物联网环境下煤矿灾害救援流程优化设计

杨利峰

（开封大学财政经济学院，河南　开封　475004）

物联网环境下煤矿灾害救援流程优化设计

杨利峰

（开封大学财政经济学院，河南开封475004）

通过分析我国煤矿灾害救援流程及现存问题，提出以物联网技术为依托对煤矿灾害救援流程实施优化设计，构建基于物联网的煤矿灾害救援流程。研究结果对于提高煤矿灾害救援数据分析处理及共享能力，实现及时、准确、有效救援，控制事故伤亡率和经济损失具有重要指导意义。

煤矿灾害救援；物联网；流程优化设计

煤矿灾害救援的基本任务是，在煤矿重大事故发生后，迅速控制事故发展并尽可能排除事故，保护现场人员和场外人员的安全，将事故对人员、财产和环境造成的损失降至最低程度。目前，我国煤矿灾害救援遵循“统一指挥，分级负责，区域为主，单位自救和社会救援相结合”的原则，救援工作由政府为主导，专业的煤矿灾害救援单位为主体，救援的整个过程需要政府的参与协调，政府对整个救援流程行政干预过多，各救援实体之间的关系比较复杂，同时由于现有技术及设备制约，煤矿灾害救援信息的获取及共享程度偏低，导致我国煤矿灾害救援能力总体较差，救援及时性有待提高。

物联网就是“物物相连的网络”，是互联网向物理世界的延伸和拓展，其利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知识别，并对搜集到的信息进行计算、处理和挖掘，实现人与物、物与物之间的信息交互和无缝链接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策的目的［1］。目前，物联网技术在众多领域得到广泛应用，如交通运输、食品安全、智能农业、灾害预测预报等。

本文将物联网技术及理念引入煤矿灾害救援领域。运用物联网的先进感知技术、数据挖掘技术、互联网技术等实现对煤矿危险源信息的全方位监测、智能分析和信息共享，基于物联网的煤矿灾害救援流程，能够显著提升煤矿灾害救援能力，保证煤矿灾害救援工作迅速、有序、准确、有效地开展。

1　物联网概述

物联网的思想源于1999年MIT Auto-ID中心的网络无线射频识别系统，Ashton教授在研究射频技术时最早提出结合物品编码、RFID和互联网技术的解决方案。在我国，通常认为物联网是通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

从技术角度分析，物联网体系结构包含感知层、网络层、应用层3个层面。感知层是物联网的基础层，主要运用传感器、RFD、GPS、自组织网络、传感器网络和短距离无线通信等技术采集、捕获、识别物体信息，实现物与物之间的连接。网络层是物联网的神经系统，是一个异构融合的泛在通信网络，通过互联网、通信网、广电网以及各种接入网和专用网对采集到的物体之间的信息进行传输和处理，是一个贯通物与物、人与物、人与人之间通信的全局网络。应用层负责物联网信息处理和应用，实现信息的存储、数据的挖掘、应用的决策等，通过海量数据智能化处理、分布式计算、中间件、信息发现等技术，为手机、PC、PDA等终端设备提供感知信息的应用服务。

2　煤矿灾害救援流程及存在问题

目前，我国的煤矿灾害救援工作由政府主导，煤矿灾害救援单位一般由政府统一管理，当煤矿发生灾害事故时，煤矿首先调动自身储备的救援物资进行自救，以控制灾情蔓延。与此同时，将灾情逐级上报给政府主管部门，在政府部门的协调下，组建由受灾煤矿、煤矿灾害救援专家和专业煤矿灾害救援单位共同参与的煤矿灾害救援中心，制定救援方案并调集社会救援物资，对受灾煤矿展开综合救援，直至煤矿灾害解除后，救援人员及政府人员依次撤离，受灾煤矿进行灾后重建工作，救援工作结束。

2.1救援信息获取方式落后

现有煤矿救援设备多采用语音通信设备，获取危险源信息的方式单一，且获取的信息有限，尚未实现对煤矿危险源的全方位监测，当煤矿灾害发生时不能全面、准确地提供灾情信息，由此导致救援人员、上级指挥部门、协调人员之间信息流通不畅，救援指挥中心无法及时掌握真实的灾情，不能对救援工作快速反应，制约了救援工作的开展。

