基于煤礦企業(yè)的礦山物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)

周剛偉

摘要：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為當(dāng)前發(fā)展最具潛力的一項技術(shù)之一，能夠在社會各個領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。本文結(jié)合礦山物聯(lián)網(wǎng)總體架構(gòu)、軟硬件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)平臺以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的情況而分析其在煤礦生產(chǎn)中的運(yùn)用情況，從而更好地促進(jìn)煤礦企業(yè)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】煤礦企業(yè) 礦山物聯(lián)網(wǎng) 應(yīng)用技術(shù)分析

在智能化以及社會化的發(fā)展過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成為一種必然產(chǎn)物，它將現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的市場結(jié)合在一起，不僅推社會生產(chǎn)力的發(fā)展，同時還對企業(yè)管理以及企業(yè)生產(chǎn)都帶來積極意義。其中對煤炭企業(yè)而言，物聯(lián)網(wǎng)更是帶來深刻的影響。在產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型發(fā)展過程中，培育出一大批新興產(chǎn)業(yè)，而煤礦企業(yè)作為傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)需要在此次產(chǎn)業(yè)調(diào)整中進(jìn)行深入改革。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所發(fā)揮的積極作用，能夠?qū)⒚禾可a(chǎn)中的運(yùn)輸、銷售、物資、供應(yīng)以及統(tǒng)計等分支環(huán)節(jié)組成一個整體，進(jìn)而可以使得煤炭企業(yè)的管理工作可以實現(xiàn)統(tǒng)一化管理的目標(biāo)。本文結(jié)合礦山物聯(lián)網(wǎng)而分析煤炭企業(yè)如何將各類數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以及存儲，使得礦山企業(yè)的信息分析能夠達(dá)到精準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、規(guī)范化以及可視化操作的目的，最終為煤炭企業(yè)發(fā)展提供良好的信息決策方案。

1 概述礦山物聯(lián)網(wǎng)基本含義

所謂礦山物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要是把傳感技術(shù)、通信技術(shù)、自動化設(shè)備以及智能化計算技術(shù)而結(jié)合在一起，進(jìn)而可以有效覆蓋煤炭企業(yè)產(chǎn)生過程的設(shè)備、人以及環(huán)境等因素，最終使得煤炭企業(yè)在生產(chǎn)中可以實現(xiàn)自動控制、全面感知以及智能管理系統(tǒng)目標(biāo)。在礦山物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展過程中可以將網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行分層處理，即感知層、管理層以及控制層三個不同的層級，其中感知層和控制層的結(jié)合可以在自動化方面為全面感知提供幫助，同時控制層以及管理層的結(jié)合也能夠為智能化控制提供支持，進(jìn)而可以有效推進(jìn)系統(tǒng)的全面化管理，從而為煤炭企業(yè)構(gòu)建感知礦山、管理礦山以及控制礦山網(wǎng)絡(luò)管理而帶來良好保障。

1.1 全面感知系統(tǒng)分析

在煤炭企業(yè)產(chǎn)生中，感知層主要是通過感知技術(shù)而對礦山的綜合情況定位，同時還可以保障其安全性。因此，在感知礦山的設(shè)備運(yùn)行過程中，對礦山環(huán)境管理、實時控制以及預(yù)知管理等方面都能夠快速傳遞給管理者，同時也可以提升礦山環(huán)境對災(zāi)害的預(yù)警能力以及應(yīng)急救援的要求。在這一過程中最主要的特點就是可以將礦山生產(chǎn)中的物、人以及環(huán)境元素結(jié)合在一起，并且可以在地址尋找方面實現(xiàn)實時定位、智能化感知以及可視化監(jiān)控的目標(biāo)，從而有效提升礦山的安全管理質(zhì)量。

1.1.1 感知內(nèi)容

在感知層面，對于礦山而言.主要是掌握人員的位置、動作以及現(xiàn)場實景，同時結(jié)合礦山設(shè)備運(yùn)行情況提升安全度，例如礦山中瓦斯氣體的含量是否超標(biāo)、煤塵以及粉塵是否有效排出、水情以及火情管理、礦山開挖中的巖體外形和形變情況、溫濕度以及電磁射線的發(fā)射情況等，進(jìn)而可以更好地提升煤礦生產(chǎn)過程中的安全性，從而更好地保障從事煤礦工作者的生命安全。

