互联网+煤矿安全信息化关键技术及应用构架

郭斌

摘 要：煤炭生产是我国传统产业，而煤矿开采的安全对于煤炭行業的发展具有重要的意义。目前，煤矿所使用的传统安全系统难以适应现实需要，导致我国煤矿行业安全事故频发。因此，必须积极引进网络信息技术，建立互联网支持下的安全信息系统，才能更好地对各种危险因素进行监控。本文将对煤矿安全信息系统的技术应用构架进行分析。

关键词：互联网+ 煤矿 安全信息 技术 应用构架

中图分类号：TD67 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2018）01（c）-0041-02

我国是以煤炭作为主要能源的国家，而煤炭的生产却是我国安全事故的高发行业。信息技术的发展和应用推动了煤矿生产的数字化、信息化和自动化程度，在煤矿内，各种先进的检测管控设备的广泛应用有效降低了我国煤矿发生安全事故的概率，减少了生命和财产的损失。因此，煤矿应积极在生产的各个环节中应用信息技术，以保证煤矿的安全生产，尤其是要实现在煤矿的生产过程中对瓦斯和煤气的突出、围岩、冲击地压以及水害和火灾等安全隐患因素进行实时的动态检测，及时进行预警，并为科学决策提供数据信息，这也是在互联网+的背景下，煤矿要实现高效和安全生产所必然的选择。

1 互联网+框架下煤矿安全的信息化的关键技术

随着我国网络信息技术的发展，以互联网以及智能芯片和终端为代表的信息技术逐步进入了传统的煤炭生产领域，物联网、大数据以及云计算的兴起改变了传统煤矿的信息模式，使煤炭行业的信息化水平得到了极大的提升。通过大量的传感器以及无线传感网的应用，使得煤矿的物联网已经成为大数据的基础来源，而作为煤矿信息基础设施资源池的云计算平台为对大数据进行存储以及处理提供了支撑。大数据的分析能力以及实时交互的查询效率能够对煤矿的安全生产进行预警，并为决策的形成提供科学的参考依据。

1.1 煤矿的物联网

煤矿的物联网是利用RFID射频的识别技术、全球定位系统以及Zigbee等一系列传感设备，以及各种矿用的传感器对煤矿井下的生产信息和环境信息进行采集。通过煤矿的工业网接入到互联网中，对信息进行通信和交换，从而对煤矿井下的作业环境进行气体的检测和预警，对生产设备进行监控，对煤矿的安全隐患进行智能化的识别以及对井下的作业人员进行定位等。煤矿通过应用物联网的相关技术，加快了对煤矿生产中的实时数据进行采集和传输的速度以及智能处理的效率，为煤矿的高效和安全生产提供了保障。

煤矿的物联网根据其技术构架可以分为三层，即感知、网络以及应用层。

（1）感知层。

各种矿用传感器组成了感知层，其主要包括各种感知的终端设备，可以对煤矿的生产作业采集生产设备的信息以及环境的数据。

（2）网络层。

连通井上、下的工业用以太网和WiFi、3G、4G等共同组成了网络层，并覆盖到整个矿区范围，能够将感知层所获取的数据信息进行交互和传输。

（3）应用层。

这一层是煤矿的物联网与用户的接口，全面结合了安全生产对监测、预警以及决策等方面的需求，充分体现了物联网的智能应用，促进了煤矿的信息化与工业化的融合。

1.2 煤矿的云计算

目前我国在云计算方面的技术发展十分迅速，人们可以十分便捷地获得计算机的服务。煤矿在大规模地使用物联网的相关技术后，其感知层所采集的井下作业环境的实时数据、井下的视频监控以及其他生产信息等海量的数据需要能够对其进行存储以及处理的平台提供支撑。云计算不仅能够承载对大数据进行存储以及处理的任务，还具有较高的性价比的优势，是煤矿在进行安全信息化建设的强力支撑和辅助设施。

1.3 煤矿的大数据

煤矿的大数据主要来自于煤矿井下的物联网的各种监测设备所采集的作业环境参数和控制设备的相关数据。其主要特点有如下几点。

（1）海量的信息。

煤矿在生产的过程中会产生各种动态数据，尤其是对环境数据进行实时监测的传感器会产生庞大的流式数据。

（2）数据增长的速度比较块。

随着煤矿企业大量部署各种网络信息技术设备，所产生的数据以极快的速度在增加，这些数据往往多源异构，即使经过过滤后所保留的有效数据规模依然十分庞大。

（3）数据的类别比较多。

大数据的形成来源较多，其格式及种类也是多种多样，既有结构化的数据信息，也有各种流式数据等多元化的数据形式。

（4）价值的密度比较低。

随着煤矿行业广泛应用物联网技术，在生产作业的各个环节都开始布置感知设备。大量的传感设备产生了海量的数据，而通过机器算法能够对数据价值进行高效的提炼，从而成为煤矿保证安全生产的科学依据以及决策基础，这是煤矿的大数据的核心价值所在。

2 互联网+背景下，煤矿安全的信息化的应用构架

2.1 建设信息的感知层

感知层所采集的信息数据主要是来自于煤矿井下的环境监测、对人员的精确定位、对机电设备的监测监控、生产的自动化以及通信联络等自动化及信息系统，还包括煤矿生产固有的基础性数据采集。

2.2 建设数据的传输层

该层主要的功能是通过云平台标准接口将感知层所采集的数据传输到云计算的资源层。传输层能够利用各种网络信号对数据进行不间断的传输，并且还具有缓存功能，能够在没有网络信号或传输的速率较低时启用本地缓存，从而保证数据的安全。

2.3 建设云计算的资源层

应用架构最重要的组成部分就是云计算的资源层，这也是智能矿山信息化建设的基本保障，主要有硬件层、通信的适配层和资源的驱动层以及中间件层所组成，中间件的平台集成云计算的能力后成为云中间层，负责管理及建设煤矿整体信息的基础设施虚拟价的资源池。

2.4 建设应用的服务层

应用的服务层面对的主要是煤矿企业的管理人员以及相关的监管部门，为他们的决策提供数据的分析结果，从而使各级监管人员能够实时掌握所管辖范围以内的安全生产的情况和各种相关业务的流程处理，还包括了可视化的平台服务等。另外，还能实现对用户进行身份认证和权限控制的功能，并满足用户进行个性化的设置的需求。

2.5 用户的接口层

不同的用户通过相对应的终端就可以接入平台，并使用平台所提供的丰富而高效的安全生产应用服务。

3 结语

在互联网+的理念以及技术支持下，煤炭行业在生产的各个环节应用了云计算、大数据以及物联网等先进信息技术，从而能够更好地获取具有分析洞察价值的各种数据信息。煤矿企业在未来可以更加便捷地从数据信息中获得具有洞察价值的数据。在大数据基础上对安全事故的发生规律加以分析和掌握，从而更早地发现安全隐患因素并及时采取有效措施进行处理，防范煤矿发生安全事故，还能够为煤矿提供采取防灾减灾以及改善煤矿安全措施的技术手段以及决策依据，充分发掘并利用煤矿在生产和管理过程中所产生的数据中的潜在信息价值，推动智能矿山的实现。

参考文献

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