2.2救援实体关系协调难度大

煤矿灾害救援过程需要政府部门、受灾煤矿、煤矿灾害救援专家小组、专业煤矿灾害救援单位及外部救援机构的共同协作。专业煤矿灾害救援单位一般由政府统一管理，而且灾害的综合救援需要以政府为主导的煤矿灾害救援指挥部统一指挥，政府行政干预过多，由此造成煤矿灾害救援实体间信息流通不畅，信息共享程度低，救援实体间的关系比较复杂。

2.3煤矿灾害救援方式被动

现有的煤矿灾害救援流程重救援而轻防治，着重在煤矿灾害事故发生后被动地进行救援，而煤矿灾害的防治工作没有受到足够重视。较为被动的救援方式增加了救援工作的难度，有可能造成救援时机的延误。

2.4煤矿灾害救援学习能力偏低

由于技术及设备条件的限制，现有的煤矿灾害救援并不注重救援学习能力的提高。当煤矿灾害解除后，政府人员、专家小组及专业的救援单位撤离煤矿，对于灾情信息及救灾经验缺乏总结学习。

3　基于物联网的煤矿灾害救援流程优化设计

3.1将物联网感知技术应用于煤矿灾害信息监测，变被动救援为主动防治

用RFID、红外传感器、摄像头等先进信息技术获取煤矿井下甲烷、风速、温度、电流、锚杆压力和设备点检等信息，对煤矿进行图像、视频、声音等全方位监测和记录，将记录的数据存储在灾害信息数据库中，通过灾情预警数据库进行数据挖掘，及时发现危险源信息，迅速发布灾情预警信息，打破以往灾害救援过程中信息流通不畅的局面。

3.2搭建信息共享平台，提高救援信息共享度

将互联网融入煤矿灾害救援全过程，在井下及地面敷设以工业以太环网为主要技术手段的内部网络，将煤矿灾害监测信息导入数据库，并在灾害预警数据库中对数据进行分析，将分析的结果反馈给煤矿，实现对危险源的实时监控。同时，构建以3G、Wifi、广电网等网络技术为主导的、覆盖整个矿区的物联网络传输层，实现物联网数据的交互，煤矿、政府部门、专家小组以及专业煤矿灾害救援单位等救灾实体根据自身权限，通过访问企业内外部网络获取灾害预警信息，并实现救援实体之间的连接。当有灾情发生时，各救援实体在政府部门协调下迅速组建灾害决策中心，制定合理的救援方案，并调集外部救援物资，提高救援智能决策能力和效率。

3.3及时总结救援经验，提高救援系统学习能力

灾害解除后，及时对灾情信息和救援经验进行分析总结，并通过互联网传输，将信息录入灾情预警数据库，为后续灾情分析及救援方案制定提供参考，增强煤矿灾害救援的知识管理能力，提升煤矿灾害救援系统灾情预警能力和救援能力。

4　结语

基于物联网环境的煤矿灾害救援流程优化设计，能够解决传统煤矿灾害救援流程中信息获取方式单一、信息共享程度低、救援学习能力低下、救援及时性较低以及救援方式被动等问题，提高煤矿灾害救援效率和救援及时性。由于物联网技术在安全性方面存在一定的问题且应用成本居高不下等原因，物联网目前尚未实现大面积普及应用。将物联网技术应用于煤矿灾害救援流程，如何保障其网络安全性，还需进一步深入研究。

Optimization Design of the Coal Mine Disaster Relief Process Based on Internet of Things

Yang Lifeng
（College of Finance and Economics，Kaifeng University，Kaifeng Henan 475004）

By analyzing the coal mine disaster relief process and existing problems in our country，this paper put forward the optimization design of coal mine disaster relief process based on the Internet of things technology，and built the coal mine disaster relief process based on Internet of things.The research results had important guiding significance for improving coal mine disaster relief data analysis processing and sharing ability，realizing timely，accurate and effective rescue，control the casualty rate and economic loss.

coal mine disaster relief；Internet of things；process optimization design

TD-05；C939

A

1003-5168（2016）05-0035-02

2016-04-26

杨利峰（1986-），女，硕士，助教，研究方向：经济管理、物流管理。

［1］张申，张滔.论矿山物联网的结构性平台与服务性平台［J］.工矿自动化，2013（1）：34-38.