1.1.2 核心技術(shù)

針對煤礦企業(yè)生產(chǎn)的實際情況可知，感知層的核心技術(shù)可以在實際生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用，因為采用這一技術(shù)可以實現(xiàn)生命探測、工作人員的實時定位、智能傳感信息、RFID的電子標(biāo)簽、雙向信息的傳輸術(shù)、視頻監(jiān)控、重大危險源的監(jiān)控移動技術(shù)以及智能診斷結(jié)合在一起，進(jìn)而可以煤炭生產(chǎn)過程中可以實現(xiàn)優(yōu)化管理的目標(biāo)，同時又減少煤炭企業(yè)在生產(chǎn)中的風(fēng)險。

1.2 自動控制

這主要是針對煤炭企業(yè)在生產(chǎn)過程中所提出具體的要求，通過控制層中的技術(shù)可以有效掌握礦山的實際情況。因此，在遍布光纖網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)以及電力線網(wǎng)絡(luò)結(jié)合方面，可以通過智能算法和控制技術(shù)而有效實現(xiàn)礦山生產(chǎn)設(shè)備以及感知層中各個終端的控制目的。

1.2.1 分析自動控制的主要內(nèi)容

在控制層面，主要控制的內(nèi)容包括：通信信號、礦山設(shè)備的運(yùn)行與操作、數(shù)據(jù)傳輸以及數(shù)據(jù)的存儲，糾錯和分析等。

1.2.2 核心技術(shù)

結(jié)合控制層的核心技術(shù)，主要是完成的內(nèi)容有：有線、無線通信相關(guān)協(xié)議、設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的接口技術(shù)、自組網(wǎng)的技術(shù)、智能計算技術(shù)、IP傳輸技術(shù)以及大規(guī)模的數(shù)據(jù)存儲、容錯以及糾錯技術(shù)等。

1.2.3 子系統(tǒng)平臺

在控制層中，其子系統(tǒng)的平臺包括的內(nèi)容有：地下、地上環(huán)網(wǎng)、智能計算、安全生產(chǎn)、有線與無線通信的節(jié)點、接口的兼容系統(tǒng)、多源異構(gòu)的平臺和數(shù)據(jù)信息的存儲等。通過這一子系統(tǒng)平臺可以有效控制礦山中所發(fā)生的各種問題，一方面有效提升的安全性，而另一方面則可以充分保障工作人員的安全性。

1.3 智能管理

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，管理層主要是通過云計算的技術(shù)和面向?qū)ο蟪绦?、控制設(shè)備以及顯示設(shè)備而實現(xiàn)對礦山綜合情況的分析，例如智能顯示、分析以及決策等，進(jìn)而可以實現(xiàn)對礦山環(huán)境的綜合管理。下文分析智能管理的具體情況：

1.3.1 管理內(nèi)容

在管理層主要的內(nèi)容有：設(shè)備控制、人員管理、診斷維修、生產(chǎn)運(yùn)輸、安全管理、災(zāi)害預(yù)警、重大危險源的監(jiān)控、決策管理、應(yīng)急救援管理、信息管理以及實景模擬等，這既可以便于管理者掌握礦山的綜合情況，又可以有效提升煤炭企業(yè)生產(chǎn)中的安全性。

1.3.2 核心技術(shù)

在管理層面，主要的核心技術(shù)有：云計算、診斷分析，智能控制、三維模擬、視景技術(shù)、信息處理術(shù)、工業(yè)視頻技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、智能分析、遠(yuǎn)程遙控以及移動智能技術(shù)等。

1.3.3 子系統(tǒng)平臺

在管理層中，子系統(tǒng)平臺中的內(nèi)容有：煤礦標(biāo)準(zhǔn)化、人員管理的、生產(chǎn)管理、財務(wù)管理臺、設(shè)備診斷、實景監(jiān)控、維修管理以及機(jī)電設(shè)備的控制等平臺。

