shù)據(jù)信息中獲得具有洞察價值的數(shù)據(jù)。在大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上對安全事故的發(fā)生規(guī)律加以分析和掌握，從而更早地發(fā)現(xiàn)安全隱患因素并及時采取有效措施進行處理，防范煤礦發(fā)生安全事故，還能夠為煤礦提供采取防災(zāi)減災(zāi)以及改善煤礦安全措施的技術(shù)手段以及決策依據(jù)，充分發(fā)掘并利用煤礦在生產(chǎn)和管理過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)中的潛在信息價值，推動智能礦山的實現(xiàn)。

參考文獻

[1] 李樹剛，馬莉，楊守國.互聯(lián)網(wǎng)+煤礦安全信息化關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用構(gòu)架[J].煤炭科學技術(shù)，2016，44（7）：34-40.

[2] 李雷軍.互聯(lián)網(wǎng)+煤礦安全信息化關(guān)鍵技術(shù)分析[J].工程技術(shù)：文摘版，2016（8）：88.

[3] 楊陽.互聯(lián)網(wǎng)+背景下煤礦安全信息化建設(shè)管理探析[J].科技尚品，2017（3）：198.

[4] 常浩.淺析“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的煤礦安全生產(chǎn)信息化建設(shè)——以山西煤炭行業(yè)為例[J].山西科技，2016， 31（1）：117-119.