1.3.4“共有云”的平臺

這主要是結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的云計算技術(shù)而在礦山搭建物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)，這主要是結(jié)合開放式局域網(wǎng)的“共有云”平臺而實施管理，能夠把礦山企業(yè)中設(shè)備、人員、環(huán)境等結(jié)合一起，進(jìn)而可以在自動化管理方面實現(xiàn)人機(jī)、信息共享的目的，從而為智能化的管理作出準(zhǔn)備。endprint

2 分析礦山物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)在煤炭產(chǎn)生中的運(yùn)用情況

在礦山物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)中，需要實現(xiàn)對礦山的安全生產(chǎn)目的，本文主要結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而做出具體分析。這主要得益于煤炭企業(yè)在局域網(wǎng)中構(gòu)建“共有云”的平臺，進(jìn)而使得礦山生產(chǎn)可以在自動化的系統(tǒng)、管理平臺以及礦山設(shè)備方面進(jìn)行綜合整合，這就有效提升管理水平，同時也可以幫助企業(yè)減少投入，極大地節(jié)約建設(shè)成本。在此系統(tǒng)中，能夠適應(yīng)各種類型礦山實際需要，并結(jié)合煤炭的實際情況而進(jìn)行科學(xué)的組合礦山人員、設(shè)備，進(jìn)而提升環(huán)境信息平臺對礦山綜合情況的控制能力。

（1）在平臺應(yīng)用方面，我國的礦山物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)通過標(biāo)準(zhǔn)化綜合平臺而能夠完成對整個環(huán)境的監(jiān)控，從而有效推進(jìn)了礦山物聯(lián)網(wǎng)在綜合建設(shè)方面的進(jìn)度，進(jìn)而保障實際生產(chǎn)中不斷提升效率；

（2）結(jié)合不同的系統(tǒng)分類而能夠在生產(chǎn)中不斷提升綜合能力，例如在生產(chǎn)系統(tǒng)、安全保障以及生產(chǎn)保障方面都進(jìn)行細(xì)化處理，其中有30多個不同的細(xì)分系統(tǒng)，并從中延伸至數(shù)百個不同的子系統(tǒng)；

（3）軟件方面主要是針對礦山物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的基礎(chǔ)建設(shè)而言，將其中的軟件系統(tǒng)、嵌入式軟件以及應(yīng)用軟件實施組合，從而可以完成對主流平臺的覆蓋，進(jìn)而提升人們掌握礦山環(huán)境的能力；

（4）硬件方面需要礦山物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合相關(guān)的設(shè)備而實現(xiàn)運(yùn)用的目標(biāo)，例如其中的超級計算機(jī)、交換機(jī)、工控機(jī)、路由設(shè)備、電力通信以及PC機(jī)等，并在此基礎(chǔ)上提升其全面兼容能力；

（5）標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)系統(tǒng)中，礦山物聯(lián)網(wǎng)主要結(jié)合IPV6的互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、（WLAN）IEEE801.12以及（WPAN）IEEE804.15.6無線通信的標(biāo)準(zhǔn)而有效對煤礦綜合情況進(jìn)行編碼，并將對應(yīng)的信息通過EPC產(chǎn)品以及MAC的傳感網(wǎng)而完成監(jiān)測工作。

3 結(jié)束語

對于煤炭企業(yè)發(fā)展而言，礦山物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有效將通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及傳感器技術(shù)組合在煤炭企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)中，從而使得企業(yè)能夠在龐大的網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)精確化、智能化生產(chǎn)和管理，進(jìn)而更好地提升煤炭企業(yè)的生產(chǎn)效率以及安全水平。在實踐運(yùn)用中，礦山物聯(lián)網(wǎng)可以在煤炭企業(yè)中得到最廣泛的應(yīng)用，一方面使得煤炭生產(chǎn)具有安全性以及高效性，真正推進(jìn)煤炭企業(yè)能夠是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中實現(xiàn)智能化以及數(shù)值化的發(fā)展目標(biāo)，另一方面也可以更好地有效地促進(jìn)煤炭企業(yè)在信息化的社會發(fā)展中獲得良好經(jīng)濟(jì)效益。

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